食用菌菌絲體綜合利用研究進展*

劉志遠，謝純良，朱作華，龔文兵，彭源德

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南 長沙 410205）

食用菌菌絲體綜合利用研究進展*

劉志遠，謝純良，朱作華，龔文兵，彭源德**

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南 長沙 410205）

菌絲體作為食用菌生產(chǎn)過程中重要的副產(chǎn)物，其綜合利用一直受到廣泛關(guān)注。近年來，食用菌菌絲體綜合利用研究不斷深入并取得了重要進展。簡要介紹了菌絲體綜合利用在醫(yī)用生物材料、綠色材料、飼料化等方面取得的重要成果和階段性進展，分析了菌絲體綜合利用研究面臨的問題并提出了推動發(fā)展的建議。

食用菌；菌絲體；綜合利用

食用菌是我國重要的經(jīng)濟作物。改革開放以來，我國食用菌產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)量從1978年的5.8萬t快速增長到2013年的3 169.7萬t，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入到了工廠化規(guī)?；a(chǎn)階段，目前集約化的規(guī)模栽培已經(jīng)占總產(chǎn)量的90%以上[1]。食用菌產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展為我國經(jīng)濟、社會發(fā)展做出了重要貢獻，在提高人民群眾收入、安置富余勞動力、維護社會穩(wěn)定等方面發(fā)揮了積極作用[2]。但是，當前食用菌生產(chǎn)往往只利用可食用的子實體部分，對菌絲體等其他部分棄之不用，導(dǎo)致大量廢棄物的產(chǎn)生，給生產(chǎn)地水源、空氣、土壤與環(huán)境造成了嚴重污染，反過來也給食用菌產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來一定程度的影響。近年來，為解決食用菌菌絲體綜合利用問題，國內(nèi)外許多科研機構(gòu)開展了菌絲體綜合利用技術(shù)的研究，并在醫(yī)用生物材料、建筑材料、包裝材料、飼料化等方面取得了重要進展。

1 菌絲體綜合利用研究進展

1.1 提取藥用成分和制備醫(yī)用生物材料

在菌絲體藥用成分提取方面，日本科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)了從蘑菇菌絲體中提取多種藥用成分的技術(shù)，如通過熱水提取法從雜色革蓋菌菌絲體培養(yǎng)物中提取了云芝多糖krestin（PS－K）[3]、從群交裂褶菌菌絲體培養(yǎng)物提取了sizofilan[4]以及從埃杜香菇提取了香菇多糖[5]，這些物質(zhì)已作為抗腫瘤活性物質(zhì)并得到了商業(yè)化運用。在制備醫(yī)用生物材料方面，Chinghua Su等[6]利用靈芝類菌絲體制備成皮膚替代品。經(jīng)小鼠皮膚切創(chuàng)試驗，結(jié)果表明，覆有皮膚替代品的傷口30 d后痊愈情況與Beschitin基本相同?？梢娎镁z體提取藥用成分和制備醫(yī)用生物材料具有一定的應(yīng)用前景。

1.2 開發(fā)畜禽優(yōu)質(zhì)飼料

食用菌菌絲和子實體含有豐富的蛋白質(zhì)，非常適合作為生產(chǎn)飼料的原料。一些酵母和真菌可以不經(jīng)加工直接作為飼料，如啤酒酵母等[7]。食用菌菌絲體也可和培養(yǎng)基直接混合加工成飼料。一方面，培養(yǎng)基經(jīng)過菌絲分解轉(zhuǎn)化后含有多種氨基酸、糖類，以及鈣、鐵、錳、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，同時培養(yǎng)基中含有大量的菌絲體蛋白，使得培養(yǎng)基中的粗蛋白含量增加3倍，脂肪含量增加1倍[8]。另一方面，食用菌在生長過程中分泌出一些酶能大幅降低培養(yǎng)基中的粗纖維和木質(zhì)素，改善飼料適口性，且具有菇類清香味[8]。因此開發(fā)出的飼料不僅營養(yǎng)價值高[8]而且受畜禽喜愛。此外，也可以將菌絲體用于其它微生物的培養(yǎng)，改善其營養(yǎng)成份或口感，進而轉(zhuǎn)化為飼料。目前，利用菌絲體開發(fā)出的飼料已經(jīng)在生產(chǎn)上運用[9]，并取得了較好的經(jīng)濟效益。

