用作飼料的金針菇菌糠篩選及栽培過程中的成分變化*

周 帥，張引芳，趙 靜，朱愛蓮，周 敏，劉紅強

（1.農業(yè)部南方食用菌資源利用重點實驗室，國家食用菌工程技術研究中心，上海市農業(yè)遺傳育種重點開放實驗室，上海市農業(yè)科學院食用菌研究所，上海 201403；2.上海光明森源生物科技有限公司，上海201408）

金針菇（Flammulina velutipes） 是我國的食用菌主栽品種之一，生長周期約50 d，據中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計數據，2018年我國金針菇產量達到257萬噸，占食用菌總產量的6.70%，其中工廠化金針菇產量62%，占食用菌工廠化生產總產量的48%[1]。食用菌菌糠是食用菌采收后剩余菌絲和培養(yǎng)基的混合物，金針菇的生產過程中產生了大量的菌糠，大部分被廢棄或作為燃料焚燒，對環(huán)境造成嚴重污染[2]，僅有部分作為有機肥或食用菌栽培基質重新利用[3-4]，應用途徑較少且經濟效益較低。近年來菌糠飼料化的研究一直備受關注，目前已有使用平菇、杏鮑菇等食用菌菌糠制備飼料的研究報道[5-6]。菌糠中原有的木屑、棉籽殼和玉米芯等經食用菌降解利用后，粗纖維含量大幅降低，轉化為蛋白質和碳水化合物，提高了菌糠中的營養(yǎng)成分，改善了適口性和消化率，按一定比例添加到飼料中不僅能降低飼料生產成本，還能夠提高飼喂動物的產肉量或營養(yǎng)品質[7-8]，對降低肉類產品成本、發(fā)展循環(huán)經濟及地區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

目前的相關研究集中在金針菇菌糠飼料配方及其生物學功能方面，而對上游改善菌糠營養(yǎng)成分的金針菇栽培條件研究較少。常規(guī)的金針菇栽培配方中主要原料為玉米芯、米糠、麩皮及棉籽殼等，其中金針菇對棉籽殼的降解能力相對較弱，同時棉籽殼中含有棉酚等物質不利于菌糠的飼料化應用[9]，需選用合適的原料降低棉籽殼在基質配方中的含量或將其完全替代。甘蔗渣是制糖產業(yè)的下腳料，含大量纖維素及可溶性糖，且價格低廉，是較理想的替代栽培原料。因此，擬采用甘蔗渣作為替代棉籽殼的原料，比較降解效果，評價金針菇對2種基質的降解能力。采用不同比例甘蔗渣替代栽培基質中棉籽殼，比較最后采收時的單產和品質性狀，結合營養(yǎng)成分檢測，篩選出高產、優(yōu)質，又適合飼料化應用的金針菇栽培配方，為金針菇菌糠飼料化提供更優(yōu)質的原料。

1 材料與方法

1.1 試驗菌株

金針菇菌株“森源Fv6”，由上海光明森源生物科技有限公司提供。

1.2 試驗試劑與儀器

化學試劑均為分析純。中性洗滌劑配制方法為乙二胺四乙酸二鈉（EDTA） 18.6 g、硼酸鈉6.8 g、十二烷基硫酸鈉（SDS） 30 g、乙二醇乙醚10 mL、無水磷酸氫二鈉4.56 g，定容至1 L，pH 6.9～7.1。

DJ-10A中藥粉碎機，上海定久中藥機械制造有限公司；Centrifuge 5810R離心機，艾本德中國有限公司；SX-4-10馬弗爐，上海實驗電爐廠；P2級砂芯漏斗，唯意樸中國有限公司。

1.3 金針菇對甘蔗渣與棉籽殼基質降解能力比較

選擇甘蔗渣和棉籽殼分別作為栽培基質，每種基質含水量調節(jié)至65%，分裝到18個三角瓶中，每瓶濕重100 g，121°C滅菌90 min。冷卻后于無菌條件下接入金針菇PDA斜面菌種，平均每支斜面接3瓶，19°C下培養(yǎng)。按栽培時間0天（初始）、第14天、第28天、第35天、第42天、第49天取樣，每種基質每次按菌絲生長深度取樣3瓶，將瓶中菌絲連同基質一同干燥后稱重，粉碎混勻后，檢測樣品中粗纖維含量變化。

