醋糟在基質上的資源化利用研究

趙 佳，聶園軍，董曉芳，佟建明，李建軍，李瑞珍

（1.山西省農業科學院生物技術研究中心，山西 太原 030031；2.山西省農業科學院農業資源與經濟研究所，山西 太原 030006；3.中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193）

醋糟在基質上的資源化利用研究

趙 佳1，聶園軍2，董曉芳3，佟建明3，李建軍2，李瑞珍2

（1.山西省農業科學院生物技術研究中心，山西 太原 030031；2.山西省農業科學院農業資源與經濟研究所，山西 太原 030006；3.中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193）

醋糟的資源化利用可以節約資源、保護環境、增加企業效益。醋糟在栽培基質上的應用，是醋糟循環再利用的新途徑。綜述了醋糟利用現狀、栽培基質的特點及要求、醋糟的成分與性質分析、醋糟基質栽培效果等方面的研究進展。醋糟符合作為有機栽培基質原料的一般標準，今后需在合理、高效利用方面多加研究。

醋糟；栽培基質；資源化利用

醋糟是以淀粉質原料為主料在固態發酵釀造食醋過程中產生的殘渣。老陳醋是山西特產，為我國四大名醋之一，素有“天下第一醋”的美譽[1-2]。山西省是產醋大省，釀醋業是山西省農產品加工的支柱產業，據不完全統計，山西省釀造老陳醋一年所產生的醋糟就達60萬t以上[3-4]。目前，釀醋企業特別是一些小規模企業對于醋糟的處理還處于初級階段，除少部分被周圍村民直接用作飼料外，大部分被作為廢棄物焚燒處理或者隨意傾倒在路邊、農田等公共場所[5]。焚燒醋糟污染大氣環境，隨意丟棄的醋糟在適宜的條件下經微生物反應產生大量的甲烷氣體，成為安全隱患[6-7]。從保護環境、節約資源、增加企業效益的角度看，醋糟這種廢棄物的資源化循環再利用非常必要，也是亟待解決的大問題。

高粱殼、谷糠、稻殼等物料是醋糟的主要組成成分，其纖維含量較高且用途廣泛[8]，醋糟的這一特性使得其有多種用途。木屑、棉籽殼、秸稈等物質是食用菌栽培的主要原料。醋糟只需進行簡單的預處理，就可與其他原料復配用于食用菌的培養[9]。董良利等[10]研究表明，在雙孢菇栽培時，在接種量5%的條件下，將稻草替換為醋糟并與干牛糞等原料進行復配試驗，最終得出10 m3醋糟中添加40 kg其他原料作為培養料，雙孢菇產量最高。王芳等[11]用醋糟代替木屑加入雞腿菇培養料中進行對比試驗，結果發現，添加醋糟栽培的雞腿菇其蛋白質含量與對照相比無顯著差異，說明醋糟可以作為雞腿菇栽培的原料。醋糟也可用于厭氧發酵生產沼氣。將醋糟與畜禽糞便、秸稈等固體廢棄物混合進行厭氧發酵是生產沼氣的新途徑。賈志莉等[12]通過試驗證明，利用醋糟生產的沼氣中甲烷體積分數高達65%～70%，是優良的產沼氣原料。醋糟還可作為牲畜飼料，目前，關于醋糟的這方面研究與應用主要集中于直接應用醋糟飼喂和通過微生物發酵醋糟進行飼喂2個方面。

自20世紀90年代以來，人們的環保意識越來越強。山西省每年所產醋糟除少部分被周圍村民直接用作飼料外，大部分被丟棄，既造成環境污染又是一種資源浪費，醋糟未得到科學管理和利用。而天然泥炭和蛭石等資源有限。所以，基于為本土提供優質價廉基質的考慮，利用醋糟生產多樣化、無害化的園藝基質，實現自然資源的可循環利用是園藝基質選材的方向，也是近年研究的熱點。

1 醋糟在栽培基質上的應用

1.1 栽培基質的特點及要求

基質栽培是利用固體基質來固定作物根系，通過滴灌營養液對作物進行培養的一種無土栽培方式[13]。首先，顆粒大小適宜、可固定和支撐植株根系、保水性好、通氣性佳、緩沖能力強是優質栽培基質的必備物理性狀。這樣的基質能促進植物根系的呼吸作用，提高水分和養分的吸收率[14]。其次，栽培基質必須有穩定的化學性狀，如：適宜的酸堿度和電導率、緩沖能力強、不含植物生長發育的有害成分、不會傳播病害。最后，作為栽培基質的原料還要經久耐用、價格低廉、取材方便、綠色環保、易于處理，這樣可以最大程度地節約使用成本。目前，用作栽培基質的主要有：泥炭、蛭石、秸稈、爐渣、椰殼、畜禽糞便等原料[15]。

1.2 醋糟的成分與性質分析

醋糟由高粱殼、谷糠、稻殼等組成，明確其成分與性質可以更好地進行規模化、標準化利用。表1為不同醋廠的6種醋糟的成分分析[16-17]。

表1 醋糟常規成分分析%

從表1可以看出，6種山西醋糟成分差別不顯著，其平均干物質含量為94.64%，平均粗蛋白質含量為15.13%，平均粗脂肪含量為9.15%，平均粗纖維含量為35.89%，平均粗灰分含量為9.2%。說明醋糟纖維含量較高，且本身營養豐富，具備一定的肥力，能為植物的生長發育提供營養物質，是優質的栽培基質原料。

