菌糠饲料资源开发研究进展

张 耀，陈鑫珠，黄小云，游小凤，黄秀声，黄勤楼*

(1.福建农林大学 动物科学学院，福建 福州 350013；2.福建省农业科学院 农业生态研究所，福建 福州 350013；3.福建省农业科学院 畜牧兽医研究所，福建 福州 350013；4.福建省丘陵地区循环农业工程技术研究中心，福建 福州 350013)

近年，中国人畜争粮的矛盾日益凸显，开发非常规饲料已成为畜牧行业亟需解决的问题[1]。中国是食用菌生产大国，食用菌年产量均占世界总产量的80%以上，在食用菌产业迅速发展的同时，产生了大量的副产物[2]。食用菌收获后的培养基残渣即菌糠，其主要成分是棉籽壳、锯木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多种农业副产物、工业废弃物栽培食用菌后的固体培养料[3]。研究表明，菌糠中含有大量的粗蛋白、矿物质和丰富的氨基酸及其它活性营养物质，是一类优质的畜禽非常规饲料原料[4-5]。目前，大多数菌糠被焚烧用于发电或随意丢弃，少数用于食用菌栽培的二次培养料或开发成肥料或用于沼气的生产，只有极小部分开发用作动物饲料，浪费了宝贵的生物资源，还对生态环境造成了严重的破坏[6]。因此，合理地开发和利用菌糠，不仅能节约资源，减少环境污染，促进食用菌产业良性发展，还可以缓解中国饲料资源短缺的现状，降低动物生产成本，提高经济效益，使动物饲料原料的来源更加多元化，促进生态农业和畜牧业的可持续发展。

1 菌糠的营养价值

食用菌在生长发育过程中，为满足自身生长需要，通过生物作用合成了大量菌体蛋白，出菇后培养基中残留了大量的菌丝体和未吸收利用的菌体蛋白，使得菌糠中富含丰富的粗蛋白和氨基酸[7]。分析测定杏鲍菇、金针菇和毛木耳等菌糠营养成分时发现，菌糠粗蛋白质含量为9.00%～16.17%，其中毛木耳菌糠粗蛋白质含量显著高于其他菌糠，平菇菌糠氨基酸含量最高可达10.02%[3,8-10]。平菇和猴头菇菌糠经担子菌分解利用后，粗蛋白分别提高6.87%和5.00%，氨基酸含量分别提高6.27%和4.07%[11]。蒋代康[12]以砻糠、玉米粉、麸皮和大豆粉为培养基原料栽培凤尾菇，菌糠粗蛋白含量达到19.55%。以棉籽壳和木屑为原料培养平菇，在第4次和第5次收菇后，菌糠粗蛋白质分别为7.40%、8.10%，氨基酸总量分别为4.26%和5.22%，与前3茬相比，粗蛋白含量和氨基酸总量都有所提高[13]。

菌糠中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，可以为食用菌的生长繁殖提供充足的碳源[14]。分析测定蘑菇、海鲜菇、灵芝菌糠等常见食用菌菌糠营养成分，结果发现粗纤维、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量分别约为2.00%～37.11 %、34.23%～63.85%和23.04%～46.80%[8,15]。而在不同茬数收菇后，菌糠的纤维含量也有所变化，其中平菇第4茬收菇后，菌糠粗纤维含量降低了29.57%，纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别提高为46.60%、77.06%和63.62%[16]。以稻草为培养基原料培养食用菌时，菌糠中纤维素、半纤维素和木质素的整体降解率都有大幅度的提高，其中栽培平菇的效果最佳，整体降解率达51.47%[17]。用草菇菌渣作为主要栽培料生产双孢蘑菇，在第3茬出菇阶段，纤维素、半纤维素和木质素利用率达到最高，分别为15.38%、19.60%和9.54%[18]。

菌糠中含有Fe、Ca、Zn、Mn等多种微量元素，通过食用菌内一系列微生物作用，与一些大分子物质结合形成有机态，在菌体内具有很高活性，易被动物机体所吸收[7,10]。据报道，出菇后的茶树菇菌糠Zn、Cu、Fe的含量均高于出菇前[19]；灵芝发酵菌丝体中Zn和Mn的含量分别是成熟体的2.43倍和1.53倍[20]。分析不同食用菌菌糠营养成分时发现，钙的含量差异不显著，约为2.4%，金针菇菌糠中磷的含量显著高于平菇菌糠，为0.48%[21]。

