菌糠饲料开发及其在反刍动物生产中应用的研究进展

王宇，李晗，高景，高思，齐智利

（华中农业大学动物科技学院，武汉 430070）

据中国食用菌统计数据显示，我国菌糠产量在2010年就已经突破3 000万t，而到了2017年，仅是湖北省产生的菌糠就超过了500万t。虽然我国每年都有大量菌糠作为食用菌的副产物产生，但只有少部分能被合理利用[1]。焚烧菌糠会造成空气污染[2]，露天堆积又容易滋生致病菌污染土壤和水源[3]。因此如何对菌糠进行无害化处理，做到变废为宝成为当下热门课题。

目前国内外研究结果显示，废弃菌糠的合理利用途径主要有制作有机肥料[4]、沼气池原料[5]、土壤改良修复[6]、制作生物质燃料[7]、制作畜禽饲料[8]等，其中以畜禽饲料制作途径研究时间最长，应用最广。

1 菌糠的定义及其理化性质

1.1 食用菌菌糠

食用菌菌糠是食用菌生产过程中产生的废弃物，由于不同食用菌生长所需的培养基组成不同，菌糠的成分组成也有较大的差异[9]（表1）。一般来说，菌糠不仅是废弃的食用菌培养基，还包括部分采摘后残留的食用菌菌丝[10]。

表1 常规菌糠的原料组成

1.2 菌糠理化性质

因受培养基原料的影响，菌糠的颜色和粒径大小并不固定，质地疏松形似泥土。菌糠有机质可占40%～60%，含水率30%～50%，pH接近中性（6.0～8.0），C/N比在30∶1以下[11]。菌糠疏松的质地有利于保持营养物质和水分不流失，再加上较高的有机质含量，为其资源化利用提供了基础。适宜的C/N比是为了保证培养食用菌的生物固氮作用顺利进行，有研究显示C/N比超过30∶1时，微生物的生物固氮作用受到抑制[12]。菌糠多显中性，含水量较高，再加上含有未收割干净的菌丝体，很容易滋生细菌。

1.3 菌糠的营养价值

食用菌的生物固氮作用和酶解作用会使培养基的营养价值产生很大变化。培养基本身因为粗蛋白、粗脂肪含量低，粗纤维含量很高，再加上适口性较差而不能作为畜禽饲料使用。培养食用菌后，培养基中大部分营养物质被食用菌吸收，其中约2/3被食用菌自身利用，剩余部分会被储存到菌糠中[10]。经过食用菌的生物固氮作用和酶的降解作用后，粗蛋白、粗脂肪含量会有所升高，而粗纤维含量会显著下降。有研究对杏鲍菇栽培前后进行电镜扫描分析，扫描结果如图1所示，可以看出未经食用菌栽培的培养基呈致密结构，而经过杏鲍菇栽培后的菌糠表面出现了很多微观孔洞、沟壑和褶皱[13]。这说明食用菌的酶解作用会使部分木质素降解，增大菌糠表面的吸附面积，使其更容易被消化吸收。菌糠的营养特性受食用菌种类影响，常见菌糠的常规营养成分见表2[14]。

表2 常见菌糠常规营养成分 单位：%

图1 杏鲍菇菌糠的扫描电镜照片

2 菌糠饲料

2.1 普通菌糠饲料

普通菌糠饲料是将废弃菌糠干燥粉碎过筛后制成的饲料，在畜禽生产中得到了一定应用。李浩波等用平菇菌糠代替10%～30%日粮，发现使用菌糠饲料能降低饲料成本，提高经济效益[15]。潘军等用白灵菇菌糠代替20%～60%麦秸，发现其对肉牛采食量和日增重有促进作用[16]。姜殿文等用金针菇菌糠代替15%精料，试验结果肉牛日增重增加，饲料成本降低[17]。但相关研究显示，普通菌糠饲料虽然经过了食用菌的生物固氮作用和酶解作用，可是饲料中还是含有许多难以被畜禽消化吸收的纤维素和抗营养因子，而且由于菌糠中含有少量菌丝体，再加上其显中性，含水量较高，所以容易发生霉变，不易长期保存利用。

2.2 菌糠发酵饲料

菌糠发酵饲料是在普通发酵饲料的基础上添加复合菌和酶制剂经过厌氧发酵产生的发酵料。田娟等发现进行固态发酵后的菌糠营养水平显著提升，和普通菌糠饲料相比，菌糠发酵料更有成为畜禽饲料的潜力[18]。马纯艳等研究发现接种热带假丝酵母后的菌糠粗蛋白含量显著增加[19]。李志香等报道，经过大型真菌和酵母菌的发酵处理后，菌糠发酵料的粗蛋白含量会升高到20%以上[20]。菌糠发酵饲料的相关研究显示，微生物发酵会进一步降解菌糠中的纤维素等难以利用的成分，提高其粗蛋白含量并降低pH值，使菌糠在具有更高营养价值的同时又延长了保存时间。

3 菌糠饲料在反刍动物生产中的应用

3.1 对肉牛生产性能的影响

有研究结果显示，菌糠的适口性和一般饲料相似，饲喂菌糠并不会降低肉牛生产性能，反而对日增重有促进作用，进而降低饲料成本，提高生产效益[21,22]。但也有研究显示，在肉牛日粮中过量使用菌糠会降低采食量，进而影响日增重。Adamovic等发现用平菇菌糠代替17%日粮时肉牛日增重显著降低。该试验的前期研究还发现随着菌糠替代日粮比例的增加，采食量有降低的趋势，当替代量超过17%时，肉牛会停止采食[23]。

