彭杰 王御麟
食用菌菌糠是食用菌完全采收后的培養基,是食用菌菌絲殘體、經食用菌酶解后結構發生質變的培養料殘余物質和食用菌生長過程中產生的次生代謝產物等成分的復合物。
栽培食用菌的原料主要有木屑、酒糟、棉籽殼、甘蔗渣、玉米芯、木糖醇渣、秸稈等,具體培養料配方根據各種原材料的價格和栽培地域不同會存在一些差別。這些原料在食用菌栽培過程中,除生產出美味可口的食用菌之外,大部分物質被降解成了可以被植物、動物更容易吸收的小分子化合物。菌糠的再利用研究有利于食用菌菌糠的資源化利用,解決因菌糠隨意丟棄造成的環境污染,增加食用菌種植戶的收益,有利于促進食用菌產業的可持續發展。
生產食用菌的原材料主要由纖維素、半纖維素和木質素組成。食用菌在生長過程中能產生大量分解纖維素、半纖維素和木質素的酶類,這些酶類可以把以上物質分解成多糖、醌類化合物等以供食用菌的菌絲體生長。食用菌栽培基質經食用菌降解、吸收、再利用后,其成分主要由多糖類、蛋白質、氨基酸、有機酸、生物活性物質、礦物質微量元素等營養成分組成。
有研究顯示,利用不同的方法對金針菇菌糠多糖進行提取、檢測可知菌糠中多糖的最高含量可以達到將近14mg/mL。利用硫酸混合加速劑火焰光度法和干灰化法對4種工廠化栽培的食用菌菌糠中的營養元素進行分析,結果顯示生產原料配方對菌糠中的營養成分含量有著較大的影響,這些營養成分中氮、磷、鉀、碳的最大含量分別是2.06%、1.76%、3.25%、45.60%。為了解不同食用菌品種菌糠中營養成分組成,有學者對12種廢棄食用菌菌糠的11個理化指標進行了測定,結果顯示,不同食用菌品種菌糠中所測成分的含量差異顯著,其中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪最大值可達到6.59mg/kg、32.69mg/kg、3.64mg/kg,總磷和鈣的含量可達到0.51mg/kg、3.53mg/kg,并且還含有大量的賴氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等成分。
重金屬污染是農業生產中應該規避的風險之一,有研究對菌糠中重金屬含量進行了測定和風險評估,結果顯示砷、汞、鉛、鎘、鉻5項指標均能符合國家標準,這為其資源化利用提供了前提保障。三萜類化合物廣泛存在于自然界,具有抗腫瘤、保肝、鎮痛、抗氧化等多種生理活性,有研究表明茶樹菇未出菇的菌糠中三萜類化合物的含量可以達到0.21%。黃酮類化合物具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗腫瘤、延緩衰老等作用。對于黃酮類化合物的研究多見于中藥材提取物,在利用超聲波提取法對杏鮑菇菌糠中黃酮類化合物的研究表明,杏鮑菇菌糠中總黃酮類化合物的含量為2.852mg/kg。
菌糠作為優質的有機物質,再次發酵后施入土壤,在增加土壤有機質的同時,能夠改善土壤團粒結構和土壤孔隙度,影響土壤的pH值,增加土壤中的微生物活性,甚至對鹽堿地有一定的改良作用。有研究表明,猴頭菇菌糠的使用可以明顯減低土壤的容重、增加孔隙度,降低土壤pH值和全鹽含量,同時增加土壤中有效氮、磷、鉀的含量,其中pH值能夠從8.625降低至7.5~7.9之間。
