溫州科技職業(yè)學(xué)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?bào)w,經(jīng)酶解結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度變化的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和生物酶解轉(zhuǎn)化過(guò)程中所產(chǎn)生的多種糖類、有機(jī)酸類、酶類、生物活性物質(zhì)及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成的復(fù)合物 (李超等,2008)。我國(guó)每年食用菌糠的產(chǎn)生量不少于700萬(wàn)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(yán)重污染,同時(shí)也造成資源極大浪費(fèi)。如何對(duì)菌糠進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用,使其變廢為寶,成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱門課題。本文就菌糠的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、菌糠飼料在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用及菌糠有益物質(zhì)的研究與提取、菌糠發(fā)酵作一闡述。
菌糠的營(yíng)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(diào)理性物料,以及石灰粉、石膏粉等pH調(diào)理性物料構(gòu)成(趙曉麗等,2012)。食用菌培養(yǎng)基經(jīng)過(guò)菌絲體的生物固氮、酶解作用等一系列生物轉(zhuǎn)化后,纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等均被不同程度地降解;粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量提高;同時(shí)富含氨基酸、多糖及鈣、磷、鐵、鋅等多種礦物質(zhì)元素;除此之外,還產(chǎn)生了有機(jī)酸和生物活性物質(zhì)等,從而使菌糠中營(yíng)養(yǎng)成分的含量增加,菌糠的菌香味增強(qiáng),更有利于動(dòng)物的采食和消化(趙曉麗等,2012;夏友國(guó)等,2010)。
與食用菌培養(yǎng)基相比,菌糠中粗蛋白質(zhì)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(jìn)行了分析對(duì)比,結(jié)果表明,粗纖維含量分別降低7.30%和8.50%,而粗蛋白質(zhì)含量分別提高5.51%和5.22%。王艷榮等(2008)對(duì)玉米芯平菇菌糠營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了測(cè)定,粗蛋白質(zhì)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(cè)定了金針菇菌糠的氨基酸含量,其中蛋白質(zhì)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(jìn)行發(fā)酵,經(jīng)檢測(cè)粗蛋白質(zhì)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(duì)茶樹菇酒糟菌糠中的微量元素進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)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(zhì)。多糖是一類天然大分子化合物,具有促進(jìn)免疫力、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗衰老以及改善動(dòng)物生產(chǎn)性能等生物功能?,F(xiàn)已在大量食用菌的子實(shí)體、孢子和菌絲體中提取出多糖物質(zhì),且已被證實(shí)具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等作用(Luo 等,2009;Meng 等,2009)。 賈睿琳等(2011)對(duì)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(jìn)行了測(cè)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(dòng)物,也可替代日糧中的米糠或麩皮飼喂單胃動(dòng)物,并取得了一定的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前,應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中的菌糠一般是經(jīng)3~4茬收菇后,選取菌絲潔白,料塊結(jié)實(shí),無(wú)污染,無(wú)腐敗的菌糠,經(jīng)曬干粉碎后,直接加到飼料中,少數(shù)經(jīng)簡(jiǎn)單發(fā)酵后再添加到飼料中飼喂動(dòng)物。
2.1 反芻動(dòng)物 研究表明,無(wú)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(zhǎng)性能(李浩波等,2007;孫國(guó)強(qiáng)等,2001)。潘軍等(2011)用菌糠替代麥秸飼喂肉牛,結(jié)果表明,菌糠替代麥秸對(duì)育肥牛的生長(zhǎng)有一定的提高作用,其中以40%替代組的效果較為明顯,同時(shí)發(fā)現(xiàn),菌糠對(duì)肉牛的免疫機(jī)能和血液代謝指標(biāo)無(wú)負(fù)面影響。Belewu和Fagbcmi(2007)研究也表明,飼喂真菌處理過(guò)的農(nóng)作物副產(chǎn)品,不會(huì)影響動(dòng)物的血液生理指標(biāo)、免疫細(xì)胞、免疫功能及動(dòng)物健康狀況。李大軍和李玉(2011)研究報(bào)道,平菇菌糠等量替換綿羊精料補(bǔ)充料中玉米的比例為5%~15%,對(duì)于提高綿羊體增重,提高綜合經(jīng)濟(jì)效益具有一定意義。
也有研究認(rèn)為,菌糠飼料不能提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能,但能夠擴(kuò)大飼料來(lái)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(huì)影響奶牛的泌乳量及乳的營(yíng)養(yǎng)成分,并可以降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)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(yù)混料制成配合飼料,飼喂4~5月齡波爾山羊,結(jié)果顯示,肉羊增重與對(duì)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(lái)飼養(yǎng)反芻家畜,而且可代替麩皮或混合料用來(lái)養(yǎng)豬。葉紅英等(2010)試驗(yàn)表明,在育肥豬日糧中添加40%的發(fā)酵菌糠,不僅能促進(jìn)肉豬生長(zhǎng),明顯降低腹瀉率,同時(shí)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(yàn)組日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和瘦肉率與對(duì)照組無(wú)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(duì)育肥豬進(jìn)行飼喂,發(fā)現(xiàn)處理組與對(duì)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(jīng)濟(jì)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(jià)日糧,進(jìn)行三元雜交瘦肉型生長(zhǎng)育肥豬飼喂效果試驗(yàn),結(jié)果表明,利用菌糠原料配制生長(zhǎng)育肥豬全價(jià)日糧能夠顯著提高平均日增重和飼料報(bào)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(nèi),隨著添加量的增加,經(jīng)濟(jì)效益愈明顯。