菌糠中含有三萜、多糖、植物甾醇等食用菌生长代谢产物，可以促进动物的新陈代谢、生长发育，提高动物机体免疫力和抵抗力[8]。高远等[22]通过定量测定发现桦褐孔菌菌丝体中含有丰富甾类化合物，应用于动物饮食中可以增强动物的抗病力。袁广峰等[23]用化学方法提取茶薪菇菌丝体内的三萜，发现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。张玥等[24]发现灵芝三萜类化合物能够改善砷中毒大鼠的氧化应激损伤,其作用机制可能与脑组织中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性升高及丙二醛(MDA)含量降低有关。李太元等[25]对小鼠进行腹腔单核巨噬细胞功能测定和淋巴细胞转化试验，结果表明猪苓菌丝体多糖能明显提高小鼠的免疫功能。赵爽等[26]发现，在100 μg/m L的作用浓度下灵芝多糖可以显著提高损伤细胞存活率的比例为22%，减少乳酸脱氢酶的释放比例为11. 08%，显著改善肾上腺酮对细胞的损伤作用，具有明显的神经保护作用。

培养基原料不同培育出的菌糠的营养成分也有所差异。分别以棉籽壳、玉米芯、醋糟和木屑为原料培养平菇，棉籽壳菌糠粗蛋白和钙含量最高分别为12.93%和2.31%，玉米芯菌糠粗纤维含量最低为18.87%，醋糟菌糠磷含量最高为0.49%[10]。徐荣等[27]用玉米芯、棉籽壳、棉壳和荞壳分别为培养基原料栽培平菇，发现棉籽壳菌糠粗蛋白含量最高为14.02%，荞壳菌糠粗纤维含量最低为15.27%。

食用菌不同生长阶段及收割茬数不同，菌糠营养成分也会有很大差异。试验发现，第4茬平菇菌糠粗蛋白质含量最高为10.1%，与第1茬菌糠相比提高了55.14%，粗纤维含量最低为31.2%，降低了11.25%[7]。白玉菇在不同生长阶段营养成分含量差异较大，第3茬菌糠粗蛋白含量最高为9.07%，粗纤维含量最低为30.42%，与第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别为9.12 g/kg和19.56 mg/kg，与培养基相比极显著降低[2]。用玉米芯作为主要原料栽培平菇，在第3茬收菇后菌糠的营养成分最佳，粗蛋白、粗纤维和磷含量达到最高，分别为6.87%、20.44%和0.25%[29]。

2 菌糠饲料的加工方法

菌糠因品种不同，基质不同，含有一些不易消化纤维(如木质素)、一些大分子物质或者部分还含有少量抗营养因子，不利于动物的消化吸收，直接饲喂效果较差[30]。因此，菌糠饲料需要采用物理法、化学法和生物法等方法进行处理，从而提高适口性和营养价值，提高其利用率。

2.1 物理方法

将收获后的菌糠晾晒或烘干后进行机械粉碎包装，按一定比例直接添加在饲料中饲喂动物[30]。该方法制作工艺简单，受环境的影响较大，不利于保存，菌糠的小分子活性营养物质损失较多，纤维结构基本没有变化，饲喂效果不佳。

2.2 化学方法

在菌糠中加入一定比例的酸、碱等化学试剂进一步降解菌糠中木质素和粗纤维，提高菌糠的饲用性能和营养价值。在酸性环境中，纤维素易被水解成单体和一些小分子物质；在碱性环境中，通过一系列化学反应促进动物消化酶对木质素的降解；氨化可使纤维素结构膨胀，易被降解，还能提高饲料的保存时间[31-32]。用稀酸处理甜菜渣，较处理前，甜菜渣的水解率和总还原糖分别提高至93%和62%[33]。用NaOH溶液处理稻草，与对照组相比，体外干物质消化率提高到63.6%，并且，NaOH处理对稻草茎的结构改变以及组织和细胞壁的消化具有很好的作用[34]。在玉米秸秆中加入3%的尿素和NH3(3%)水溶液，常温保存3周，发现玉米秸秆的粗蛋白含量显著提高，粗纤维含量有所降低[35]。用不同化学处理方式处理香菇菌糠，结果表明3%Ca(OH)2+2%尿素混合处理效果最佳，纤维素、酸性和中性洗涤纤维分别下降至16.87%、38.89%和46.68%[36]。而邓思川等[37]在处理真姬菇菌糠时也发现5%NaOH+5%尿素复合处理效果最佳，与对照组相比，酸洗木质素和游离棉酚含量分别降低了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，通过深度发酵可进一步提高菌糠中蛋白质、氨基酸、矿物质等营养成分及一些微生物活性成分的含量[7]。徐淏等[38]通过分步接种灵芝菌和酿酒酵母菌对杏鲍菇菌糠进行发酵，与接种前相比，粗纤维含量降低为25.12%，粗多糖提高了132.12%。在醋糟平菇菌糠中加入3株酵母进行混菌发酵，发酵后菌糠粗蛋白含量提高到24.94%，粗纤维降低了12.5%[39]。郑有坤等[40]利用乳酸菌和酵母菌发酵处理木腐香菇菌糠，结果发现混菌发酵改善菌糠营养价值效果最佳，粗蛋白含量提高至11.2%，氨基酸含量提高了29%，中性和酸性洗涤纤维分别降至60.8%和59.3%。在菌糠中加入适量的辅料(麸皮和豆粕)，接种2%的植物和干酪乳杆菌进行混菌发酵，粗蛋白含量提高至16%[41]。将纤维素分解菌、酿酒酵母菌和乳酸片球菌按一定比例组成复合菌剂对杏鲍菇菌糠进行生物发酵，与未加菌剂发酵组相比，粗蛋白提高至14.56%，中性和酸性洗涤纤维分别降低至50.77%和37.7%[42]。利用酵母菌和纤维素分解菌联合发酵平菇菌糠，粗纤维含量降低53.84%，粗蛋白含量增加60.0%[43]。用有效微生物群(EM)原液对杏鲍菇菌糠进行厌氧发酵，发酵12 d后，粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别降低了8.78%、11.56%和18.88%，粗蛋白质含量提高了19.32%[44]。

