菌糠飼料資源開發研究進展

張 耀，陳鑫珠，黃小云，游小鳳，黃秀聲，黃勤樓*

(1.福建農林大學 動物科學學院，福建 福州 350013；2.福建省農業科學院 農業生態研究所，福建 福州 350013；3.福建省農業科學院 畜牧獸醫研究所，福建 福州 350013；4.福建省丘陵地區循環農業工程技術研究中心，福建 福州 350013)

近年，中國人畜爭糧的矛盾日益凸顯，開發非常規飼料已成為畜牧行業亟需解決的問題[1]。中國是食用菌生產大國，食用菌年產量均占世界總產量的80%以上，在食用菌產業迅速發展的同時，產生了大量的副產物[2]。食用菌收獲后的培養基殘渣即菌糠，其主要成分是棉籽殼、鋸木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多種農業副產物、工業廢棄物栽培食用菌后的固體培養料[3]。研究表明，菌糠中含有大量的粗蛋白、礦物質和豐富的氨基酸及其它活性營養物質，是一類優質的畜禽非常規飼料原料[4-5]。目前，大多數菌糠被焚燒用于發電或隨意丟棄，少數用于食用菌栽培的二次培養料或開發成肥料或用于沼氣的生產，只有極小部分開發用作動物飼料，浪費了寶貴的生物資源，還對生態環境造成了嚴重的破壞[6]。因此，合理地開發和利用菌糠，不僅能節約資源，減少環境污染，促進食用菌產業良性發展，還可以緩解中國飼料資源短缺的現狀，降低動物生產成本，提高經濟效益，使動物飼料原料的來源更加多元化，促進生態農業和畜牧業的可持續發展。

1 菌糠的營養價值

食用菌在生長發育過程中，為滿足自身生長需要，通過生物作用合成了大量菌體蛋白，出菇后培養基中殘留了大量的菌絲體和未吸收利用的菌體蛋白，使得菌糠中富含豐富的粗蛋白和氨基酸[7]。分析測定杏鮑菇、金針菇和毛木耳等菌糠營養成分時發現，菌糠粗蛋白質含量為9.00%～16.17%，其中毛木耳菌糠粗蛋白質含量顯著高于其他菌糠，平菇菌糠氨基酸含量最高可達10.02%[3,8-10]。平菇和猴頭菇菌糠經擔子菌分解利用后，粗蛋白分別提高6.87%和5.00%，氨基酸含量分別提高6.27%和4.07%[11]。蔣代康[12]以礱糠、玉米粉、麩皮和大豆粉為培養基原料栽培鳳尾菇，菌糠粗蛋白含量達到19.55%。以棉籽殼和木屑為原料培養平菇，在第4次和第5次收菇后，菌糠粗蛋白質分別為7.40%、8.10%，氨基酸總量分別為4.26%和5.22%，與前3茬相比，粗蛋白含量和氨基酸總量都有所提高[13]。

菌糠中含有大量的纖維素、半纖維素和木質素，可以為食用菌的生長繁殖提供充足的碳源[14]。分析測定蘑菇、海鮮菇、靈芝菌糠等常見食用菌菌糠營養成分，結果發現粗纖維、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量分別約為2.00%～37.11 %、34.23%～63.85%和23.04%～46.80%[8,15]。而在不同茬數收菇后，菌糠的纖維含量也有所變化，其中平菇第4茬收菇后，菌糠粗纖維含量降低了29.57%，纖維素、半纖維素和木質素的降解率分別提高為46.60%、77.06%和63.62%[16]。以稻草為培養基原料培養食用菌時，菌糠中纖維素、半纖維素和木質素的整體降解率都有大幅度的提高，其中栽培平菇的效果最佳，整體降解率達51.47%[17]。用草菇菌渣作為主要栽培料生產雙孢蘑菇，在第3茬出菇階段，纖維素、半纖維素和木質素利用率達到最高，分別為15.38%、19.60%和9.54%[18]。

