食用菌糠綜合再利用的研究現(xiàn)狀

杜金華 張昕瑤 馬 爽 吳昕陽 徐 竹

（沈陽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 遼寧沈陽 110034）

菌糠別名蘑菇渣、菌渣或者菇渣，是指食用菌收獲后留下的不具備或者極少具備提供營養(yǎng)的栽培基質(zhì)，由秸稈、木屑菌絲體、棉籽殼、木屑等組成。栽培不同食用菌所產(chǎn)生的菌糠組成成分有所差異，其中除了大量的粗纖維、木質(zhì)素、多糖外，還含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、碳水化合物和微量元素。自20世紀(jì)70年代末，我國的食用菌栽培技術(shù)得到大力發(fā)展，但大部分傳統(tǒng)食用菌菌糠產(chǎn)生后，采取的露天堆砌或者焚燒等不得當(dāng)?shù)奶幚矸绞剑蟠蠼档土司返膶?shí)際使用率，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，科學(xué)合理地利用菌糠刻不容緩。

1 菌糠飼料的應(yīng)用

菌糠在經(jīng)歷挑選、干燥、粉碎、成品四個階段的工藝處理后便能轉(zhuǎn)變?yōu)轱暳希渲械拇种尽⒋掷w維、粗蛋白、木質(zhì)纖維含量都較高，目前是被當(dāng)作粗料來用，可以節(jié)約成本，減少精飼料的用量，提高飼料的利用效率，減緩畜牧業(yè)發(fā)展的飼料壓力。薄璇[1]研究發(fā)現(xiàn)，菌糠喂養(yǎng)的禽畜可以讓乳酸和粗纖維含量升高，降低pH，能更好地促進(jìn)其生長發(fā)育。劉志芳[2]等人則發(fā)現(xiàn)22%的杏鮑菇菌糠混合飼料喂養(yǎng)對奶牛、肉牛和肉羊的生產(chǎn)性能未產(chǎn)生顯著的影響，過高的比例反而會降低上述反芻家畜的生產(chǎn)性能。王喜紅[3]通過平菇菌糠在反芻動物、家禽、豬和其他動物上的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)菌糠作為非常規(guī)飼料原料，對動物增重、飼料轉(zhuǎn)化效率確實(shí)有所改善，但對其生理狀態(tài)的具體影響機(jī)制還要進(jìn)一步探究。

2 菌糠肥料的應(yīng)用

我國作為農(nóng)業(yè)大國，需要使用大量化肥，而長時(shí)間的施用會使得土壤惡化，土地質(zhì)量降低，因此菌糠被用作肥料來替代化肥被更多人關(guān)注。菌糠在土壤中施用后，可形成透氣性好、儲水能力強(qiáng)的腐殖質(zhì)，從而提高土壤肥力。王勤禮[4]等人通過把杏鮑菇菌糠、海鮮菇菌糠、姬菇菌糠、香菇菌糠作為有機(jī)肥基源物質(zhì)進(jìn)行對比，測評比較其pH、重金屬含量、碳磷鉀的含量，證明了以上菌糠制作有機(jī)肥都具有較高的營養(yǎng)成分，且杏鮑菇的最優(yōu)。研究顯示，利用富含有機(jī)質(zhì)和各種礦物質(zhì)的菌糠制作有機(jī)復(fù)合肥，不僅可以減少化肥和農(nóng)藥在農(nóng)作物中的殘留，而且對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)具有一定的提高作用。姚智超[5]利用黑木耳菌糠進(jìn)行實(shí)地框栽實(shí)驗(yàn)，菌糠復(fù)合肥料對小白菜的葉綠素和還原性維生素C 含量有提高作用，并能降低所含硝酸鹽的含量，其土壤肥料的總養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀的百分比含量都有所上升。王騰[6]等人證明用杏鮑菇和靈芝菌糠配施肥料可以降低玉米植株的重金屬含量。

3 菌糠基質(zhì)栽培的應(yīng)用

大部分食用菌的生物學(xué)效率僅有40%-60%，初次使用后的栽培原料還有大量殘存的纖維類物質(zhì)和糖類物質(zhì)，在進(jìn)行二次加工和生產(chǎn)后，可以再次成為栽培原料，從而降低成本，提高產(chǎn)量。侯立娟[7]等人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)菌糠水提物能影響棉籽萌發(fā)和幼苗生長的化感作用，適宜濃度就可促進(jìn)側(cè)根的形成，進(jìn)而促進(jìn)植株生長。鄒德勛[8]等人研究發(fā)現(xiàn), 菌糠滲透性較好, 持水孔隙少于泥炭, 失水率低于泥炭。因此在無土栽培中，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整，菌糠可以作為替代泥炭的肥料載體。張娣[9]等人用不同配比的靈芝菌糠和鮑魚菇菌糠作為基底原料來二次利用栽培平菇。熊維權(quán)通過辣椒穴盤栽培，用六種不同比例菌渣和草炭混合基質(zhì)，得出80%食用菌糠和20%草炭的配比最優(yōu)，對種子的發(fā)芽率同比增長了4.6%，發(fā)芽勢增長了12%，且對幼苗生長的促進(jìn)效果最佳。

