溫州科技職業(yè)學院 趙 燕
菌糠是栽培食用菌后剩下的廢料,是由食用菌菌絲殘體,經酶解結構發(fā)生不同程度變化的纖維素、半纖維素、木質素和生物酶解轉化過程中所產生的多種糖類、有機酸類、酶類、生物活性物質及礦物質等營養(yǎng)物質組成的復合物 (李超等,2008)。我國每年食用菌糠的產生量不少于700萬t。目前,絕大多數(shù)菌糠被焚燒、廢棄,不僅造成了環(huán)境的嚴重污染,同時也造成資源極大浪費。如何對菌糠進行開發(fā)利用,使其變廢為寶,成為國內外學者研究的熱門課題。本文就菌糠的營養(yǎng)價值、菌糠飼料在動物生產中的應用及菌糠有益物質的研究與提取、菌糠發(fā)酵作一闡述。
菌糠的營養(yǎng)成分因其培養(yǎng)基不同而異。食用菌培養(yǎng)基主要由秸稈、木屑、干草、玉米芯等高纖維性物料,米糠、麥麩、畜禽糞便、尿素等養(yǎng)分調理性物料,以及石灰粉、石膏粉等pH調理性物料構成(趙曉麗等,2012)。食用菌培養(yǎng)基經過菌絲體的生物固氮、酶解作用等一系列生物轉化后,纖維素、半纖維素和木質素等均被不同程度地降解;粗蛋白質和粗脂肪含量提高;同時富含氨基酸、多糖及鈣、磷、鐵、鋅等多種礦物質元素;除此之外,還產生了有機酸和生物活性物質等,從而使菌糠中營養(yǎng)成分的含量增加,菌糠的菌香味增強,更有利于動物的采食和消化(趙曉麗等,2012;夏友國等,2010)。
與食用菌培養(yǎng)基相比,菌糠中粗蛋白質含量提高,粗纖維含量降低。李志香和蔡元麗(2003)將醋糟菌糠、棉籽殼菌糠與其原材料進行了分析對比,結果表明,粗纖維含量分別降低7.30%和8.50%,而粗蛋白質含量分別提高5.51%和5.22%。王艷榮等(2008)對玉米芯平菇菌糠營養(yǎng)成分進行了測定,粗蛋白質含量為5.96%、粗纖維18.87%、粗脂肪3.25%、粗灰分1.89%。林忠寧等(2012)測定了金針菇菌糠的氨基酸含量,其中蛋白質含量為11.25%,總氨基酸含量為55.29%,氨基酸種類齊全,必需氨基酸占總氨基酸量的37.62%。李志香和王一鳴(2007)將醋糟菌糠進行發(fā)酵,經檢測粗蛋白質含量提高到24.94%,粗纖維下降至5.07%。
菌糠中含有大量微量元素。段世雄等(2011)對茶樹菇酒糟菌糠中的微量元素進行了測定,結果表明,出菇的茶樹菇菌糠中鋅、銅、鐵含量均高于未出菇的茶樹菇菌糠。出菇的茶樹菇菌糠鋅、鐵含量超出肉用仔雞需要量,銅含量稍微低于需求量。
菌糠中含有多糖等生物活性物質。多糖是一類天然大分子化合物,具有促進免疫力、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗衰老以及改善動物生產性能等生物功能?,F(xiàn)已在大量食用菌的子實體、孢子和菌絲體中提取出多糖物質,且已被證實具有抗腫瘤、免疫調節(jié)等作用(Luo 等,2009;Meng 等,2009)。 賈睿琳等(2011)對茶樹菇菌糠(出菇)、茶樹菇菌糠(未出菇)、雞腿菇菌糠(出菇)和雞腿菇菌糠(未出菇)4種酒糟菌糠中水溶性多糖含量進行了測定,多糖含量分別為0.39%、0.70%、0.47%、0.99%。
菌糠可替代精料或粗料飼喂反芻動物,也可替代日糧中的米糠或麩皮飼喂單胃動物,并取得了一定的生產效益和經濟效益。目前,應用于動物生產中的菌糠一般是經3~4茬收菇后,選取菌絲潔白,料塊結實,無污染,無腐敗的菌糠,經曬干粉碎后,直接加到飼料中,少數(shù)經簡單發(fā)酵后再添加到飼料中飼喂動物。