菌糠中含有Fe、Ca、Zn、Mn等多種微量元素，通過食用菌內一系列微生物作用，與一些大分子物質結合形成有機態，在菌體內具有很高活性，易被動物機體所吸收[7,10]。據報道，出菇后的茶樹菇菌糠Zn、Cu、Fe的含量均高于出菇前[19]；靈芝發酵菌絲體中Zn和Mn的含量分別是成熟體的2.43倍和1.53倍[20]。分析不同食用菌菌糠營養成分時發現，鈣的含量差異不顯著，約為2.4%，金針菇菌糠中磷的含量顯著高于平菇菌糠，為0.48%[21]。

菌糠中含有三萜、多糖、植物甾醇等食用菌生長代謝產物，可以促進動物的新陳代謝、生長發育，提高動物機體免疫力和抵抗力[8]。高遠等[22]通過定量測定發現樺褐孔菌菌絲體中含有豐富甾類化合物，應用于動物飲食中可以增強動物的抗病力。袁廣峰等[23]用化學方法提取茶薪菇菌絲體內的三萜，發現乙酸乙酯提取物中三萜抗氧化活性最高，石油醚提取物中三萜含量最高。張玥等[24]發現靈芝三萜類化合物能夠改善砷中毒大鼠的氧化應激損傷,其作用機制可能與腦組織中總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性升高及丙二醛(MDA)含量降低有關。李太元等[25]對小鼠進行腹腔單核巨噬細胞功能測定和淋巴細胞轉化試驗，結果表明豬苓菌絲體多糖能明顯提高小鼠的免疫功能。趙爽等[26]發現，在100 μg/m L的作用濃度下靈芝多糖可以顯著提高損傷細胞存活率的比例為22%，減少乳酸脫氫酶的釋放比例為11. 08%，顯著改善腎上腺酮對細胞的損傷作用，具有明顯的神經保護作用。

培養基原料不同培育出的菌糠的營養成分也有所差異。分別以棉籽殼、玉米芯、醋糟和木屑為原料培養平菇，棉籽殼菌糠粗蛋白和鈣含量最高分別為12.93%和2.31%，玉米芯菌糠粗纖維含量最低為18.87%，醋糟菌糠磷含量最高為0.49%[10]。徐榮等[27]用玉米芯、棉籽殼、棉殼和蕎殼分別為培養基原料栽培平菇，發現棉籽殼菌糠粗蛋白含量最高為14.02%，蕎殼菌糠粗纖維含量最低為15.27%。

食用菌不同生長階段及收割茬數不同，菌糠營養成分也會有很大差異。試驗發現，第4茬平菇菌糠粗蛋白質含量最高為10.1%，與第1茬菌糠相比提高了55.14%，粗纖維含量最低為31.2%，降低了11.25%[7]。白玉菇在不同生長階段營養成分含量差異較大，第3茬菌糠粗蛋白含量最高為9.07%，粗纖維含量最低為30.42%，與第1茬菌糠相比蛋白提高了49.62%[28]。紫孢平菇第3茬菌糠中植酸和氰苷含量分別為9.12 g/kg和19.56 mg/kg，與培養基相比極顯著降低[2]。用玉米芯作為主要原料栽培平菇，在第3茬收菇后菌糠的營養成分最佳，粗蛋白、粗纖維和磷含量達到最高，分別為6.87%、20.44%和0.25%[29]。

2 菌糠飼料的加工方法

菌糠因品種不同，基質不同，含有一些不易消化纖維(如木質素)、一些大分子物質或者部分還含有少量抗營養因子，不利于動物的消化吸收，直接飼喂效果較差[30]。因此，菌糠飼料需要采用物理法、化學法和生物法等方法進行處理，從而提高適口性和營養價值，提高其利用率。