1.3 生產(chǎn)綠色材料

近年來，利用食用菌菌絲體制造綠色材料受到科研人員的重視，并且取得了重要進展。美國倫斯勒理工學(xué)院研究人員[10]發(fā)明了用食用菌菌絲復(fù)合材料替代泡沫塑料作為包裝塑料，目前已有相關(guān)產(chǎn)品進入市場。該技術(shù)具有2個顯著優(yōu)點：一是能耗低，能耗只相當于傳統(tǒng)泡沫包裝材料生產(chǎn)的1/8；二是二氧化碳排放量少，排放量只有傳統(tǒng)泡沫包裝材料生產(chǎn)的1/10。其主要原因在于該復(fù)合材料是通過菌絲分解利用生物培養(yǎng)材料（主要是棉籽或木纖維）進行生長來完成制造，不需要消耗光和其他能源。此外，加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)研究人員[11]利用蠔菇和榿木木屑2種原料制成建筑構(gòu)件和環(huán)保磚等菌絲體生物復(fù)合材料；孟婷婷等[12]利用菌絲復(fù)合材料作為新型的室內(nèi)設(shè)計材料，美國Ecovative公司與福特汽車公司合作利用食用菌的菌絲研制出可分解的環(huán)保汽車部件[13]。這些綠色產(chǎn)品的研發(fā)大大拓展了食用菌菌絲體的應(yīng)用范圍，且菌絲體材料短時間內(nèi)便可自然降解，具有良好的環(huán)保特性，發(fā)展前景廣闊。

1.4 制作可循環(huán)利用的塑料復(fù)合材料

塑料產(chǎn)品的廣泛使用不僅加劇了當前的能源危機，而且造成了嚴重的環(huán)境污染，因此研發(fā)生物降解塑料受到了越來越多的重視。臧建榮等[14]研發(fā)出1種可部分生物降解的菌絲體/廢舊塑料復(fù)合材料。該復(fù)合材料以廢舊塑料為基材，菌絲體纖維為連續(xù)相，具有可部分生物降解、吸音降噪等特點，且復(fù)合材料抗壓強度跟廢舊塑料和廢舊金屬的含量成正比。這種材料可代替部分苯乙烯類泡沫塑料，也可用于包裝材料和隔熱材料，避免了完全生物降解塑料成本高、加工技術(shù)難度大、對環(huán)境要求苛刻等問題。因此，采用該技術(shù)生產(chǎn)的復(fù)合材料，不僅可推動廢塑料處理和回收，也有利于解決我國塑料工業(yè)原料緊張和環(huán)境污染問題，市場前景廣闊。

1.5 研發(fā)功能或特色食品

食用菌菌絲體富含蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具備研發(fā)功能或特色食品的潛在價值。日本已經(jīng)研發(fā)出從菌絲體中提取營養(yǎng)和風味物質(zhì)的工廠化技術(shù)[15]。一些企業(yè)從培養(yǎng)出的香菇菌絲體中提取香菇鮮味成分（含有14種氨基酸），作為調(diào)味品或食品添加劑使用[15]。同時也有企業(yè)利用蘑菇的菌絲體開發(fā)成保健飲料，其中含有40多種酶、多糖多肽、18種氨基酸、B族維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，這些產(chǎn)品已經(jīng)成為了備受青睞的健康飲品[16]。朝鮮也研發(fā)出利用透明靈芝、雜色革蓋菌、裂蹄木層孔菌和冬蟲夏草的菌絲體制作飲料和化妝品的技術(shù)，并生產(chǎn)出相關(guān)產(chǎn)品。國內(nèi)現(xiàn)在也有少數(shù)廠家開始培養(yǎng)菌絲體用以制作飲料，如在肉湯中培養(yǎng)銀耳（Tremella auranita），將其用作胡桃甜食、薄脆餅、面包和飲料的添加劑，但都處于研發(fā)階段尚未未形成規(guī)模[16]。

1.6 制備重金屬生物吸附劑和土壤修復(fù)劑

工業(yè)上經(jīng)常利用化學(xué)、物理方法處理重金屬等污染物，容易造成二次污染，且成本高，對大面積低濃度的污染物處理難度更大。多種食用菌的菌絲體可以用作金屬離子的生物吸附劑，不僅操作簡單、投資少、而且不造成二次污染[17]。劉潔玉等[18]研究了不同種類的食用菌菌絲對重金屬富集能力，發(fā)現(xiàn)食用菌菌絲能有效富集Pb、Cd、As和Hg等有毒重金屬，隨著培養(yǎng)基添加重金屬濃度的增加，菌絲富集倍數(shù)也相應(yīng)增加。劉劍飛等[19]探討了食用菌在修復(fù)重金屬污染地中對重金屬Cu、Cd、Pb、Zn、As、Cr的富集作用，揭示了食用菌富集重金屬的可能機理。這種利用菌絲體制作的生物吸附劑和修復(fù)劑成本低，選擇性高且容易獲得，為土壤、廢水中有毒重金屬的治理提供一個新途徑，在生產(chǎn)上具有重要的利用價值[20]。

