食用菌菌糠综合利用研究进展

彭涛 余水静 程素

摘要 对食用菌菌糠用于食用菌栽培、肥料、饲料、新型能源和吸附剂等方面的研究进行概述，提出其再利用时存在的问题，并对菌糠综合利用的前景提出展望。

关键词 食用菌菌糠；综合利用；乙醇；沼气

中图分类号 S181 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）09-078-03

Abstract We summarized the researches on the application of spent mushroom substrates in edible fungus cultivation，fertilizer，livestock feeding，new energy，adsorbent and so on.Some existing problems were proposed； and the prospect of comprehensive utilization of spent mushroom substrates was forecasted.

Key words Spent mushroom substrates（SMS）； Comprehensive utilization； Ethanol； Biogas

食用菌肉质细嫩，味道鲜美，营养丰富，含有大量人体必需氨基酸和微量元素，具有一定的保健作用[1]。我国食用菌产业发展快速且规模庞大。据中国食用菌协会统计，2012年我国的食用菌产量为2 827万t[2]，每年都产生大量食用菌菌糠。食用菌菌糠（Spent mushroom substrates，SMS）是食用菌生产后废弃的固体培养基，又称作下脚料、菌渣，是由菌丝体和木屑、棉籽壳、秸秆等组成的复合物，其营养丰富，富含菌体蛋白，被称为菌糠蛋白。食用菌菌糠蛋白的含量高达12%～21%[3]。如果将菌糠随意废弃，不仅会给食用菌产地造成严重的环境污染，而且也是一种资源的浪费。因而，食用菌菌糠资源的综合高效利用是保護环境和节约资源的共同需要，是食用菌生产可持续发展的必然要求。鉴于此，笔者从食用菌菌糠应用于栽培食用菌、肥料、动物饲料、新型能源、吸附剂等几个方面对食用菌菌糠综合利用进行综述，以期为今后更好地利用食用菌菌糠提供参考。

1 食用菌菌糠栽培食用菌

1.1 食用菌菌糠栽培双孢蘑菇

菌糠作为食用菌栽培基质，不仅能降低原料成本，而且还能提高食用菌产量，增加经济效益。王志强等[4]利用无氧发酵后的平菇菌糠与消毒后的普通菜园土混合作为双孢蘑菇栽培的覆土，使其单产提高13.6%，混合土壤的最大持水力达到51.3%。赵凤良等[5]将废菌糠和普通菜田土以4∶1的比例混合代替草炭土作为双孢蘑菇的覆土不仅降低了生产成本，而且还达到了很好的增产效果。刘守华等[6]用菌糠代替粪肥作为双孢菇的栽培基质不仅减少了粪肥发酵产生的害虫问题，而且还提高了双孢菇的生物学转化率。彭学文等[7]以平菇菌糠与牛粪的混合物为基质栽培双孢蘑菇，食用菌菌丝生长速度快，长势好，产量高。

1.2 食用菌菌糠栽培平菇

利用废弃菌糠栽培平菇的研究报道较多。解文强等[8]将白灵菇菌糠与棉籽壳以6∶4配比栽培平菇，平菇产量与棉籽壳相比差不多，这大幅度降低了生产成本，提高了经济效益。张东雷等[9]研究发现，将金针菇菌糠以不同比例加入到以棉籽壳为主的培养基中，各试验组生物学效率比未添加菌糠的对照组高，试验组最高生物学效率最高达到了90%，而且生长的平菇子实体与对照组差异不显著。可见金针菇菌糠和棉籽壳混合培养基栽培平菇是可行的。

1.3 食用菌菌糠栽培草菇、黑木耳

有关利用

食用菌菌糠培养其他菌类的研究也是相当多。巫鹏飞等[10]利用刺芹侧耳菌糠作为培养基栽培草菇，与稻草栽培相比，其产量高49.17%，蛋白质含量高3%。张娣等[11]利用灵芝废弃菌糠培养黑木耳，研究发现，当废菌糠含量为30%时，黑木耳产量最大，并且培养基的生物学转化率达到最高。

2 食用菌菌糠肥料与基质

2.1 食用菌菌糠肥料

食用菌菌糠不仅含有丰富的有机质，而且还含有多种矿质元素。据测定分析，其有机质含量15.66%，氮含量1.274%，磷含量0.211%，钾含量1.45%，另外，还含有铜、锌、铁等多种微量元素[12]。利用食用菌菌糠作肥料施入土壤中，能增加土壤中有机质的含量，且能很好地改善土壤的通气性和持水性。