2.1 反芻動物 研究表明,無論用菌糠替代日糧中的精飼料還是粗飼料,均能極顯著地提高育肥牛的生長性能(李浩波等,2007;孫國強等,2001)。潘軍等(2011)用菌糠替代麥秸飼喂肉牛,結果表明,菌糠替代麥秸對育肥牛的生長有一定的提高作用,其中以40%替代組的效果較為明顯,同時發(fā)現(xiàn),菌糠對肉牛的免疫機能和血液代謝指標無負面影響。Belewu和Fagbcmi(2007)研究也表明,飼喂真菌處理過的農作物副產品,不會影響動物的血液生理指標、免疫細胞、免疫功能及動物健康狀況。李大軍和李玉(2011)研究報道,平菇菌糠等量替換綿羊精料補充料中玉米的比例為5%~15%,對于提高綿羊體增重,提高綜合經濟效益具有一定意義。
也有研究認為,菌糠飼料不能提高反芻動物的生產性能,但能夠擴大飼料來源,降低飼料成本。劉多才(2011)發(fā)現(xiàn)菌糠替代15% ~20%奶牛精料,不會影響奶牛的泌乳量及乳的營養(yǎng)成分,并可以降低生產成本,提高經濟效益。程云輝等(2008)將杏鮑菇菌糠(培養(yǎng)基為50%秸稈、30%棉籽殼、20%麩皮)自然曬干、粉碎,與苜蓿草粉、豆粕、小麥、玉米及預混料制成配合飼料,飼喂4~5月齡波爾山羊,結果顯示,肉羊增重與對照組差異不顯著,且飼料成本有所降低。
2.2 豬 菌糠作為一種重要的飼料資源,不僅可以用來飼養(yǎng)反芻家畜,而且可代替麩皮或混合料用來養(yǎng)豬。葉紅英等(2010)試驗表明,在育肥豬日糧中添加40%的發(fā)酵菌糠,不僅能促進肉豬生長,明顯降低腹瀉率,同時又能減少精料用量,降低養(yǎng)殖成本。蔣明琴等(2009)用平菇菌糠(稻草、玉米稈為主)替代麩皮飼喂肥育豬,試驗組日增重、飼料轉化率和瘦肉率與對照組無明顯差異,但飼料成本降低,收入增加,替代比例為8%效果最佳。李斌等(2007)分別用14%、16%、18%的發(fā)酵菌糠替代玉米和麥麩對育肥豬進行飼喂,發(fā)現(xiàn)處理組與對照組相比,豬的日增重、料肉比、屠宰率及背膘厚等差異均不顯著,但發(fā)酵菌糠組飼養(yǎng)成本顯著降低,其中14%組經濟效益最佳。呂亞軍等(2004)分別選用平菇(以玉米芯、棉籽皮為主)、鳳尾菇、香菇三種菌糠原料配制全價日糧,進行三元雜交瘦肉型生長育肥豬飼喂效果試驗,結果表明,利用菌糠原料配制生長育肥豬全價日糧能夠顯著提高平均日增重和飼料報酬,尤以平菇菌糠飼喂效果最佳,鳳尾菇效果好于香菇,并且在20%添加劑量以內,隨著添加量的增加,經濟效益愈明顯。
李浩波等(2005)研究了平菇菌糠對繁殖母豬空懷、妊娠和哺乳三個不同生理階段與生產性能的影響,連續(xù)3個繁殖胎次結果表明,對窩均產活仔數(shù)、平均初生重、泌乳力和斷奶周內返情率等繁殖性能的影響作用均呈顯著正相關,以30%菌糠組的表達力最強;對0~21 d、21~35 d階段增重的影響,也以30%菌糠組作用效果最為顯著;對提高仔豬斷奶成活率、降低仔豬腹瀉等疾病和豬只定型行為發(fā)生的作用明顯。
以上研究說明,菌糠可以替代玉米或麩皮飼喂肥育豬或繁殖母豬。菌糠對肥育豬增重影響的研究結果不盡相同。這可能與菌糠培養(yǎng)基原料、菌糠的處理方法,以及飼料配方的原料選擇不同有一定關系。
