食用菌菌渣基础特性分析

　　摘要：分别采集了不同养殖基地的姬菇、白菇、黑菇、灰菇等食用菌的１０种菌渣，对样品中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、有机碳、全磷、全钾、钙、镁、灰分，铬、铅、砷、汞、镉等指标进行测定，研究菌渣的基础特性及污染特征。结果表明，有机碳与灰分之间，有机碳与粗纤维之间以及灰分与粗纤维之间的相关系数分别为０．９７、０．９６和０．９７，相关极显著（Ｐ＜０．０１）；除此之外汞与总磷及铅之间也分别具有良好的相关性。这种指标间良好的相关性值得对有机碳、粗纤维、灰分、汞、磷等的转移途径、转移量做进一步的研究，以期能够降低菌渣中各组分的含量，实现更大的生物转化率，进而达到减少环境固体废物污染的目的。样本中残留的重金属的研究结果表明菌渣并不适宜用作饲料，铅、镉、汞等多种重金属均超过饲料卫生标准。

　　关键词：食用菌菌渣；基础特性；相关系数；重金属

　　所谓食用菌菌渣是指食用菌栽培过程中收获产品后剩下的培养基废料［１］。我国是食用菌生产大国，据２０１２年中国食用菌产业发展大会公布的相关数据显示，我国已成为全球食用菌产量第一大国，占世界总产量的７０％，２０１１年全国食用菌生产总量达到２．５７×１０７ｔ，按照食用菌生物学效率平均４０％计算，２０１１年全国食用菌菌渣总产量为３．８６×１０７ｔ。处理这些菌渣的传统方法为丢弃或者燃烧，燃烧只能快速地取得其中１０％左右的热能，是对生物量的不合理利用。菌渣中含有丰富的蛋白质和其他的营养成分，随意丢弃不仅造成资源的浪费，也对环境造成了污染。目前对食用菌菌渣的研究，大多集中在菌渣与培养基成分对比关系、菌渣利用以及污染特征等方面。研究表明，各种培养基经降解后木质素可降解３０％左右，粗纤维降低４０％～７０％，而粗蛋白质可提高２５％～４０％，菌渣氨基酸含量为０．０５％～０．０６％，菌类多糖及Ｆｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｇ等矿物质含量也较丰富。由于食用菌的种类及培养基原料不同，菌渣的化学组成也不同。目前菌渣再利用方面的研究主要集中在生物肥料［２］、饲料［３－８］、再栽培食用菌［９］以及生产燃气［１０］等方面。但是，目前对菌渣的研究还不够完善，不利于菌渣的再利用，例如，未意识到重金属的潜在危害性，忽略了菌渣基础性质的研究。因此，通过研究菌渣中各种成分及其之间的关系，并分析重金属的污染，对于菌渣的再利用有重要的实用价值。

　　１材料与方法

　　１．１菌渣样品采集

　　通过对食用菌栽种地实地的考察，进行样品采集，最终获得１０个菌渣样品，将菌渣上的泥土去掉，经自然风干后粉碎，装入密闭容器中备用。各样本特征如表１所示。

　　１．２测定方法

　　粗蛋白质测定采用Ｈ２ＳＯ４－Ｋ２ＳＯ４－ＣｕＳＯ４消煮法；粗脂肪测定采用研磨浸提法；粗纤维测定采用酸－洗涤剂法；有机碳测定采用重铬酸钾容量法－外加热法；全磷测定采用钒钼黄比色法；全钾测定采用硫酸－硝酸消煮，火焰光度法；钙测定采用原子吸收分光光度法；镁测定采用原子吸收分光光度法；ｐＨ测定采用电位法；灰分测定采用干灰化法。

　　１．３数据处理方法

　　利用ＤＰＳ软件对样本各项指标值进行统计分析以及相关矩阵的计算，分析其主要成分含量的同时得到指标间的相关关系。由此可以研究通过某些较容易测得的指标含量控制不易测得的指标含量的方法，并分析其主要成分的可能来源，以便在食用菌种植过程中对各种成分进行有效控制。

　　２结果与分析

　　２．１菌渣各指标的变化

　　对菌渣中各种组分进行测定并进行统计，均值可以体现数据的集中趋势，标准差可以反映所测定数据波动的大小，而且与均值无直接关系，结果如表２所示。表２结果显示，各指标中灰分的含量最高，均值达到３４．３８％，而最大值为４６．１８％；其次为有机碳，含量的均值为２６．７０％，最大值为３１．５９％；粗纤维含量均值为１４．０２％，最大值为２４．２１％。三者的标准差分别为７．４３％、３．５２％和６．４７％，明显高于其他指标，所以菌渣中这３种成分含量的波动较大。在各重金属指标中，含量均值较高的为铅和铬，分别为１０．６２ｍｇ／ｋｇ和４．１７ｍｇ／ｋｇ，两者的标准差分别为２．８１ｍｇ／ｋｇ和３．３２ｍｇ／ｋｇ，表明两者的含量波动亦较大。菌渣中各种成分的含量与不同栽培原料中各成分的含量以及栽培过程中菌类对各成分的转移程度有着直接的关系。

　　表2显示钙含量变化范围较大，为３．００％~７．１８％，变异系数为２４．３％。虽然钙含量变化范围较大，但是离散程度并不是很高，针对这种现象结合灰分与钙之间的回归分析（图１）可知，两者的相关系数为０．７２，相关显著（Ｐ＜０．０５）。但从图1可以看出灰分与钙的对应点都不同程度偏离了回归线，而且有一个点偏离非常明显，钙的这种分布特征以及与灰分之间的这种线性关系，从栽培原料和栽培过程来看，极有可能是栽培原料中引入了石灰的缘故，因为石灰是钙的主要来源，当然，有些栽培原料中还加入了过磷酸钙，虽然量不是很多，但是很有可能是造成钙与灰分之间相关性不是特别好的原因。

　　粗蛋白质的含量在４．９６％~８．１６％之间变化，分布范围相对其他指标亦比较大，但其变异系数为１２．５％，论文网站在各指标中最低，这说明粗蛋白质虽然含量绝对变化范围较大，但是数据的离散程度却相对较低。粗脂肪的分布范围为０．０３％～０．５９％，变异系数为５９．３％，相对较高，说明粗脂肪的离散程度较高。这种情况与不同栽培原料中粗蛋白质含量以及食用菌在生产过程中对于粗蛋白质的转移量有直接的关系。

　　表2还显示铬与铅两种成分含量分布的范围较大，而Ｈｇ的含量相对集中。这种现象可能是由于食用菌栽培过程中食用菌对不同重金属的富集能力的差异导致的。从分析结果来看，不同食用菌对Ｃｒ和Ｐｂ的富集能力差异较大，所以在种植食用菌过程中应避免两种重金属的引入，避免食用菌本身在这两种重金属上超标以及菌渣中两者的含量过高。