香菇菌糠的研究進展*

李淼兒，唐金鳳，王桂林，范建鳳，趙二勞

(忻州師范學(xué)院 化學(xué)系，山西 忻州 034000)

香菇又名花菇、厚菇、香覃等，為真菌門香菇屬香菇的子實體，是世界第二大食用菌[1]。香菇肉肥厚、味鮮美、香氣獨特、營養(yǎng)豐富，深受人們喜愛[2]。近年來，隨著我國鄉(xiāng)村振興、精準扶貧戰(zhàn)略的開展，香菇栽培已成為重要脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)，我國已成為香菇生產(chǎn)大國[3]。香菇采摘后剩余的廢棄培養(yǎng)基為香菇菌糠，我國作為一個香菇生產(chǎn)大國，顯見每年會產(chǎn)生大量的香菇菌糠。科學(xué)研究已證明[4-5]，香菇菌糠中含有作物生長營養(yǎng)素和大量纖維素、半纖維素、菌絲體及多糖等成分，在醫(yī)藥、衛(wèi)生、保健品和日常生活等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前香菇菌糠除少量用作飼料、肥料或燃料外，大部丟棄，既浪費了資源，又污染環(huán)境，未能物盡其用。因此，香菇菌糠的高值化開發(fā)應(yīng)用具有重要的社會、環(huán)境、經(jīng)濟意義。近年來，有關(guān)香菇菌糠的研究日漸增多，但未見有相關(guān)的總結(jié)報告。本文依據(jù)近年來(2016年以后)國內(nèi)有關(guān)香菇菌糠研究文獻，梳理綜述香菇菌糠的研究進展，以期為香菇菌糠的進一步研究及其開發(fā)利用提供參考。

1 香菇菌糠中功能成分的提取研究

近年來，主要研究從香菇菌糠中提取多糖或寡糖，考慮香菇多糖或寡糖的溶解性，其提取方法有水浸提和酶輔助提取及發(fā)酵法。

1.1 香菇菌糠多糖水浸提

田麗[6]研究了香菇多糖的熱水浸提，以料液比、浸提溫度、浸提時間和浸提次數(shù)為因素，采用正交試驗法優(yōu)化得到最佳浸提工藝：料液比1∶20(g/mL)，浸提溫度100 ℃，浸提時間100 min，浸提次數(shù)3次。此工藝下，香菇菌糠多糖得率為18.8%。

1.2 香菇菌糠多糖酶輔助提取

為了提取多糖提取效益，基于酶可破壞香菇菌糠組織細胞的致密結(jié)構(gòu)，促使胞內(nèi)多糖快速溶出，林杉等[7]采用復(fù)合酶(木瓜蛋白酶∶纖維素酶∶果膠酶=1∶1∶1)輔助提取香菇菌糠多糖，確定的最佳工藝：固定料液比1∶30(g/mL)，復(fù)合酶濃度3%，酶解溫度45 ℃，pH值5.0，酶解50 min。在此工藝下香菇菌糠多糖提取率為9.60%，比單純熱水浸提法多糖提取率提高了52.70%。馬冰清等[8]則對香菇菌糠首先采用高壓滅菌鍋121 ℃下預(yù)處理30 min，冷卻室溫后再用復(fù)合酶輔助提取香菇菌糠總糖，響應(yīng)面優(yōu)化的最佳工藝：料液比1∶20(g/mL)，復(fù)合酶配比為纖維素酶∶木聚糖酶∶β-葡聚糖酶=3∶2∶1，總加酶量660 U/g，酶解溫度45 ℃，pH值5.2，酶解6.0 h。在此工藝下香菇菌糠總糖提取率為13.4%。

1.3 香菇菌糠寡糖的微生物發(fā)酵提取

王玖玖[9]研究了香菇菌糠寡糖的微生物發(fā)酵提取，選擇發(fā)酵菌為枯草芽孢桿菌，對香菇菌糠，在40 ℃、枯草芽孢桿菌接種量為7.5%，發(fā)酵48 h后，再在料液比1∶24(g/mL)，50 ℃水浴10 min，香菇菌糠寡糖提取率為0.71%，明顯高于未經(jīng)發(fā)酵處理香菇菌糠的寡糖提取率。王樂樂等[10]研究了香菇菌糠的菌酶協(xié)同發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)以酵母、植物乳桿菌、黑曲霉、纖維素酶和木聚糖酶等混合酶為發(fā)酵菌，發(fā)酵菌接種量為2.8%，發(fā)酵時間30 d，可取得香菇菌糠較好的發(fā)酵效果。發(fā)酵產(chǎn)物可用作為飼料添加劑。