2.3 禽 菌糠能夠顯著提高家禽生長性能。寧康健等(1994)將6%的蘑菇菌糠(稻草、麥秸和干牛糞以3∶2∶5的比例組成培養(yǎng)料)加入日糧中飼喂肉用仔雞,肉仔雞增重較對照組提高6.8%,飼料利用率提高12.2%,成活率提高6.0%,單位增重飼料成本下降12.3%。孫鎮(zhèn)平等(2009)研究了棉籽殼源低聚木糖菌糠對AA肉雞生長性能和激素代謝的影響,結果表明,2%的棉籽殼源低聚木糖菌糠能夠顯著增加肉雞體增重,降低料重比,同時能夠顯著改善生長軸范圍的激素代謝水平,血清GH、T3、T4、Ins水平顯著提高,ACTH 顯著降低,血糖水平有所降低。呂文亭等(2010)研究發(fā)現(xiàn),在日糧中添加0.5%稻草菌糠能顯著提高1~49日齡AA雞日增重及 血清 T3、T4、Ins水 平。 李 超等(2007)研究報道,用木屑玉米芯菌糠代替15%混合精料,顯著提高了仔鵝的采食量和日增重。張雅雪等 (2011)試驗表明,肉鴨日糧中添加2%~6%雞腿菇菌糠,能顯著提高肉鴨的采食量及肉鴨前2周日增重,但對肉鴨免疫功能無顯著影響,綜合各項指標,在肉鴨日糧中雞腿菇菌糠添加量為2%效果最好。
目前,國內外對菌糠飼料的深入研究主要集中在兩方面,一是對菌糠活性酶活力測定及酶的提取,如纖維素酶、木聚糖酶等;二是菌糠發(fā)酵的菌種選擇及發(fā)酵條件的研究。
3.1 菌糠酶 食用菌的菌絲體能夠分泌多種生物活性酶,如纖維素酶、木聚糖酶等。食用菌采收后一部分酶仍會滯留于菌渣,分析菌渣中的生物活性酶,并進行提取再利用,可變廢為寶。
莫俏蘭和常桂英(2009)研究發(fā)現(xiàn),木耳菌糠中含有大量的纖維素酶,且具有一定活性。劉瑩瑩等(2010)研究了香菇菌糠、鳳尾菇菌糠、姬菇菌糠、袖珍菇菌糠和金針菇菌糠等5種菌糠,通過酶活力測定發(fā)現(xiàn)香菇、金針菇菌糠中含有大量纖維素酶、木聚糖酶及果膠酶,其中,香菇菌糠、金針菇菌糠中纖維素酶活力分別為16.56、6.63 U/g;木聚糖酶活力分別為13.82、15.20 U/g;果膠酶活力分別為2.61、2.31 U/g;其他菌糠酶活力都較低。李燕榮等(2009)研究發(fā)現(xiàn),多種菌糠中均含有較強的降解木質素的酶,其中平菇、鳳尾菇和香菇木質素降解酶系的活性最強。馬懷良等(2010)研究報道,在pH6.0左右,溫度60℃左右,平菇菌糠纖維素酶和木聚糖酶、滑子蘑菌糠纖維素酶具有較高的酶活。張國慶等(2009)對食用菌菌渣中的飼用酶活性進行了測試,結果發(fā)現(xiàn),被測的8種食用菌菌渣具有不同程度的β-葡聚糖酶活性,其中以杏鮑菇和毛木耳菌渣中β-葡聚糖酶活性最高,分別為0.389 U/g和 0.351 U/g。
目前,關于菌糠酶提取的研究報道較少。莫俏蘭和常桂英(2009)用鹽析法從木耳菌糠中提取粗纖維素酶,并對其活性和溶解性進行了測定。劉瑩瑩等(2010)對香菇菌糠中纖維素和木聚糖進行了提取,結果表明,在10℃下用蒸餾水浸提12 h,酶的提取率最高;采用中空纖維膜過濾法濃縮效果最好,經透析、干燥可制得酶活較高的干酶制劑。