Zhu等[13]将毕赤酵母FL7加至蘑菇菌糠中，经过10 d的半固体发酵过程，微生物的细胞浓度增加至5.6×108，pH降低至4.0。大豆盆栽试验证明，毕赤酵母菌能够很大地提高蘑菇菌糠生物肥料的肥力，具有巨大的应用前景。林斌[14]对脐橙树施加菌糠和沼渣2种有机肥，研究不同有机肥对脐橙产量和脐橙品质的影响，结果显示，施加菌糠、沼渣2种不同有机肥后，脐橙的产量和果实品质均有明显提高，并且可以丰富脐橙种植土壤的有机物成分，增加矿物质元素含量，对种植土壤的理化性质有改良作用。单建明等[15]对小白菜施加经过一个月堆肥发酵的蘑菇菌糠，测量小白菜的生物学性状和各种指标，结果表明，增施蘑菇菌糠肥后，小白菜增产14.5%，可溶性糖类的含量比未增施组的含量提高了14.2%，硝酸盐含量降低19.1%，维生素C含量提高了223%。蘑菇菌糠肥能明显增产并提高小白菜品质，可在蔬菜种植上推广使用。

2.2 食用菌菌糠基质

食用菌菌糠也是作基质的理想材料。张华微等[16]利用香菇菌糠种植玉米，研究表明，添加不同含量的菌糠对土壤孔隙度的改良效果不一，随菌糠添加量增大土壤孔隙度也增大，在该改良的土壤上种植玉米，玉米的品质与产量都有所增加。李加友等[17]将发酵后的蘑菇菌糠与蛭石混合用于种植辣椒和茄子，结果显示，蘑菇菌糠与蛭石复配基质的栽培效果与草炭土的相似，由于蘑菇菌糠的成本较低，可以作为园艺基质的原料。张国胜等[18]利用双孢蘑菇菌糠和平菇菌糠代替商品基质中的草炭种植烟草，结果表明，未经淋洗配制的基质，烟草的出苗率比较低，且出苗后生长不正常；而经过淋洗配制的基质，烟草出苗率高达77%和62%。说明双孢蘑菇菌糠和平菇菌糠能够代替商品基质中草炭作为园艺基质原料。

3 食用菌菌糠饲料

食用菌菌糠含有丰富的菌丝蛋白、氨基酸和微量元素，而废菌糠基质中粗纤维含量有所下降，粗蛋白含量提高，并且具有气味芳香、松软可口等特点。将菌糠接种饲料发酵剂发酵制成动物饲料，不仅可以充分利用菌糠资源，减少对环境的污染，达到变废为宝的效果，而且不影响禽畜的生产性能，可降低饲养成本。

3.1 牲畜饲料

杨建春等[19]选取32头1.5岁的西杂公牛进行投喂含有不同比例杏鲍菇菌糠的混合饲料的育肥饲养试验，试验结果表明，投喂添加5%、15%杏鲍菇菌糠的混合饲料，肉牛的日增重和经济效益与投喂不含菌糠的混合饲料饲养的对照组的肉牛日增重和经济效果差异不显著，并且添加15%杏鲍菇菌糠的混合饲料饲喂的肉牛的经济效益明显低于其他试验组和对照组。而添加10%杏鲍菇菌糠的混合饲料饲养肉牛的效果最好。

黄增利[20]利用粉碎的平菇菌糠作为饲料进行育肥肉牛试验，试验中记录试验组和对照组的肉牛日增重以及饲料的消耗情况，试验结果表明，投喂添加平菇菌糠的混合饲料的肉牛日增重比未添加平菇菌糠饲喂的肉牛日增重提高0.21 kg，经济效益提高了70.8%。这说明在精饲料中添加平菇菌糠饲喂肉牛可行。

3.2 家禽饲料

胡连江等[21]进行了菌糠饲料喂养肉鹅的试验研究，结果发现，投喂常规精饲料的肉鹅比投喂添加了菌糠的混合饲料的肉鹅体重增加3.1%～7.6%，体重差异不显著，并且，投喂添加菌糠饲料的经济效益比投喂常规精饲料的经济效益高11.9%～22.0%，说明添加菌糠的混合饲料喂养肉鹅可行。