2 香菇菌糠的功能活性

2.1 抗氧化活性

機體內(nèi)過量自由基會氧化損傷機體組織細胞，導(dǎo)致疾病的發(fā)生、發(fā)展，甚至癌癥的產(chǎn)生，影響人體健康。香菇菌糠功能成分具有清除自由基、抗氧化活性。馬冰清等[8]以體外清除DPPH自由基和ABTS自由基為指標，研究了香菇菌糠多糖的抗氧化活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃度為0.6 mg/mL時，高溫高壓-復(fù)合酶提取的香菇菌糠多糖、水提取的香菇菌糠多糖和僅高溫高壓提取的香菇多糖對DPPH自由基清除率分別為95.6%、86.3%和89.8%。對ABTS自由基的清除率，高溫高壓-復(fù)合酶提取的香菇菌糠多糖明顯優(yōu)于水提香菇菌糠多糖和僅高溫高壓提取的香菇菌糠多糖。任珍珍[11]研究表明，不同方法提取的香菇菌糠多糖(水提取、酸解和酶解)體外對ABTS、DPPH和O2-自由基均具有較強的清除能力和還原能力，隨香菇菌糠多糖濃度升高，抗氧化能力增強，呈量效關(guān)系，且酶解的香菇菌糠多糖抗氧化活性強于水提和酸解香菇菌糠多糖。林杉等[7]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合酶提取的香菇菌糠多糖，清除DPPH自由基的IC50為0.90 mg/mL，清除超氧陰離子的IC50為0.60 mg/mL，清除羥自由基的IC50為 0.58 mg/mL，且呈量效關(guān)系，表明復(fù)合酶提取的香菇菌糠多糖具有較強的抗氧化活性。田麗[6]研究發(fā)現(xiàn)，不同方法干燥的香菇菌糠多糖，均具有一定的對DPPH自由基、ABTS自由基、超氧根離子清除能力和還原能力，且冷凍干燥的香菇菌糠多糖優(yōu)于真空干燥和噴霧干燥的。

2.2 香菇菌糠多糖抗炎活性

馬冰清[12]研究了香菇菌糠多糖體內(nèi)外抗炎活性，通過脂多糖刺激巨噬細胞RAW264.7建立體外炎癥小鼠模型，以NO釋放抑制率為指標，研究了香菇菌糠多糖的體外抗炎活性，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種不同方法(高溫高壓-復(fù)合酶法、水提法、僅高溫高壓提取法)提取的香菇菌糠多糖均可抑制炎癥模型小鼠釋放NO，且高溫高壓-復(fù)合酶法提取的香菇菌糠多糖對NO釋放的抑制作用明顯優(yōu)于水提和僅高溫高壓提取的香菇菌糠多糖。體內(nèi)抗炎活性實驗也表明，純化后的高溫高壓-復(fù)合酶法提取的香菇菌糠多糖可減輕結(jié)腸炎小鼠氧化應(yīng)激，下調(diào)炎癥因子IL-6、IL-1β、TNF-α水平，改善模型小鼠組織病理損傷，對小鼠潰瘍性結(jié)腸炎有治療作用。任珍珍[11]研究也表明香菇菌糠多糖具有抗炎活性。

2.3 香菇菌糠多糖抗腫瘤活性

倪國龍等[13]采用MTT法研究了香菇菌糠多糖對肝癌細胞HepG2增殖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，50 μg/mL的香菇菌糠多糖可明顯抑制HepG2細胞增殖，可促進HepG2細胞凋亡，其是通過Wnt/β-catenin信號通路及下游的Bcl-2促進HepG2細胞凋亡。表明香菇菌糠多糖可有效抑制癌細胞的生長，具有抗腫瘤活性。

3 香菇菌糠應(yīng)用研究

3.1 做有機肥料

化學(xué)肥料的長期、大量使用易影響土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)。使用有機肥料可避免土壤板結(jié)，改善土壤結(jié)構(gòu)。關(guān)艷梅等[14]研究表明，發(fā)酵香菇菌糠中速效磷、堿解氮比未發(fā)酵香菇菌糠明顯提高，發(fā)酵香菇菌糠可作為有機肥料用于作物生長或育苗基質(zhì)。趙文瑜[15]研究指出，以香菇菌糠作有機肥使用，可提高土壤肥力，增加土壤中N、P、K含量，促進土壤中有機質(zhì)積累。施用香菇菌糠有機肥，對紫甘藍、西瓜等有增產(chǎn)作用，并可改善紫甘藍品質(zhì)。