与普通菌糠饲料相似，使用菌糠发酵饲料也可降低饲料成本，提高经济效益。刘玉等用发酵菌糠分别替代17%～29%精料饲喂西杂公牛，结果显示与对照组相比，试验组的日增重都出现了不显著的下降。但由于降低了饲料成本，用菌糠代替23%精料时经济效益比对照组高16.11%[24]。Shinekhuu等用发酵金针菇菌糠替代部分稻草饲喂韩牛，结果对日增重没有显著影响[25]。Kim等用发酵杏鲍菇菌糠替代50%日粮后发现对韩牛的生长性能、胴体品质没有显著影响，但可以显著降低成本[26]。

3.2 对奶牛生产性能的影响

菌糠饲料对奶牛生产性能的影响主要体现在产奶量、高产时间和乳品质等方面。研究结果显示，用菌糠替代部分精料或粗料并不会对奶牛生产性能产生显著影响，但会使饲料成本降低，进而提高经济效益。徐延生等[27]用平菇菌糠代替5%～10%精料饲喂荷斯坦牛，齐永玲等[28]用菌糠代替40%苜蓿干草（总量2.5kg）饲喂荷斯坦牛，结果显示对产奶量和乳品质都没有显著影响，且都提高了经济效益。还有研究结果显示菌糠饲料有延长奶牛高产时间的作用[29～31]。

对菌糠在奶牛日粮中最佳添加比例的研究显示，添加量为精料的5%～12.5%时效果较佳。赵华等分别用平菇菌糠代替5%、10%和15%的精料饲喂德系荷斯坦牛，发现与对照组相比，5%和10%替代组的产奶量没有显著变化但经济效益增加，而15%替代组产奶量下降6%（P＜0.05）[32]。刘多才用1～3kg的发酵菌糠等量替代精料，发现产奶量和乳品质下降（P＞0.05），精料中添加12.5%～25%发酵菌糠的经济效益高于对照组，而37.5%添加组低于对照组[33]。刘志芳等用1～3kg杏鲍菇菌糠等量替代精料，结果显示在精料中添加菌糠低于22%时不会对奶牛产奶性能和经济效益产生显著影响[34]。

3.3 对瘤胃发酵的影响

菌糠饲料对反刍动物瘤胃发酵的影响主要体现在瘤胃pH值、挥发性脂肪酸、氨态氮等方面。瘤胃pH值是反映瘤胃环境的重要指标，能影响挥发性脂肪酸的组成。挥发性脂肪酸在反刍动物体内最基本的作用是提供能源[35]。瘤胃微生物能将底物发酵产生挥发性脂肪酸，而挥发性脂肪酸可以进行一系列生物合成和能量代谢[36]。乙酸能通过柠檬酸循环参与脂肪酸的合成或为反刍动物提供能源[37]，丙酸能通过糖异生作用供能，而丁酸在很多情况下会被首先利用[38]。

邓思川等用人工瘤胃法对不同处理的真姬菇菌糠进行体外培养，发现菌糠饲料对瘤胃pH值没有显著影响[39]。张莹莹用菌糠饲料替代全部日粮饲喂晋南瘘管牛，结果显示试验组瘤胃液pH值、氨态氮、总挥发性脂肪酸等指标都显著低于对照组。试验组牛瘤胃液纤维酶、蛋白酶和淀粉酶活性均有不同程度降低，其中淀粉酶活性显著降低[40]。陈坤明用香菇菌糠分别替代3%、7%、10%精料饲喂安格斯牛，发现菌糠的使用对瘤胃pH值没有显著影响。和对照组相比，7%和10%替代组的总挥发性脂肪酸含量以及乙酸和丁酸含量显著增加，丙酸有增加的趋势，但并不显著[41]。

3.4 对免疫功能的影响

潘军用菌糠分别替代20%、40%、60%麦秸饲喂肉牛，发现与对照组相比，三个试验组的白细胞数都有不同程度的降低，20%和40%替代组达到了显著水平，但仍处于正常范围之内[42]。而对血浆生化指标的测定发现，40%和60%替代组的总胆固醇在试验45d和60d显著高于对照组[43]。说明饲喂菌糠对肉牛免疫功能没有负面影响。齐永玲等[28]用菌糠代替40%苜蓿干草（总量2.5kg）饲喂荷斯坦牛，发现与对照组相比，试验组血清胆固醇升高12.75%，尿素氮升高10.81%，都达到显著水平，谷丙转氨酶和谷草转氨酶分别升高4.60%和3.05%，但差异不显著。谷丙转氨酶和谷草转氨酶都可以在一定程度上反映肝脏功能，试验组两种酶的含量虽有上升趋势但也没超过正常范围，说明用菌糠饲料不会对奶牛的免疫力和肝脏功能造成不利影响。魏涛分别用发酵前后的杏鲍菇菌糠替代30%精料饲喂日本和牛，发现两种饲料都不会对血液生化指标产生显著影响，而饲喂发酵菌糠还会使总蛋白显著增加。试验说明饲喂杏鲍菇菌糠不会损伤肉牛免疫功能，而且发酵后的杏鲍菇菌糠还能提高肉牛免疫力[44]。

4 菌糠饲料的发展前景

大量研究显示菌糠及其发酵产品不仅不会对反刍动物生产性能、瘤胃发酵和免疫功能产生不利影响，还能降低饲料成本，提高经济效益，可以作为反刍动物饲料使用。但在目前的反刍动物生产实践中，菌糠饲料还没有得到大规模推广应用。现在的当务之急，就是做到菌糠饲料的规范化生产，对不同品种菌糠饲料的营养价值进行评定并确定其在反刍动物不同阶段饲料中的最佳添加方式和添加比例，以实现菌糠饲料在反刍动物生产中的大规模推广应用。