4 菌糠土壤改良的應(yīng)用

菌糠所含農(nóng)作物生長所需的元素和有機(jī)營養(yǎng)物都高于稻草肥和鮮糞肥，能促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高農(nóng)作物抗腐能力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。高鈣含量使其成為土壤穩(wěn)定劑的添加材料。在干旱的氣候條件下，高含量的有機(jī)質(zhì)和疏松的質(zhì)地維持了土壤中的水分和養(yǎng)分。經(jīng)陳花[10]等人研究，由菌糠制作的復(fù)合劑對土壤的有機(jī)質(zhì)、有效磷含量、速效鉀含量、pH、堿解氮含量皆有不同程度的影響，不僅能提高土壤肥力，還能夠有效地進(jìn)行重金屬分離，提升土壤的修復(fù)能力，降低鹽堿地的形成率。劉巍[11]等人通過十二烷基硫酸鈉（SDS）作為改性劑改性菌糠,從而達(dá)到吸附處理土壤中亞甲基藍(lán)的效果。張華微[12]以香菇菌糠為底肥混合種植玉米的土壤，得出菌糠不同施用量對土壤孔隙度具有不同程度的改良效果，能增加土壤的肥力。曹雪瑩[13]施用條垛式發(fā)酵生產(chǎn)的金針菇菌糠有機(jī)肥，發(fā)現(xiàn)土壤pH 和陽離子交換量都有顯著提升，土壤電導(dǎo)率下降，證實(shí)了菌糠可以改良土壤酸化。張國勝[14]等以猴頭菇菌糠為原料制備生物炭，通過甜菜盆栽實(shí)驗(yàn)分析，菌糠生物炭讓甜菜重金屬脅迫減輕，土壤速效養(yǎng)分和酶活普遍提升，添加2.0%含量的菌糠生物炭時(shí)，促進(jìn)Cu向殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化的效果最佳。

5 菌糠吸附劑的應(yīng)用

菌糠內(nèi)部含有大量的菌絲體和纖維素等成分，含有的大量有機(jī)酸、含氮含氧的官能團(tuán)可以和金屬離子絡(luò)合，且菌絲和木屑中的多孔結(jié)構(gòu)也可對金屬離子進(jìn)行物理吸附。國內(nèi)對菌糠吸附重金屬已經(jīng)做了大量的研究。衛(wèi)智濤[15]經(jīng)研究表明，食用菌麩皮表面富含羥基、氨基、羧基和磷酸基團(tuán)，作為吸附劑處理廢水，具有降解有機(jī)物的潛能。藏婷婷[16]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，廢水用黑木耳菌糠處理過后，Cu2+的含量明顯降低，最低僅為原來的19.5%，其Cu2+吸附率高達(dá)80%。黃菲[17]用10 種原料制備生物炭作為吸附劑來除去廢水中Cu2+、Cd2+，證實(shí)香菇菌糠生物炭的吸附動力學(xué)過程符合擬二級動力學(xué)模型，且吸附量和吸附速率是最優(yōu)的，證明了菌糠生物炭是一種有前景的高效吸附劑。宋濤利用固定化黑木耳菌糠處理廢水中的Pb（Ⅱ）。董莉瑩[18]用十二烷基二甲基溴化銨改性菌糠來吸附工業(yè)廢水中的六價(jià)鉻Cr（Ⅵ）。綜上可知，菌糠可以作為新型離子吸附劑的材料來“以廢治廢”。

6 菌糠多糖的應(yīng)用

菌糠在酶解作用下，會產(chǎn)生大量的碳水化合物、有機(jī)酸等生物活性物質(zhì)，其中分析提取的菌糠多糖可以應(yīng)用于細(xì)胞病理研究。食用菌糠多糖的提取方法有：水提醇沉法、酸堿浸提法、酶液浸提法、超聲波法、超臨界CO2 流體萃取法等。

楊啟航[19]通過黑木耳菌糠提取出的黑木耳菌糠多糖，分析其結(jié)構(gòu)并進(jìn)行動物病理實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該種多糖抗氧化能力較強(qiáng)，能改善高脂血癥小鼠的生理病變，具有預(yù)防和治療高脂血癥的潛力。尤晶瑩[20]提取了秀珍菇菌糠多糖（PRPS），用蝸牛酶優(yōu)化提純后得到EPRPS，作用于用腺嘌呤誘導(dǎo)的CRF 小鼠，檢測EPRPS 對小鼠的抗氧化、抗炎癥和抗細(xì)胞凋亡活性，確定了EPRPS 抗損傷和修復(fù)的作用。菌糠多糖在肝癌方面也有相關(guān)研究，張山[21]等人實(shí)驗(yàn)證實(shí)了真姬菇菌糠多糖通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路來發(fā)揮抗肝癌HepG2 細(xì)胞增殖的作用。菌糠多糖在細(xì)胞及癌細(xì)胞的應(yīng)用研究給菌糠再利用提供了新思路。

7 其他

干燥后的菌糠可作為滅菌燃料，也可替代煤炭或木炭作為冬季取暖燃料，還可用于糧食儲藏和水果保鮮；沼渣可用于育苗；沼液可用于種子浸泡等。劉德江[22]用小麥秸稈作為對照，用稻草、棉籽殼作為實(shí)驗(yàn)組，通過處理發(fā)酵比較測定其產(chǎn)氣量，確定棉籽殼菌渣作為原料產(chǎn)沼氣的可行性。敖娜日蘇[23]研究了以菌糠為原料燒制菌糠生物炭，并加進(jìn)厭氧消化體系中反應(yīng)，證明了菌糠生物炭有提高厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的能力。

生產(chǎn)菌糠復(fù)合肥和菌糠土壤調(diào)節(jié)劑是菌糠資源優(yōu)化的一個方向。李向軍[24]選擇菌糠作原材料，經(jīng)過處理后產(chǎn)生了一種有機(jī)微生物菌劑，其施用量僅為傳統(tǒng)有機(jī)肥的15%-20%，起到了降低成本、減少化肥使用、改良土壤的作用。

菌糠再利用時(shí)是否會造成二次污染，如何充分發(fā)揮菌糠的養(yǎng)分和活性，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，推動食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還需要人們投入大量的研究。