3.2 食用菌栽培基料

香菇菌糠作為食用菌再生產(chǎn)的替代培養(yǎng)基主料是香菇菌糠再利用的有效方法。近年來，該方面的應(yīng)用研究相對較多。趙玉卉等[16]研究了香菇菌糠水提液對8種食用菌菌絲生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，香菇菌糠水提液對不同的食用菌菌絲生長影響不同，在培養(yǎng)基中添加香菇菌糠水提液，可顯著抑制羊肚菌菌絲生長，顯著促進木耳、云芝和紫芷菌絲的生長，對平菇、香菇、杏鮑菇和茶薪菇菌絲體的生長，隨添加香菇菌糠水提液濃度增加，先促進后抑制。王軍旗[17]對利用香菇菌糠栽培雞腿蘑進行了研究，認為香菇菌糠中的營養(yǎng)成分更符合雞腿蘑菌絲的生長，在雞腿蘑培養(yǎng)基中添加香菇菌糠，可節(jié)約成本50%。郭瑩等[18]進行了金針菇培養(yǎng)基料中添加香菇菌糠的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，香菇菌糠添加量以30%為宜，此時對金針菇菌絲體的生長促進作用最強。鄭安波等[19]對香菇菌糠栽培杏鮑菇培養(yǎng)基配方進行了研究，結(jié)果表明，在栽培杏鮑菇培養(yǎng)基料中添加香菇菌糠可行，添加量為30%～40%，生物轉(zhuǎn)化率可達8%以上。李波等[20]比較研究了香菇菌糠與蘋果枝木屑栽培猴頭菇的試驗，結(jié)果表明，在猴頭菇培養(yǎng)基中添加香菇菌糠可行，最佳配方為：棉籽殼50%，香菇菌糠40%，麩皮8%，石膏2%。此條件下，猴頭菇菌絲體生長強于培養(yǎng)基中添加蘋果枝木屑而不添加香菇菌糠。

3.3 做育苗基質(zhì)

鐘麗娟等[21]研究了香菇菌糠對作物發(fā)芽的影響及進行了育苗試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加的香菇菌糠腐熟程度對供試農(nóng)作物(白菜、黃瓜、小麥)發(fā)芽狀況有明顯影響，添加未腐熟、或腐熟程度欠佳的香菇菌糠明顯抑制白菜、黃瓜及小麥的發(fā)芽及出苗效果，添加腐熟程度良好的香菇菌糠對白菜、黃瓜及小麥的發(fā)芽及出苗效果無不良影響。其育苗效果好于商品基質(zhì)。薄璇等[22]研究表明，香菇菌糠可作為主要基質(zhì)在油松育苗中應(yīng)用。

3.4 做中藥材栽培基料

隨著社會發(fā)展，野生中藥材資源逐漸枯竭，中藥材人工栽培逐漸增多。如何降低中藥材人工栽培成本已成為人工中藥材發(fā)展的研究熱點。胡傳久等[23]研究了利用香菇菌糠為基質(zhì)，栽培中藥材鐵皮石斛，實驗發(fā)現(xiàn)當栽培基質(zhì)為松樹皮∶香菇菌糠體積比2∶1時，栽培鐵皮石斛中多糖含量最高，可促進鐵皮石斛莖長，其節(jié)數(shù)、根數(shù)增多，適于鐵皮石斛生長。表明香菇菌糠可代替部分松樹皮做基質(zhì)栽培鐵皮石斛。

3.5 做吸附劑

張海波等[24]研究表明，香菇菌糠可熱解制成生物炭用于環(huán)境廢水中染料孔雀石綠的吸附，香菇菌糠生物炭對孔雀石綠的吸附過程符合準一級動力學(xué)模型，對染料孔雀石綠吸附是高效的。對染料孔雀石綠吸附量以溫度750 ℃所制香菇菌糠生物炭最高。

4 結(jié) 語

香菇菌糠資源在我國是豐富的，雖然近年來，對香菇菌糠的研究日漸增多，但總體而言，有關(guān)香菇菌糠的研究還不夠全面，香菇菌糠的開發(fā)應(yīng)用尚未形成產(chǎn)業(yè)。香菇菌糠中含有多種營養(yǎng)和功能成分，在人們?nèi)找孀⒅刈陨肀＝〉慕裉欤_發(fā)利用香菇菌糠，具有重要的社會、環(huán)境、經(jīng)濟意義。因此，應(yīng)加大研究力度，對香菇菌糠進行全面深入的研究，充分、高值化利用香菇菌糠，使香菇菌糠功能產(chǎn)品盡早進入人們的日常生活，造福人類，造福社會。