2.1 物理方法

將收獲后的菌糠晾曬或烘干后進行機械粉碎包裝，按一定比例直接添加在飼料中飼喂動物[30]。該方法制作工藝簡單，受環境的影響較大，不利于保存，菌糠的小分子活性營養物質損失較多，纖維結構基本沒有變化，飼喂效果不佳。

2.2 化學方法

在菌糠中加入一定比例的酸、堿等化學試劑進一步降解菌糠中木質素和粗纖維，提高菌糠的飼用性能和營養價值。在酸性環境中，纖維素易被水解成單體和一些小分子物質；在堿性環境中，通過一系列化學反應促進動物消化酶對木質素的降解；氨化可使纖維素結構膨脹，易被降解，還能提高飼料的保存時間[31-32]。用稀酸處理甜菜渣，較處理前，甜菜渣的水解率和總還原糖分別提高至93%和62%[33]。用NaOH溶液處理稻草，與對照組相比，體外干物質消化率提高到63.6%，并且，NaOH處理對稻草莖的結構改變以及組織和細胞壁的消化具有很好的作用[34]。在玉米秸稈中加入3%的尿素和NH3(3%)水溶液，常溫保存3周，發現玉米秸稈的粗蛋白含量顯著提高，粗纖維含量有所降低[35]。用不同化學處理方式處理香菇菌糠，結果表明3%Ca(OH)2+2%尿素混合處理效果最佳，纖維素、酸性和中性洗滌纖維分別下降至16.87%、38.89%和46.68%[36]。而鄧思川等[37]在處理真姬菇菌糠時也發現5%NaOH+5%尿素復合處理效果最佳，與對照組相比，酸洗木質素和游離棉酚含量分別降低了19.35%和50.35%。

2.3 生物方法

主要是在菌糠中加入一定比例的微生物，通過深度發酵可進一步提高菌糠中蛋白質、氨基酸、礦物質等營養成分及一些微生物活性成分的含量[7]。徐淏等[38]通過分步接種靈芝菌和釀酒酵母菌對杏鮑菇菌糠進行發酵，與接種前相比，粗纖維含量降低為25.12%，粗多糖提高了132.12%。在醋糟平菇菌糠中加入3株酵母進行混菌發酵，發酵后菌糠粗蛋白含量提高到24.94%，粗纖維降低了12.5%[39]。鄭有坤等[40]利用乳酸菌和酵母菌發酵處理木腐香菇菌糠，結果發現混菌發酵改善菌糠營養價值效果最佳，粗蛋白含量提高至11.2%，氨基酸含量提高了29%，中性和酸性洗滌纖維分別降至60.8%和59.3%。在菌糠中加入適量的輔料(麩皮和豆粕)，接種2%的植物和干酪乳桿菌進行混菌發酵，粗蛋白含量提高至16%[41]。將纖維素分解菌、釀酒酵母菌和乳酸片球菌按一定比例組成復合菌劑對杏鮑菇菌糠進行生物發酵，與未加菌劑發酵組相比，粗蛋白提高至14.56%，中性和酸性洗滌纖維分別降低至50.77%和37.7%[42]。利用酵母菌和纖維素分解菌聯合發酵平菇菌糠，粗纖維含量降低53.84%，粗蛋白含量增加60.0%[43]。用有效微生物群(EM)原液對杏鮑菇菌糠進行厭氧發酵，發酵12 d后，粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別降低了8.78%、11.56%和18.88%，粗蛋白質含量提高了19.32%[44]。

以上幾種處理菌糠的方法均存在各自優缺點。物理加工方法操作簡便，節省人力物力，節約成本；但其受環境的影響較大，不利于保存，并且纖維結構基本沒有變化，飼喂效果不佳。化學處理可將菌糠中木質素和粗纖維等大分子物質降解，提高菌糠的飼用性能和營養價值；但適口性較差，會導致動物的采食量下降。生物處理可進一步提高菌糠的利用率、適口性及營養價值；但在發酵過程中，由于微生物發酵的環境復雜，使得發酵難度很大，不好控制。