在樹豆育苗過程中,加入菌糠可以顯著提高樹豆的出苗率,并且有利于樹豆株高、徑粗的生長以及干物質積累。當每公頃使用90m3黑木耳菌糠時,對毛竹的鞭筍基徑和長度增加顯著,產量提升明顯,同時,土壤的有機質和水解氮的含量增加明顯。大棚中利用黃瓜和草菇輪作來進行菌糠還田,顯著降低了黃瓜大棚的連作障礙,同時菌糠還田一定程度上提高了土壤中的全氮、全磷、全鉀、有機質和有效磷含量,黃瓜產量可以提高21.69%。把不同處理的菌糠用在水稻育苗基質中,對于三葉后期的植株生長有一定的優勢,并且可以顯著降低立枯病的發病。架式栽培草莓過程中,雙孢蘑菇菌糠的利用,可以增加株冠面積、葉柄長度和粗度以及葉面積,產量增加近10%。辣椒育苗過程中,利用雙孢菇菌糠配比的基質配方也得到了很好的效果,在幼苗的成苗率、株高、地上部和地下部鮮重等指標上表現良好。適當添加杏鮑菇菌糠能促進莜麥菜葉綠素合成,提高產量。
菌糠營養價值豐富,可以作為飼料的代替品代替部分飼料,降低成本,也可以用作發酵床使用。
在肉鴨養殖過程中,20%的發酵菌糠和2%的植物油營養成分可以代替部分糠麩類成分,大大降低成本。飼料瘤胃降解特性的研究表明菌糠的有效降解率明顯高于玉米秸稈,僅次于羊草,表明菌糠可以作為奶牛養殖的飼料來使用。菌糠可以部分替代苜蓿干草,不影響牛的采食量、產奶量及牛奶質量,血清學的研究指標表明菌糠對于牛的生長要優于苜蓿干草。有杏鮑菇菌糠在育肥牛養殖過程中的研究表明,菌糠可以部分替代飼料成分,但是會影響到育肥牛的日增重。在家兔養殖中菌糠的利用可以改善家兔的日增重和飼料轉化率,并且可以明顯降低腹瀉等病害的發生。也有研究表明菌糠代替麩皮的可行性,適當的比例可以促進肉兔生長并提高成活率。菌糠可以代替苜蓿草粉的可行性也在肉兔的養殖中得到了證實,在福建黃兔的養殖中,使用菌糠代替50%的苜蓿草粉。菌糠代替部分精飼料在肉豬和肉羊的養殖中也有相關研究,都取得了很好的效果。在發酵床墊料的研究中,50%杏鮑菇菌糠加上稻殼和鋸末可以提高仔豬的生產性能,降低腹瀉率。
在食用菌生產過程中,菌糠的再利用是降低成本和菌糠資源化的一個重要途徑。在滑菇栽培過程中,加入杏鮑菇、黑木耳、香菇菌糠可以顯著加快發菌速度,縮短出菇期,減少雜菌污染,提高生物學效率。在培養料中添加杏鮑菇菌糠栽培平菇,可以提高平菇菌絲生長速度,增加菌絲的致密性,并可以把生物學效率提高到82.53%,菇形明顯好于對照。在高鈣平菇栽培過程中,以牛糞、麩皮、米糠、石膏、碳酸鈣為原料,添加10%的菌糠,可以縮短現蕾時間和采收時間,并且子實體的質量、干物質以及生物學效率都有較佳的表現。香菇菌糠加入平菇培養料中,平菇菌絲生長速度和產量都可以和目前成熟的配方相媲美。在發酵料栽培雞腿菇時,適當地加入杏鮑菇菌糠,利用杏鮑菇菌糠代替玉米芯,可以有效增強菌絲長勢,縮短發菌時間。
菌糠再利用相關研究雖然取得了一定的進展,作為一種優質資源也得到了相關專家、學者及業內人員的廣泛認可,但是,菌糠再利用過程中也存在著一定的弊端和制約因素。有研究表明在利用菌糠進行生產食用菌過程中,容易引起雜菌和病蟲害的增加。同時菌糠的處理過程相對煩瑣,需要一定的機械設備和場地。農戶使用過程中會權衡菌糠和市場中可替代產品的成本核算。有機肥生產廠家會受到菌糠收集和運輸成本的制約。