1.4 甘蔗渣與棉籽殼基質栽培金針菇的菌糠成分檢測

栽培過程在上海光明森源生物科技有限公司進行，以傳統(tǒng)的金針菇栽培配方作為對照：玉米芯37%、米糠28.5%、麩皮12%、棉籽殼7.0%、啤酒糟5.0%、大豆皮5.0%、甜菜渣3.5%、貝化石1.5%、碳酸鈣0.5%。替代配方1為將甘蔗渣50%替代對照配方中棉籽殼；替代配方2為甘蔗渣100%替代對照配方中棉籽殼。培養(yǎng)條件同1.2。選擇每個栽培周期的3個時間點采樣：滅菌后（空白基質）、搔菌（去除菇蕾）、出菇（子實體成熟），共計9個樣品，采集后的樣品經熱風干燥、粉碎之后待測。

1.5 菌糠成分檢測

粗蛋白的測定按照GB/T 6432-2018飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法[10]，粗纖維的測定按照GB/T 6434-2006飼料中粗纖維的含量測定過濾法[11]，粗脂肪的測定按照GB/T 6433-2006飼料中粗脂肪的測定[12]，粗灰分的測定GB/T 6438-2007飼料中粗灰分的測定[13]，氨基酸按照GB/T 18246-2000飼料中氨基酸的測定[14]的測定方法。

1.6 中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素測定

在15 mL離心管中稱取0.5 g粉碎后的樣品（3次重復），加入10 mL中性洗滌劑，100°C水浴1 h以溶解糖類、蛋白質、脂肪等中性可溶成分。待反應后3 000 r·min-1離心10 min，棄上清液，并加入10 mL蒸餾水按同樣條件重復離心3次。沉淀冷凍干燥后稱重，與樣品稱量時的重量差即為中性洗滌纖維含量。向離心管中加入1 mL的72%濃硫酸，室溫下反應1 h，后加入9 mL蒸餾水混勻后，100°C水浴3 h，以3 000 r·min-1離心10 min，收集上清液，沉淀部分使用P2級砂芯漏斗過濾并用蒸餾水沖洗3次，放入馬弗爐中105°C恒重4 h后稱重，與中性洗滌后稱量的重量差為酸性洗滌纖維含量，后繼續(xù)在馬弗爐中525°C灰化5 h后稱重，重量差計為樣品中的酸性洗滌木質素含量。

2 結果與分析

2.1 金針菇對棉籽殼與甘蔗渣降解能力比較

甘蔗渣與棉籽殼分別栽培金針菇后菌糠中粗纖維含量的變化情況見圖1。

圖1 甘蔗渣與棉籽殼分別栽培金針菇后菌糠中粗纖維含量變化Fig.1 Changes of crude fiber content in spent substrate of Flammulina velutipes cultivated with bagasse and cottonseed hull

由圖1可知，將金針菇分別接入甘蔗渣和棉籽殼基質培養(yǎng)49 d后，2種基質中粗纖維含量呈現不同的變化趨勢。甘蔗渣基質栽培金針菇后被降解，粗纖維含量下降約2%，而棉籽殼基質培養(yǎng)金針菇基質降解效率不高加上金針菇菌絲體生長需積累一定的碳水化合物，其中幾丁質、多糖成分不易被稀酸和稀堿水解，會對粗纖維檢測結果產生影響，因此導致基質中粗纖維含量上升約7%。結果表明金針菇對傳統(tǒng)培養(yǎng)方法使用棉籽殼基質的降解效果不佳，培養(yǎng)后粗纖維含量較高，而對甘蔗渣的降解量較高，培養(yǎng)后粗纖維含量明顯降低，因此甘蔗渣較棉籽殼更有利于金針菇將其中的粗纖維降解利用，更適合金針菇栽培。

2.2 甘蔗渣替代棉籽殼栽培金針菇菌糠中成分變化

2.2.1 粗成分變化

金針菇不同配方基質栽培后菌糠中粗成分含量統(tǒng)計見表1。

如表1所示，采用2種比例的甘蔗渣和棉籽殼配方和對照基質栽培金針菇后，菌糠中粗蛋白和粗纖維含量均呈先升高后降低的變化趨勢，含量峰值出現在搔菌時期，說明搔菌時期菌絲體生長旺盛，蛋白質和多糖合成增加，導致粗蛋白和粗纖維含量均達到峰值。另外，粗脂肪含量呈下降趨勢，灰分含量呈上升趨勢，說明金針菇在生長過程中會消耗基質中的脂肪，并富集鹽類成分。