3.2 菌糠發(fā)酵及菌種篩選 菌糠因粗纖維含量較高,難以被動物消化利用。菌糠發(fā)酵后,粗蛋白質含量提高,粗纖維含量降低,且富含氨基酸、鈣、磷等礦物質,可替代部分魚粉、豆餅等蛋白質飼料,以降低成本。李志香和蔡元麗(2003)將y1至y19酵母菌分別接種于醋糟菌糠配料中,經菌種篩選后以y1、y2、y5三株酵母進行混菌固體發(fā)酵醋糟菌糠。所制得的醋糟菌糠發(fā)酵飼料經檢測,粗蛋白質含量提高到24.94%,粗纖維下降至5.07%,粗脂肪為1.52%,鈣為1.50%,磷為0.83%。而后李志香和王一鳴(2007)將液體培養(yǎng)活化后的19種酵母菌分別接入棉籽殼菌糠,進行室溫固體發(fā)酵,其培養(yǎng)物具有濃郁的芳香味,風干后測定,不同菌株菌糠飼料粗蛋白質含量均高于20%。馬純艷和王升厚(2005)采用熱帶假絲酵母在有氧條件下發(fā)酵食用菌康,60 h后粗蛋白質含量由10.60%提高到25.83%。李超等(2008)對食用菌糠進行了化學處理與生物發(fā)酵處理的對比研究,結果表明,菌糠經氨堿復合處理后,接種康寧木霉+白地霉+釀酒酵母(1∶1∶1)三菌種組合,菌糠發(fā)酵產物粗蛋白質含量最高,達29.49%。接種量以15%最佳,發(fā)酵時間為 72 h,料水比為 1∶1.2,發(fā)酵溫度為32℃,起始pH為5。
4.1 菌糠飼料已廣泛應用于動物生產,因其來源不同,處理方式不同,對動物促生長效果也不盡相同。總體來看,均能降低生產成本,提高經濟效益。4.2 菌糠在動物生產中的應用多集中在對動物生產性能及生產成本的研究上,少數(shù)已擴展到對動物免疫水平的影響上。研究表明,菌糠中含有菌糠酶,但菌糠酶對動物消化道酶活以及動物腸道正常菌群是否有影響仍鮮見報道。
4.3 菌糠發(fā)酵后蛋白質水平升高,粗纖維含量降低,可作為蛋白質飼料替代源。目前對菌糠發(fā)酵條件及菌種的選擇研究僅停留在實驗室水平,發(fā)酵后的菌糠在動物生產中的應用以及如何投入生產實踐還有待于進一步研究。
4.4 菌糠酶的提取技術及其在動物生產中的應用仍需深入研究。
[1]程云輝,鐘聲,錢勇,等.肉羊育肥飼料中添加秸稈菌糠的效果研究[J].草業(yè)與畜牧,2008,149:47 ~ 49.
[2]段世雄,張雅雪,殷忠瓊,等.酒糟菌糠中五種微量元素的含量測定[J].畜禽業(yè),2011,262:20 ~ 22.
[3]賈睿琳,張雅雪,殷中瓊,等.酒糟菌糠水溶性多糖的提取與含量測定[J].安徽農業(yè)科學,2011,39(12):7104 ~ 7105.
[4]蔣明琴,李進杰,馮巧婷.平菇菌糠對育肥豬生長性能的影響試驗[J].中國畜牧獸醫(yī),2009,36(6):194 ~ 195.
[5]李超,王紹斌,劉燕潔.金針菇菌糠飼喂昌圖鵝仔鵝試驗[J].食用菌,2007,3:60 ~ 61.
[6]李浩波,白存江,陳云杰,等,菌糠飼料對繁殖母豬生產性能的影響[J].西北農業(yè)學報,2005,14(1):115 ~ 120.
[7]李超,蘇君偉,于希臣.基于化學處理及生物發(fā)酵的食用菌糠飼料化方法探討[J].沈陽農業(yè)大學學報,2008,39(4):451 ~ 454.
[8]李大軍,李玉.平菇菌糠替換綿羊日糧中玉米的飼喂效果試驗[J].飼料工業(yè),2011,32(3):33 ~ 35.
[9]李斌,屈東,鄒成義.發(fā)酵菌糠對育肥豬生產性能和胴體品質的影響[J].四川畜牧獸醫(yī),2007,9:22 ~ 23.
[10]李燕榮,周國英,胡清秀,等.食用菌生物降解木質素的研究現(xiàn)狀[J].中國食用菌,2009,28(5):3 ~ 6.
[11]李志香,蔡元麗.菌糠發(fā)酵飼料的研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2003,30(5):8~9.
