食用菌菌糠資源化利用的現狀與研究進展

許子潔 王 晶 曹子健 胡 寶 鄭素月 王春霞

（河北工程大學園林與生態工程學院，河北 邯鄲 056038）

食用菌因其營養豐富，味道鮮美而備受青睞。近年來在政府一系列方針政策的指引下，我國食用菌產業迎來了前所未有的良好發展機遇，產業規模發展迅速，已經成為我國第五大種植產業[1]，食用菌產量占世界總產量的70%以上。隨著我國“一帶一路”政策的實施，非洲國家食用菌產業也開始蓬勃發展[2]。

食用菌生產中會產生大量菌糠，直接丟棄或燃燒，不僅浪費資源，還造成極大的環境壓力[3]，阻礙產業可持續發展。因而科學高效地處理食用菌菌糠，實現廢物再利用，變廢為寶，十分重要。食用菌菌糠又稱菌渣，是以木屑、玉米芯、棉籽殼及稻草為主要原料栽培食用菌后的培養基剩余物[4]。菌糠中含有大量的菌絲體，富含氨基酸、多糖、纖維素及木質素等有機質和營養成分，具有很高的資源化利用價值[5]。廢棄的菌糠可在食用菌栽培中再次利用[6]，也可用作燃料、有機肥料，用于土壤環境改良等[7-9]。然而在實際生產中菌糠的利用率很低，很少真正形成大規模產業化處理。本文從食用菌菌糠再次用于栽培食用菌，及作為飼料、生態修復材料和化工材料等方面進行闡述，并對其合理綜合利用提出建議。

1 食用菌菌糠資源化利用現狀

1.1 在食用菌栽培中的再利用

菌糠中存在大量的有機質及營養成分，仍然可為某些食用菌生長提供充足的營養，利用效果甚至好于新料。蘇貴平等[10]將金針菇菌糠以不同比例添加到培養基質中栽培雙孢蘑菇，發現當菌糠的添加量為60%時，雙孢蘑菇的產量可比稻草栽培提高15%以上，生產利潤提高約50%。研究發現，加入20%黑木耳菌糠提取液對榆黃蘑菌絲生長具有顯著的促進作用，加入60%菌糠提取液對平菇菌絲生長具有明顯的促進作用[11]。盧勇等[12]報道，以添加30%杏鮑菇菌糠的培養料栽培黑木耳，產量較對照增加16.5%，且成本降低。盛春鴿等[13]研究發現，以麻屑、豆秸和木耳菌渣為基質主料栽培平菇，菌糠添加量為45%左右時，子實體產量高，經濟效益較對照提高約25%。此外，還有利用香菇及白靈菇菌糠栽培平菇[14,15]，以平菇菌糠為基質栽培靈芝[16]，以靈芝菌糠栽培黑木耳[17]等。

1.2 用作有機肥料和栽培基質

肥料化是目前食用菌菌糠最有效的利用方式，能夠顯著改善土壤的理化性質，提高土壤肥力；菌糠中殘余菌絲體分泌的活性物質，還能抑制部分土傳性病害的發生。研究顯示，利用金針菇菌糠-啤酒渣有機肥種植馬鈴薯，產量增幅達30%～98%[18]；施用菌糠能夠顯著改善辣椒的品質，使辣椒中的維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白等明顯提高，在菌糠的施用量為800 kg/667 m2時，辣椒產量可提高47.75%[19]。

1.3 用作優質飼料

菌糠非常適合用作飼料，其粗蛋白的含量較高，粗纖維含量較低，并且含有一般飼料中所缺乏的必需氨基酸及維生素等，質地松軟，氣味芳香，將其添加到飼料中可提高畜禽抗病力等。菌糠可用作反芻動物飼料，用杏鮑菇菌糠替代部分粗飼料飼喂荷斯坦牛，飼料成本較對照組降低5.87 元/(頭·d)[20]。菌糠可用作魚類飼料，在羅非魚飼料中添加適量的蛹蟲草菌糠能夠顯著提高羅非魚的免疫力及生長速度[21]。菌糠可用作禽類飼料，利用金針菇菌糠替代部分精料飼養昌圖鵝仔鵝，試驗組比對照組每只鵝日增重提高4.48%，經濟效益提高19.30%[22]。菌糠還可以用作其他動物飼料，應用杏鮑菇菌糠飼料可以提高幼兔生長性能，降低料肉比及飼喂成本[23]。

1.4 用作生物質能源

食用菌菌糠中含有大量的木質纖維素，曬干后直接燃燒可用于菌袋滅菌或菇棚升溫，但該方法污染環境，不符合我國的環保政策，漸趨淘汰[1]。科研工作者發現菌糠可以通過氧化、熱解、氣化產生相應的燃料物質，其中沼氣化是實現菌糠處理的重要手段。以酒糟、菌渣為原料進行菌渣厭氧發酵制取沼氣，可實現高效發酵產出沼氣，具有預處理方式簡便、啟動迅速等優點[24]。平菇菌糠可作為沼氣發酵原料，其產沼氣能力與牛糞相當[25]。以水稻秸稈及金針菇菌糠為原料制取沼氣，可日產沼氣73.5 m3[26]。菌糠還具備作為第二代生物乙醇轉化基質的潛力[27]，將香菇菌渣用纖維素酶和釀酒酵母進行同步糖化發酵，可有效轉化為乙醇，轉化率達80%左右[28]；1 t 平菇菌糠大約可以生產150 kg 乙醇[29]。