表1 金針菇不同配方基質栽培后菌糠中粗成分含量Tab.1 Proximate composition in spent Flammulina velutipes substrate cultivated with different substrate formulas

配方1與純棉籽殼栽培相比，可提高搔菌期菌糠中粗蛋白含量，提高幅度約9%～13%，因此甘蔗渣部分替代棉籽殼可提高菌糠中蛋白質含量；配方2與純棉籽殼（對照）相比，可降低初始菌糠中粗纖維含量（降低約3%），出菇期可降低8%～9%，因此甘蔗渣完全替代棉籽殼更有利于菌糠中粗纖維的降解利用，且甘蔗渣的添加對脂肪和灰分含量無顯著影響。

2.2.2 氨基酸含量變化

金針菇菌糠蛋白質中各種氨基酸含量見表2。

由表2可知，總氨基酸含量變化與總蛋白變化趨勢相吻合，配方1組搔菌時期菌糠中的總氨基酸含量較高，天門冬氨酸和谷氨酸含量均超過1%，該時期菌糠中總氨基酸含量比對照組提高了20.71%，其中天門冬氨酸、蘇氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量與對照組相比提高超過24%，該時期菌糠中總氨基酸含量相比配方2組提高了26.16%，其中蘇氨酸、亮氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量相比配方2組提高近30%，更適合用于飼料制備。

表2 金針菇不同配方基質栽培后菌糠中氨基酸含量Tab.2 Amino acids in spent Flammulina velutipes substrate cultivated with different substrate formulas

2.2.3 中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素含量變化

金針菇菌糠粗纖維中的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素含量統(tǒng)計見圖2。

如圖2所示，甘蔗渣替代棉籽殼后，滅菌后的菌糠中性洗滌纖維含量有一定降低，而酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素含量升高。與滅菌后的含量相比，隨著金針菇的生長，2個配方組菌糠的中性洗滌纖維含量在出菇后仍逐步上升，同時酸性洗滌纖維逐步下降。配方1菌糠中酸性洗滌木質素含量也呈逐步下降趨勢，配方2菌糠中酸性洗滌木質素含量有先下降后上升的趨勢。該結果表明配方組能促進金針菇對栽培基質中纖維素和木質素的降解，轉化為其他種類的碳水化合物成分后，使得中性洗滌纖維含量提高，其中配方1組在培養(yǎng)后中性洗滌纖維含量提高約21%，酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素含量分別下降約9%和12%。

圖2 金針菇不同配方基質栽培后菌糠中木質纖維素成分含量Fig.2 Lignocellulose in spent Flammulina velutipes substrate cultivated with different substrate formulas

3 結論

研究結果表明，金針菇對甘蔗渣基質降解能力優(yōu)于棉籽殼，甘蔗渣部分代替栽培基質中的棉籽殼能提高金針菇培養(yǎng)后菌糠中總蛋白含量9%～13%，尤其是蘇氨酸、亮氨酸成分，同時還可以降低菌糠中粗纖維，其中酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素下降約10%。綜合替代配方的成分含量，以50%甘蔗渣替代棉籽殼獲得的菌糠蛋白與氨基酸含量更高，基質能更有效被降解。

有研究報道，金針菇菌糠中粗蛋白含量9.30%～8.58%，粗纖維含量24.17%～27.40%[15]，本研究獲得的最優(yōu)配方菌糠中粗蛋白含量更高，粗纖維含量也較低；此外，最優(yōu)配方下菌糠粗蛋白含量也高于同類研究平菇（Pleurotus ostreatus）、白玉菇 （Hypsizygus marmoreus）和杏鮑菇（Pleurotus eryngii）菌糠中的蛋白含量[16-18]。參考目前NY/T 65-2004豬飼養(yǎng)標準[19]及NY/T 816-2004肉羊飼養(yǎng)標準[20]，該菌糠蛋白含量接近于大麥（13%～11%）、黑麥（11%）中的含量，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量接近于芝麻餅（18.0%、13.2%）、向日葵仁粕（14.9%、13.6%），可作為飼料中同類成分的替代物[19-20]。由于該菌糠中蛋白質含量與動物飼料蛋白質及氨基酸含量攝入要求仍有一定差距，后續(xù)研究可通過選擇若干菌株對該菌糠進行二次發(fā)酵，以進一步提高其中飼用蛋白質含量并降低粗纖維含量[21-22]，使其更有利于菌糠飼料化的制備。