由表2可知，6種醋糟的平均容重為0.19 g/cm3，平均總孔隙度為85.5%，平均通氣孔隙度為43.1%，平均持水孔隙度為42.4%，平均pH值為5.34。說明醋糟具有弱酸性的特點，容重小，總孔隙度大，疏松多孔，能容納的空氣含量較高而水分含量較少，用醋糟作純基質時通氣性較強但保水性較弱，需要與其他原料復配成混合基質來使用[16-18]。

表2 醋糟常規性質分析

醋糟營養成分豐富，纖維含量高，與其他原料復配時可以優勢互補，促進植物生長。通過分析醋糟的成分與性質，可以確定其符合作為有機栽培基質原料的一般標準[19]。

1.3 醋糟基質的栽培效果

目前，醋糟這種固體廢棄物的資源化利用，尤其是作為一種栽培基質的原料進行循環利用逐漸受到行業青睞。SHI等[20]將醋糟與泥炭復配成混合基質用于黃瓜栽培，與對照純泥炭基質相比，混合基質栽培提高了黃瓜產量，黃瓜植株中的抗氧化酶和苯丙素代謝活動的關鍵酶以及黃瓜根中的PR蛋白活性顯著增加，而且還發現，黃瓜枯萎病的發病率下降48.3%，取得了良好的應用效果。FAN等[21]將醋糟（60%～90%）與粉煤灰混合用于栽培燕麥，結果發現，燕麥的發芽率和植株高度隨著醋糟施用量的增加而提高，當醋糟含量達90%時達到最大值。張鈺[22]將醋糟應用于番茄的基質栽培中，結果得出，醋糟∶草炭∶蛭石（V/V）＝54∶36∶10的混配基質是番茄穴盤育苗的最適配方，番茄地上鮮質量是對照的1.8倍。宋霞霞[23]將醋糟應用于水果型黃瓜的基質栽培中，結果發現，醋糟∶蛭石∶泥炭（V/V）＝6∶1∶3的混合基質栽培效果最好，其可代替泥炭和蛭石的復合基質（對照），與對照相比植株生長狀況良好，產量最高，品質最佳。

1.4 醋糟應用中存在的問題

醋糟作為一種有機栽培基質的新原料，目前對其用于基質栽培前的預處理方式和與其他原料復配模式的研究已經取得了一定的成果。但是人們對于醋糟的資源化利用研究還處于初級階段，推廣應用中出現的許多問題還需要進一步解決。一是醋糟酸性較強，不能直接作為純基質使用，需要通過發酵或添加堿性物質來進行降酸預處理，這樣會增加時間成本與勞動力成本，不利于醋糟基質化利用的大面積推廣應用[24]。二是醋糟保水性較差，不適合單獨作為基質使用，需要與其他原料復配成混合基質使用[25]。醋糟的這些特點加大了基質化利用的難度，需要我們在以后的研究中克服解決。三是醋糟基質沒有進行商品化生產，一般都是各個產醋地區利用當地資源開發出某種基質，大多是在基礎研究中應用，還未進行大規模推廣。

2 展望

醋糟是食醋釀造過程中產生的廢棄物。目前，新產生的醋糟一般都當作垃圾處理，利用率非常低。醋糟的營養豐富，含有大量的粗纖維，不易碎且經久耐用，相較于泥炭等不可再生的基質原料成本低廉，而且釀醋企業分布廣泛，保證了醋糟來源穩定、取材方便。醋糟作為一種基質原料，可以促進植株生長發育，提高作物產量和品質，應用潛力巨大。目前，在山西，面對煤炭“去產能”帶來的產業深度調整，“醋都”山西已經著手挖掘食醋這一非煤黑色資源，以提升產品附加值，謀求擺脫醋產業低端調味品的尷尬地位。而醋糟作為食醋產業的必然副產物，其利用現狀和食醋工業的產業化程度如若嚴重不匹配，將會對食醋產業的升級改造和可持續發展造成嚴重的制約。所以，研究開發醋糟再利用技術，推動醋糟的產業化應用，具有重要的戰略意義，既可以提升山西傳統釀造企業產業結構，又可以為實現山西省資源型地區經濟的轉型發展作出積極嘗試。

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Study on Recycling Utilization of Vinegar Residue as Culture Substrate

ZHAOJia1，NIE Yuanjun2，DONGXiaofang3，TONGJianming3，LI Jianjun2，LI Ruizhen2
（1.BiotechnologyResearch Center，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.Institute ofAgricultural Resources and Economics，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030006，China；3.Institute ofAnimal Sciences ofChinese AcademyofAgricultural Sciences，Beijing100193，China）

The recycling utilization of vinegar residue as culture substrate can conserve resources,protect the environment and increase the profit of enterprises.The application of vinegar residue in culture substrate preparation is a new recycling method for the fermentation dregs.This paper reviewed the progress of vinegar residue recycling，characteristics and requirements of culture substrate，analysis ofthe composition and properties ofvinegar residue and the effectiveness ofvinegar residue substrate.Vinegar residue meets the general standards as the raw material of organic culture substrates,and further research should be done on its reasonable and efficient utilization in the future.

vinegar residue;culture substrate;recyclingutilization

TS264.2＋2

A

1002-2481（2017）11-1883-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.36

2017-10-20

山西“農谷”研發專項（YCX2017D2209）

趙 佳（1983-），男，山西太原人，助理研究員，主要從事農業微生物資源與應用研究工作。