2 菌絲體綜合利用研究存在的問題

2.1 菌絲體生產(chǎn)技術(shù)和培養(yǎng)條件限制較多

食用菌菌絲體生產(chǎn)技術(shù)含量高。首先食用菌菌絲體的培養(yǎng)需要經(jīng)過許多環(huán)節(jié)，包括孢子分離或組織分離菌種，母種、原種、生產(chǎn)種的培養(yǎng)制作，培養(yǎng)基的合理配制，菌絲體生長環(huán)境的控制，菌種的提純復(fù)壯，嚴密的菌絲體工廠化生產(chǎn)條件的建立、加工、檢驗及質(zhì)量保證等，這些環(huán)節(jié)需要一系列復(fù)雜技術(shù)的支撐與保障。其次食用菌菌絲體的培養(yǎng)需要滿足一系列較為嚴格的生產(chǎn)條件，既要符合其生理和營養(yǎng)方式的特點，又要滿足其生長過程中需要的碳源、氮源、無機鹽和生長素等營養(yǎng)物質(zhì)的需求，還要保證其生長發(fā)育的環(huán)境條件（溫度、濕度、水分、pH、空氣、光線）。這些生產(chǎn)中所要求具備的技術(shù)和條件限制了菌絲體綜合利用技術(shù)的進一步研發(fā)。

2.2 研究不成熟，市場尚未開發(fā)

盡管菌絲體在醫(yī)用生物材料、建筑材料、包裝材料方面展示了良好的前景，但這些研究尚停留在實驗或者是探索階段，其推廣應(yīng)用還需要加大力度；同時還需要進一步培育市場，提高消費者的認知度。歐美等發(fā)達國家民眾環(huán)保意識強，容易接受綠色產(chǎn)品，但其食用菌市場較小，生產(chǎn)規(guī)模有限；中國等發(fā)展中國家，盡管食用菌消費市場比較大，生產(chǎn)規(guī)模也很大，但局限于可食用的子實體，而對基于菌絲體研發(fā)的綠色產(chǎn)品的消費能力有限，需要加強宣傳和推廣，擴大市場。

3 食用菌菌絲體綜合利用研究建議

3.1 加強研發(fā)經(jīng)費投入

國外許多發(fā)達國家對綠色產(chǎn)品的研發(fā)非常重視，在菌絲體綜合利用方面已經(jīng)取得了重要進展，顯示出了良好的發(fā)展前景。國內(nèi)在食用菌菌絲體綜合利用研究方面盡管起步較晚，但也取得了初步進展。目前國內(nèi)食用菌菌絲體綜合利用的研究主要受困于研究經(jīng)費的缺乏，導(dǎo)致相關(guān)工作進展緩慢，因此政府或者企業(yè)等要加強對菌絲體綜合利用研究經(jīng)費的投入，推動相關(guān)技術(shù)快速研發(fā)和熟化。

3.2 大力開展科技協(xié)作和攻關(guān)

國內(nèi)相關(guān)大專院校和科研機構(gòu)應(yīng)圍繞當前食用菌菌絲體綜合利用技術(shù)存在的難點和技術(shù)瓶頸大力開展合作研究攻關(guān)和科技成果推廣，進一步提高資源利用率，大幅降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)收益，提高企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)動力，從而推動菌絲體綜合利用技術(shù)的研發(fā)。

3.3 出臺扶持政策

食用菌菌絲體綜合利用研究不僅有利于環(huán)境保護和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還可減少資源浪費，兼具生態(tài)和社會效益。國家財政、科技、環(huán)保等相關(guān)部門，應(yīng)出臺扶持鼓勵政策，積極給予財政補貼，以及稅收、銀行貸款等方面的傾斜，營造良好的政策環(huán)境。

隨著食用菌產(chǎn)業(yè)向國際化、科技化、市場化的縱深發(fā)展，其必將會迎來新的發(fā)展契機，而人們對食用菌菌絲體的認識和利用也必將不斷深入和拓展，菌絲體綜合利用研究必然會發(fā)展的越來越好。目前，盡管菌絲體綜合利用仍處在起步探索階段，但未來菌絲體開發(fā)利用具有巨大的市場潛力和美好的發(fā)展前景。我國應(yīng)該重視菌絲體綜合利用研究力度，推動食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，搶先占領(lǐng)國際市場。

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Advances Research on Comprehensive Utilization of Edible Fungus Mycelium

LIU Zhi-yuan,XIE Chun-liang,ZHU Zuo-hua,GONG Wen-bing,PENG Yuan-de
(Institute of Bast Fiber Crops,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changsha 410205,China)

As an important byproduct to production process of edible fungus,the comprehensive utilization of mycelium has been widely concerned in the world.In recent years,the research on comprehensive utilization of edible fungi mycelium has been continuing deeping and got important progress.The achievements and periodic progress of mycelium were simply introduced in this article,inculding mycelium that applied as medical biological materials,green materials,feed and so on.The problems which existed in the development of comprehensive utilization technology were analysed and some suggestions were put forward in order to promote the development of technology.

edible fungus;mycelium;comprehensive utilization

S646.9

A

1003-8310（2017）03-0007-03

10.13629/j.cnki.53－1054.2017.03.002

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)創(chuàng)新工程（ASTIP－2017－IBFC）；國家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)休系（CARS－19－E26）。

劉志遠（1983－），男，碩士，助理研究員，主要從事微生物遺傳改良與應(yīng)用研究。E－mail:zyliu07＠163.com

**通信作者：彭源德（1965－），男，本科，研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工微生物遺傳改良與應(yīng)用研究。E－mail:ibfcpyd313＠126.com

2017－03－12