菌糠含水量高，富含營養物質，保存不當很容易造成發霉變質，發酵處理是進一步提高菌糠飼料利用率和營養價值的有效途徑。在實際生產中，普遍使用此種方法來處理菌糠。

3 菌糠飼料在動物中的應用

3.1 在豬中的應用

在豬墊料或日糧中添加適量菌糠，可以提高飼料轉化率，飼養成本也會大幅度降低[7]。用25%鋸末+25%稻殼+50%杏鮑菇菌糠作為斷奶仔豬的發酵床墊料，結果仔豬平均日增重(ADG)較對照組提高了110 g/d，平均日采食量(ADFI)也有所提高，飼料轉化率顯著提高達1.54，腹瀉率降低至5.86%[45]。而李景榮等[46]研究發現用鋸末40%、金針菇菌糠40%、稻殼20%作為育肥豬墊料時，與對照組相比，ADG提高至762 g/d，料肉比降低了0.06。在繁殖母豬日糧中添加不同比例的平菇菌糠，當添加量為30%時飼喂效果最佳，3個繁殖胎次的各窩均產活仔數較對照組提高了14%左右[47]。Chu等[48]發現在育肥豬的日糧中添加30%的發酵金針菇菌糠時，豬的胴體品質顯著提高。在瘦肉型肥育豬基礎日糧中分別添加15%、20%和25% 3茬收菇后的平菇菌糠，當添加量為15%時，料肉比降低為2.72，每千克增重成本降低了0.92元，瘦肉率提高了5%[49]。在日糧中添加10%發酵杏鮑菇菌糠替代麩皮飼喂生長豬，AD和ADFI分別提高4.18%和5.72%[50]。

3.2 在家禽中的應用

在家禽日糧中添加一定比例的菌糠，能有效地提高生長性能，降低飼養成本。在AA肉雞基礎日糧中添加0.5%的稻草菌糠，與對照組相比，體增重提高6.24%，采食量提高6.74%[51]。在日糧中添加2.5%靈芝菌糠飼喂蛋雞，蛋雞料蛋比比對照組低11.0%，平均產蛋率提高3.29%[52]。王一平[53]在蛋雞日糧中添加4%～7%的海鮮菇菌渣發酵飼料對蛋雞日采食量、破蛋率、ADG和飼料轉化率均無顯著影響，但顯著提高了血清內白蛋白含量。張雅雪等[54]在肉鴨日糧中添加2%～6%的雞腿菇菌糠，試驗組ADFI和料重比均高于對照組, 其中添加量為2%時ADFI顯著提高15.50%。黃璇等[55]報道在臨武鴨日糧中添加靈芝菌糠，蛋鴨的產蛋性能、蛋品質和血液生化指標均無顯著差異，添加水平為8%時ADFI顯著降低，最佳添加水平為2%。張文強等[56]用平菇菌糠替代5%的全價飼料喂養太湖白鵝，試驗組ADG、ADFI和料重比與對照組差異不顯著，但每千克增重成本下降了3.8%，凈收入提高了15.6%。李超等[57]用15%的金針菇菌糠代替精料飼喂仔鵝，試驗組ADG和ADFI分別提高了4.48%和6.46%，凈利潤增加19.3%。