4 食用菌菌糠转化新型能源

4.1 生产乙醇

生物乙醇生产所用的原料为植物纤维类，食用菌菌糠主要组分以木质纤维素为主，两者大致相同。木质纤维转化生物乙醇过程主要包括木质纤维素原料预处理、纤维素和半纤维素的酶解糖化和发酵，最后是乙醇产品的纯化[22-23]。多数食用菌为木腐菌类型的白腐真菌，其含有降解纤维素和半纤维素的酶类，所以种植食用菌后的基质，完成了生物乙醇制备的微生物预处理过程。有些木腐型食用菌可直接将菌糠中纤维素降解转化生成乙醇[24]。

Chikako等[25]使用酿酒酵母AM12对香菇菌糠进行同步糖化和发酵过程，在这个过程中伴随着蒸汽的产生。水萃取介质暴露在20 atm的蒸汽中5 min，糖化率比未暴露在蒸汽中提高了20%，并且乙醇的浓度从23.8 g/L升高至100.0 g/L。说明香菇菌糠经过同步糖化和发酵过程产生蒸汽，用水萃取得到生物乙醇是一个高效的生物转化乙醇的方法。

Teoh等[26]利用这一传统废料生产乙醇。由于基质经过蘑菇生长过程，基质中的木质纤维得到有效分解，有利于酸解。通过添加70%浓度的高氯酸，能够将纤维素水解成葡萄糖，使其更适用于发酵过程。结果显示，水解的最佳条件是在50 ℃的温度下，处理10 min；每吨干菌糠能产生40 L的乙醇。

Oguri等[27]将杏鲍菇菌糠做预处理后进行酶水解，产生葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和半乳糖，总糖含量高达59%。用毕赤酵母对酶解产物进行发酵，20%（w/V）底物浓度的酶水解产物发酵能够得到最大的乙醇浓度为17.7 g/L和乙醇产量67.0%。

结果充分表明，杏鲍菇菌糠能够作为生物乙醇生产的原料。

4.2 生产沼气

生产沼气原理为在厌氧环境下通过微生物发酵作用产生沼气。食用菌菌糠含有大量木质纤维素，在发酵过程中存在难以降解、容易酸化和耗时长等缺点[28-29]。但国内外仍有很多学者从事食用菌菌糠转化沼气的研究工作。

李亚冰等[30]利用食用菌菌糠作为原料，通过厌氧发酵工艺进行产沼气的试验研究，结果发现，食用菌菌糠不仅可以作为产沼气的原材料，产气潜力大，并且尿素可以大大提高沼气的产量。

程辉彩等[31]用平菇菌糠作为生產沼气的原料，确定试验参数：有机质为6%～8%，碳氮比为（24～26）/1，初始pH为7.0～7.5，试验结果表明，平菇菌糠生产沼气的能力与用牛粪为原料的产沼气量相当。

Bisaria等[32]比较菌糠种植前后C/N的变化，发现种植后的C/N较种植前低很多。将种植前后的菌糠进行厌氧发酵后对比发现，种植后的菌糠甲烷产量较种植前的甲烷产量高，说明食用菌菌糠的产甲烷能力比菌糠原料产甲烷的能力高。

5 食用菌菌糠吸附剂

食用菌菌糠表面含有丰富的羟基、氨基、羧基及磷酸基等活性基团，可以络合废水中的金属离子，也可以通过菌糠表面多孔结构，对废水进行物理吸附[33-34]。

藏婷婷等[35]将黑木耳菌糠作为吸附剂，考察其对废水中Cu2+的吸附效果，结果显示，黑木耳菌糠极其容易吸附水中的Cu2+，并且菌糠表面的羟基、氨基、羧基等能有效与Cu2+发生络合反应，最高吸附率达80.51%。这充分说明黑木耳菌糠可以作为廉价的吸附剂。

6 食用菌菌糠综合利用存在的问题与展望

菌糠在用于栽培食用菌时，应注意菌糠中的酸碱度以及化学感应效应等问题；作为栽培园艺植物的基质时，要考虑菌糠的盐度以及菌糠肥力等问题；用作禽畜饲料时，要注意菌糠不能染菌、防止发霉现象发生；生物乙醇生产中，没有筛选出降解木质纤维素的高效菌种，阻碍了生物乙醇产业的发展。

我国是食用菌生产大国，每年产生大量的菌糠。研发出高效利用菌糠的技术，可达到变废为宝的目的。将栽培食用菌菌糠的再利用形成一条产业链不仅可以减少因菌糠造成的环境污染，而且还可提高经济效益和社会效益，为促进生态农业发展开辟新的途径。

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