1.5 用作生態修復材料

隨著水污染的日益嚴重，人們在尋找高效、環保的處理途徑。而菌糠中含有大量的菌絲體、纖維素、半纖維素和木質素等，擁有巨大的比表面積和多種具有吸附作用的官能團，如羥基、羧基、酚基等，是非常好的選擇。以菌糠自身的吸附特性為基礎，對其進行化學改性后應用于廢水中銅離子和鎳離子的脫除，吸附能力提高，吸附速度加快[30]。菌糠處理低碳氮比廢水的研究發現，添加菌糠能夠使氨氮（TN）的去除率從46.9%提高到69.7%～93.0%，成本低、效率高，表明菌糠是一種非常有前途的脫氮碳源[31]。利用菌糠過濾處理染料溶液，菌糠對染料的脫色率達80%以上，并對染料污染體系的pH 有調節作用[32]。

此外，菌糠還田可以改良鹽堿耕地土壤的理化性狀，并提高土壤肥力。研究發現，菌糠搭配硫酸鋁對鹽堿地稻田養分有明顯的改良作用，改良處理稻田中有機質、有效磷及堿解氮含量顯著升高[33]；改良劑與菌糠結合對新開堿地稻田土壤性狀有優化作用，能夠增加土壤陽離子交換量（CEC）、速效鉀和有機碳（SOC）的含量，降低土壤酸化度、堿化度（ESP）等[34]。

1.6 用于獲取生物活性物質

食用菌菌糠中含有糖類、有機酸類、生物活性酶等菌絲代謝產物，具有生態高值化利用的潛力。在最優提取條件下，北蟲草菌糠中蟲草多糖的提取率為10.01%[35]。添加復合酶結合微波法，在最優條件下，腐熟杏鮑菇菌糠的游離氨基酸的提取量能夠達到13.64 g/L，經檢測有機質含量符合肥料標準，表明杏鮑菇菌糠可用于生產氨基酸水溶肥[36]。以杏鮑菇菌糠為材料進行漆酶的提取與純化，結果所得漆酶為單一純品，分子量大小約為44.3 ku，酶比活為6.233 U/mg，純化倍數為10.452，酶活回收率為16.640%[37]。研究發現，真姬菇菌糠多糖可抑制HBsAg 和HBeAg 的分泌，增強拉米夫啶的抗HBV DNA 功效，并可通過Stat3/Survivin 信號途徑抑制細胞的增殖[38]。另據報道，可從香菇菌糠中提取菇類多糖、脂肪氨基酸、三十烷醇類等成分，研制出具多種功效的純天然、無污染的農藥，對引起番茄、辣椒、黃瓜、煙草和馬鈴薯等多種植物病毒病有較強的抑制和殺滅作用[39]。

1.7 用作化工材料

科研工作者發現食用菌菌糠可用作化工材料。渠繼紅等[40]進行了食用菌菌糠生物質建筑保溫板性能的研究，發現隨菌糠摻量的增加，保溫板的抗壓強度先提高后降低；導熱系數先減小后增大，當菌糠摻量為30%時，導熱系數最低。菌糠能夠用于制備包裝材料或乳酸[41-43]。

2 食用菌菌糠資源化利用存在的問題

2.1 對食用菌菌糠資源化利用價值的認知深度不夠

菌糠作為食用菌栽培的副產品，具有很高的利用價值，但大多食用菌種植者對此認知不足而直接將菌糠丟棄和焚燒，不僅導致浪費資源還嚴重污染環境，造成極大的環境壓力。

2.2 食用菌菌糠綜合利用技術不成熟

與國外相比較，我國對菌糠再利用的研究起步較晚，利用菌糠作為生物質能源、化工材料及提取生物活性物質等存在諸多問題，且目前沒有具體的生產標準，這些問題制約了我國菌糠資源化利用的進程。

2.3 菌糠再利用缺乏不同行業之間的合作

菌糠資源化利用涉及多個行業，而目前我國只有小范圍的一部分人員在探索，其他行業人員較少參與，導致菌糠的再利用研究不夠全面和深入。

3 食用菌菌糠資源化利用的建議

3.1 政府加大宣傳力度及資金支持

科研人員及相關政府部門應當加大宣傳力度，加強對種植戶及企業從業人員的培訓及引導，使更多的人認識到菌糠再利用的緊迫性及重要性。政府還可以給予種植戶及食用菌生產企業適當補貼，鼓勵進行菌糠的資源化利用。

3.2 加快菌糠資源化利用技術的研發與轉化

政府部門及企業應當高度重視菌糠資源化利用技術的研發與轉化，加大科研經費投入，吸引更多的科技人員加入到關鍵技術的研究中，并且鼓勵科研人員與企業進行合作，使科研成果真正轉化為生產力，以推動菌糠再利用技術的快速發展。

3.3 加強各行業之間的合作

菌糠的資源化利用涉及多方面及多行業，應將各方面的研究結合起來，積極配合，協同進行，共同做好菌糠的資源化利用，使資源得以良性循環，促進產業健康可持續發展。

4 結 語

我國堅持走可持續發展的路線，要實現物質資源的高效利用和經濟與生態的可持續發展，隨著我國經濟的逐步轉型，農業廢棄物的利用受到越來越多的關注。近年來我國乃至全世界食用菌產業蓬勃發展，產量逐年上升。食用菌產業的不斷壯大導致菌糠大量產生，處理不當易出現負面效應。如何高效利用這些菌糠成為全產業面臨的重要問題。因此，應做好食用菌菌糠的資源化利用，與種植業、養殖業和工業等產業有機結合，最大限度提高菌糠的利用率，使資源得以良性循環，變廢為寶，促進食用菌產業健康、綠色及快速發展。