3.3 在反芻動物飼料中的應用

菌糠中含有大量的粗纖維，能夠被反芻動物瘤胃中的微生物降解成動物機體易吸收的營養物質，大量研究表明，菌糠能夠替代反芻動物的粗飼料甚至是部分精料[2,9,58]。用蕎殼平菇菌糠替代建昌黑山羊日糧中的草粉，結果表明，試驗組羊的ADG比對照組提高了12.8%，料重比降低了1.1，純收入提高了3.5元/只[59]。在育肥羊日糧中添加10%～30%雙孢菇菌糠，結果發現，當菌糠用量20%時，ADG和ADFI分別為196 g/d和1175 g/d，當添加量超過20%時ADFI和消化率顯著降低[60]。程云輝等[61]用不同比例杏鮑菇菌糠替代玉米飼喂育肥羊，發現菌糠添加水平不超過20%時，山羊ADG和ADFI較對照組無顯著差異，但替代20%玉米的經濟效益最好，純收入可增加3.3元/只。在馬頭山羊日糧中添加30%、45%和60%的發酵杏鮑菇菌糠，各組山羊的生產性能差異均不顯著，但隨著添加量的增加，試驗羊的體增重及ADG有減少的趨勢，料重比有增加的趨勢，綜合考慮，添加30%的發酵菌糠效果最佳[44]。在泌乳后期奶牛日糧中添加平菇菌糠，結果發現，試驗組奶牛干物質攝入量、消化率以及日產奶量較對照組顯著提高，ADG提高為743 g/d，說明菌糠飼喂奶牛是可行的[62]。在奶牛日糧中添加不同比例的杏鮑菇菌糠，結果表明，當添加量超過20%時，產奶量、乳脂率、乳比重比對照組都有所下降；同時用10%和20%杏鮑菇菌糠替代育肥牛精飼料中的玉米,發現肉牛的ADG與對照組相比差異不顯著，但當替代量為30%時,肉牛的ADG顯著降低[63]。用發酵蘑菇菌糠替代部分稻草飼喂韓宇公牛，ADG無顯著差異，飼料成本較對照組減少2.29元/頭[64]。在肉牛日糧中添加10%和20%的杏鮑菇菌糠，試驗組ADG和ADFI都有所提高，但添加量超過20%時日糧中干物質利用率有下降趨勢[65]。眾多研究表明，在反芻動物日糧中菌糠用量以20%的比例較為適宜。

4 存在問題和展望

食用菌種類和培養基原料不同產生不同種類的菌糠，其營養價值差異較大，在動物中使用和添加方法不可一概而論；同一菌糠因動物品種和生長階段不同其消化吸收特征不同，使用方法和添加量也不盡相同。一般情況下，在豬基礎日糧中添加10%～20%的菌糠發酵飼料效果最好，禽類動物添加量一般控制在10%左右，反芻動物由于具有良好的消化吸收能力，添加量可達20%～50%左右。目前，對不同菌糠生物活性成分、氨基酸成分和抗營養因子成分及其最佳消除技術均沒有系統的研究，菌糠的收集、貯藏及利用缺乏標準化模式，不同動物日糧配方中菌糠添加方式和添加效果的研究數據也不夠完善，從大量研究報道中可以發現，有的將菌糠作為粗飼料或制備青貯發酵飼料，也有的將菌糠作為精料原料在日糧中直接添加，在生產應用中較為混亂，這也導致菌糠飼料沒有得到大規模的推廣應用。此外，在實際生產過程中，不能單一飼喂菌糠飼料，要注意與能量類、蛋白類、維生素及礦物質飼料等搭配使用，開始飼喂菌糠飼料時要有一個預飼和適應的過程。為了更高效地利用菌糠，從技術層面而言，未來可以從幾個方面進行技術突破：(1)針對不同種類的菌糠，利用多種益生菌分步發酵或同步發酵，優化篩選最佳發酵工藝，提高菌糠營養價值，高效利用菌糠；(2)收集不同種類和來源菌糠，分析測定其營養成分含量，并檢測其生物學效價，構建菌糠飼料養分數據庫；(3)針對不同種類食用菌含有的功能性成份，開發無抗的飼料添加劑；(4)高效降解纖維菌的篩選與應用。

菌糠是一類優質的非常規飼料原料，具有較大的開發潛力。高效開發利用食用菌菌糠，將其變廢為寶，對擴大食用菌產業規模和生態農業建設具有積極意義。合理開發和利用菌糠不僅可以緩解人畜爭糧的矛盾，減少環境污染，還能降低飼料成本，提高生態效益和經濟效益，為畜牧業的飼料資源開辟了新途徑,具有很好的前景。