李浩波等(2005)研究了平菇菌糠對(duì)繁殖母豬空懷、妊娠和哺乳三個(gè)不同生理階段與生產(chǎn)性能的影響,連續(xù)3個(gè)繁殖胎次結(jié)果表明,對(duì)窩均產(chǎn)活仔數(shù)、平均初生重、泌乳力和斷奶周內(nèi)返情率等繁殖性能的影響作用均呈顯著正相關(guān),以30%菌糠組的表達(dá)力最強(qiáng);對(duì)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(duì)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(shuō)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(duì)肥育豬增重影響的研究結(jié)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(guān)系。
2.3 禽 菌糠能夠顯著提高家禽生長(zhǎng)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(duì)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(duì)AA肉雞生長(zhǎng)性能和激素代謝的影響,結(jié)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(shí)能夠顯著改善生長(zhǎng)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(bào)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(yàn)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(duì)肉鴨免疫功能無(wú)顯著影響,綜合各項(xiàng)指標(biāo),在肉鴨日糧中雞腿菇菌糠添加量為2%效果最好。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)菌糠飼料的深入研究主要集中在兩方面,一是對(duì)菌糠活性酶活力測(cè)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(huì)滯留于菌渣,分析菌渣中的生物活性酶,并進(jìn)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(guò)酶活力測(cè)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(qiáng)的降解木質(zhì)素的酶,其中平菇、鳳尾菇和香菇木質(zhì)素降解酶系的活性最強(qiáng)。馬懷良等(2010)研究報(bào)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(guó)慶等(2009)對(duì)食用菌菌渣中的飼用酶活性進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),被測(cè)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(guān)于菌糠酶提取的研究報(bào)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(duì)其活性和溶解性進(jìn)行了測(cè)定。劉瑩瑩等(2010)對(duì)香菇菌糠中纖維素和木聚糖進(jìn)行了提取,結(jié)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(guò)濾法濃縮效果最好,經(jīng)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(dòng)物消化利用。菌糠發(fā)酵后,粗蛋白質(zhì)含量提高,粗纖維含量降低,且富含氨基酸、鈣、磷等礦物質(zhì),可替代部分魚粉、豆餅等蛋白質(zhì)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(jīng)菌種篩選后以y1、y2、y5三株酵母進(jìn)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(jīng)檢測(cè),粗蛋白質(zhì)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(jìn)行室溫固體發(fā)酵,其培養(yǎng)物具有濃郁的芳香味,風(fēng)干后測(cè)定,不同菌株菌糠飼料粗蛋白質(zhì)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(zhì)含量由10.60%提高到25.83%。李超等(2008)對(duì)食用菌糠進(jìn)行了化學(xué)處理與生物發(fā)酵處理的對(duì)比研究,結(jié)果表明,菌糠經(jīng)氨堿復(fù)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(chǎn)物粗蛋白質(zhì)含量最高,達(dá)29.49%。接種量以15%最佳,發(fā)酵時(shí)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(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn),因其來(lái)源不同,處理方式不同,對(duì)動(dòng)物促生長(zhǎng)效果也不盡相同??傮w來(lái)看,均能降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。4.2 菌糠在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用多集中在對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能及生產(chǎn)成本的研究上,少數(shù)已擴(kuò)展到對(duì)動(dòng)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(duì)動(dòng)物消化道酶活以及動(dòng)物腸道正常菌群是否有影響仍鮮見(jiàn)報(bào)道。
4.3 菌糠發(fā)酵后蛋白質(zhì)水平升高,粗纖維含量降低,可作為蛋白質(zhì)飼料替代源。目前對(duì)菌糠發(fā)酵條件及菌種的選擇研究?jī)H停留在實(shí)驗(yàn)室水平,發(fā)酵后的菌糠在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用以及如何投入生產(chǎn)實(shí)踐還有待于進(jìn)一步研究。
4.4 菌糠酶的提取技術(shù)及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用仍需深入研究。
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