以上几种处理菌糠的方法均存在各自优缺点。物理加工方法操作简便，节省人力物力，节约成本；但其受环境的影响较大，不利于保存，并且纤维结构基本没有变化，饲喂效果不佳。化学处理可将菌糠中木质素和粗纤维等大分子物质降解，提高菌糠的饲用性能和营养价值；但适口性较差，会导致动物的采食量下降。生物处理可进一步提高菌糠的利用率、适口性及营养价值；但在发酵过程中，由于微生物发酵的环境复杂，使得发酵难度很大，不好控制。

菌糠含水量高，富含营养物质，保存不当很容易造成发霉变质，发酵处理是进一步提高菌糠饲料利用率和营养价值的有效途径。在实际生产中，普遍使用此种方法来处理菌糠。

3 菌糠饲料在动物中的应用

3.1 在猪中的应用

在猪垫料或日粮中添加适量菌糠，可以提高饲料转化率，饲养成本也会大幅度降低[7]。用25%锯末+25%稻壳+50%杏鲍菇菌糠作为断奶仔猪的发酵床垫料，结果仔猪平均日增重(ADG)较对照组提高了110 g/d，平均日采食量(ADFI)也有所提高，饲料转化率显著提高达1.54，腹泻率降低至5.86%[45]。而李景荣等[46]研究发现用锯末40%、金针菇菌糠40%、稻壳20%作为育肥猪垫料时，与对照组相比，ADG提高至762 g/d，料肉比降低了0.06。在繁殖母猪日粮中添加不同比例的平菇菌糠，当添加量为30%时饲喂效果最佳，3个繁殖胎次的各窝均产活仔数较对照组提高了14%左右[47]。Chu等[48]发现在育肥猪的日粮中添加30%的发酵金针菇菌糠时，猪的胴体品质显著提高。在瘦肉型肥育猪基础日粮中分别添加15%、20%和25% 3茬收菇后的平菇菌糠，当添加量为15%时，料肉比降低为2.72，每千克增重成本降低了0.92元，瘦肉率提高了5%[49]。在日粮中添加10%发酵杏鲍菇菌糠替代麸皮饲喂生长猪，AD和ADFI分别提高4.18%和5.72%[50]。

3.2 在家禽中的应用

在家禽日粮中添加一定比例的菌糠，能有效地提高生长性能，降低饲养成本。在AA肉鸡基础日粮中添加0.5%的稻草菌糠，与对照组相比，体增重提高6.24%，采食量提高6.74%[51]。在日粮中添加2.5%灵芝菌糠饲喂蛋鸡，蛋鸡料蛋比比对照组低11.0%，平均产蛋率提高3.29%[52]。王一平[53]在蛋鸡日粮中添加4%～7%的海鲜菇菌渣发酵饲料对蛋鸡日采食量、破蛋率、ADG和饲料转化率均无显著影响，但显著提高了血清内白蛋白含量。张雅雪等[54]在肉鸭日粮中添加2%～6%的鸡腿菇菌糠，试验组ADFI和料重比均高于对照组, 其中添加量为2%时ADFI显著提高15.50%。黄璇等[55]报道在临武鸭日粮中添加灵芝菌糠，蛋鸭的产蛋性能、蛋品质和血液生化指标均无显著差异，添加水平为8%时ADFI显著降低，最佳添加水平为2%。张文强等[56]用平菇菌糠替代5%的全价饲料喂养太湖白鹅，试验组ADG、ADFI和料重比与对照组差异不显著，但每千克增重成本下降了3.8%，净收入提高了15.6%。李超等[57]用15%的金针菇菌糠代替精料饲喂仔鹅，试验组ADG和ADFI分别提高了4.48%和6.46%，净利润增加19.3%。