[12]李志香,王一鳴.廢菌渣開發(fā)飼料蛋白質替代源的菌種篩選與多菌共同發(fā)酵[J].中國畜牧獸醫(yī),2007,34(4):19 ~ 21.
[13]林忠寧,陳敏健,劉明香,等.金針菇菇腳和菌糠的氨基酸含量測定及營養(yǎng)評價[J].食藥用菌,2012,20(1):56 ~ 59.
[14]劉多才.菌糠飼料在奶牛養(yǎng)殖中的應用研究[J].飼料工業(yè),2011,32(7):52~53.
[15]劉瑩瑩,張堅,王紅兵,等.菌糠酶提取與制備方法研究[J].湖南農業(yè)科學,2010,1:88 ~ 92.
[16]呂亞軍,張永弟,李浩波.不同種類菌糠組成全價日糧對生長育肥豬的飼喂效果[J].西北農業(yè)學報,2004,13(1):9 ~ 13.
[17]呂文亭,劉春凌,狄文強.稻草菌糠對AA肉雞生產性能及部分代謝激素水平的影響[J].中國家禽,2010,32(10):18 ~ 19.
[18]梁淑珍,楊永紅,呂文亭.平菇菌糠配合日糧飼喂AA肉雞的效果研究[J].中國飼料,2012,6:28 ~ 30.
[19]莫俏蘭,常桂英.木耳菌糠中纖維素酶的提取與活性研究[J].廣西輕工業(yè),2009,124:18 ~ 21.
[20]馬懷良,龔振杰,陳鑫,等.3種食用菌菌糠纖維素酶和木聚糖酶部分酶學性質[J].安徽農業(yè)科學,2010,38(28):15479 ~ 15480.
[21]馬純艷,王升厚.菌糠單細胞蛋白飼料生產技術的研究 [J].食用菌,2005,3:56 ~ 58.
[22]寧康健,應如海,鐘德山,等.蘑菇菌糠飼養(yǎng)肉仔雞效果的研究[J].中國飼料,1994,12:33 ~ 34.
[23]潘軍,曹玉鳳,呂超,等.菌糠對肉牛生長性能和血液生理生化指標的影響[J].西北農林科技大學學報,2011,39(1):21 ~ 28.
[24]孫國強,郭立忠,李振江,等.大豆秸稈菌糠喂牛的效果研究[J].黃牛雜志,2001,27(2):18 ~ 20.
[25]孫鎮(zhèn)平,范艷平,田樹清,等.棉籽殼源低聚木糖菌糠對肉雞生產性能及激素代謝的影響[J].中國家禽,2009,31(7):27 ~ 30.
[26]王艷榮,張海棠,何云.玉米芯菌糠的營養(yǎng)價值分析[J].安徽農業(yè)科學,2008,36(16):6716 ~ 6724.
[27]夏友國,黃勤樓,楊信,等.菌糠飼料開發(fā)利用的研究進展[J].家畜生態(tài)學報,2010,31(4):6 ~ 9.
[28]葉紅英,張宗慶,肖明舉,等.菌糠飼料飼喂可樂育肥豬的試驗[J].飼料研究,2011,3:81 ~ 82.
[29]趙曉麗,陳智毅,劉學銘.菌糠的高效利用研究進展[J].中國食用菌,2012,31(2):1 ~ 3.
[30]張雅雪,王濤,殷中瓊,等.雞腿菇菌糠對天府肉鴨生長性能及免疫功能的影響[J].中國畜牧獸醫(yī),2011,38(11):14 ~ 17.
[31]張國慶,董曉芳,王賀祥,等.8種食用菌菌渣中3種飼用酶活性的測定[J].中國食用菌,2009,28(5):28 ~ 29.
[32]Belewu M A,F(xiàn)agbcmi O O.Performance characteristics of West African Dwarf goat fed Aspergillus treated Cassava waste based diets[J].American-Eurasian Journal of Agric and Environ Sci,2007,2(3):268 ~ 270.
[33]Luo X D,Xie J K,Zhang L H,et al.Study on anthocyanidin extraction from flower of Rhododendron L.and its stability[J].Agricultural Science&Technology,2009,3:139 ~ 143.
[34]Meng S C,Zhang H Y,Zheng X Y,et al.Studies on genomic DNA extraction and establishment of AFLP reaction system in Chinese cabbage[J].A-gricultural Science &Technology,2009,3:29 ~ 35.