3.3 在反刍动物饲料中的应用

菌糠中含有大量的粗纤维，能够被反刍动物瘤胃中的微生物降解成动物机体易吸收的营养物质，大量研究表明，菌糠能够替代反刍动物的粗饲料甚至是部分精料[2,9,58]。用荞壳平菇菌糠替代建昌黑山羊日粮中的草粉，结果表明，试验组羊的ADG比对照组提高了12.8%，料重比降低了1.1，纯收入提高了3.5元/只[59]。在育肥羊日粮中添加10%～30%双孢菇菌糠，结果发现，当菌糠用量20%时，ADG和ADFI分别为196 g/d和1175 g/d，当添加量超过20%时ADFI和消化率显著降低[60]。程云辉等[61]用不同比例杏鲍菇菌糠替代玉米饲喂育肥羊，发现菌糠添加水平不超过20%时，山羊ADG和ADFI较对照组无显著差异，但替代20%玉米的经济效益最好，纯收入可增加3.3元/只。在马头山羊日粮中添加30%、45%和60%的发酵杏鲍菇菌糠，各组山羊的生产性能差异均不显著，但随着添加量的增加，试验羊的体增重及ADG有减少的趋势，料重比有增加的趋势，综合考虑，添加30%的发酵菌糠效果最佳[44]。在泌乳后期奶牛日粮中添加平菇菌糠，结果发现，试验组奶牛干物质摄入量、消化率以及日产奶量较对照组显著提高，ADG提高为743 g/d，说明菌糠饲喂奶牛是可行的[62]。在奶牛日粮中添加不同比例的杏鲍菇菌糠，结果表明，当添加量超过20%时，产奶量、乳脂率、乳比重比对照组都有所下降；同时用10%和20%杏鲍菇菌糠替代育肥牛精饲料中的玉米,发现肉牛的ADG与对照组相比差异不显著，但当替代量为30%时,肉牛的ADG显著降低[63]。用发酵蘑菇菌糠替代部分稻草饲喂韩宇公牛，ADG无显著差异，饲料成本较对照组减少2.29元/头[64]。在肉牛日粮中添加10%和20%的杏鲍菇菌糠，试验组ADG和ADFI都有所提高，但添加量超过20%时日粮中干物质利用率有下降趋势[65]。众多研究表明，在反刍动物日粮中菌糠用量以20%的比例较为适宜。

4 存在问题和展望

食用菌种类和培养基原料不同产生不同种类的菌糠，其营养价值差异较大，在动物中使用和添加方法不可一概而论；同一菌糠因动物品种和生长阶段不同其消化吸收特征不同，使用方法和添加量也不尽相同。一般情况下，在猪基础日粮中添加10%～20%的菌糠发酵饲料效果最好，禽类动物添加量一般控制在10%左右，反刍动物由于具有良好的消化吸收能力，添加量可达20%～50%左右。目前，对不同菌糠生物活性成分、氨基酸成分和抗营养因子成分及其最佳消除技术均没有系统的研究，菌糠的收集、贮藏及利用缺乏标准化模式，不同动物日粮配方中菌糠添加方式和添加效果的研究数据也不够完善，从大量研究报道中可以发现，有的将菌糠作为粗饲料或制备青贮发酵饲料，也有的将菌糠作为精料原料在日粮中直接添加，在生产应用中较为混乱，这也导致菌糠饲料没有得到大规模的推广应用。此外，在实际生产过程中，不能单一饲喂菌糠饲料，要注意与能量类、蛋白类、维生素及矿物质饲料等搭配使用，开始饲喂菌糠饲料时要有一个预饲和适应的过程。为了更高效地利用菌糠，从技术层面而言，未来可以从几个方面进行技术突破：(1)针对不同种类的菌糠，利用多种益生菌分步发酵或同步发酵，优化筛选最佳发酵工艺，提高菌糠营养价值，高效利用菌糠；(2)收集不同种类和来源菌糠，分析测定其营养成分含量，并检测其生物学效价，构建菌糠饲料养分数据库；(3)针对不同种类食用菌含有的功能性成份，开发无抗的饲料添加剂；(4)高效降解纤维菌的筛选与应用。

菌糠是一类优质的非常规饲料原料，具有较大的开发潜力。高效开发利用食用菌菌糠，将其变废为宝，对扩大食用菌产业规模和生态农业建设具有积极意义。合理开发和利用菌糠不仅可以缓解人畜争粮的矛盾，减少环境污染，还能降低饲料成本，提高生态效益和经济效益，为畜牧业的饲料资源开辟了新途径,具有很好的前景。