蘑菇副產物的新生命—化身食品、化妝品、生物塑膠與肥料的新材料
2021/02/02 @國際
摘要
種植蘑菇產生的土壤基質殘留物因含有大量水分，沉重不利運輸，僅少部分作為堆肥，大部分則掩埋浪費。西班牙與荷蘭的研究團隊將蘑菇廢棄物(含莖與次級品蘑菇)以不同技術萃取出蛋白質、碳水化合物、脂肪和幾丁質等成分，應用於食品、化妝品和生物塑膠等新產品，創造新產品可以利用達40％的蘑菇廢棄物。欲提高廢棄物重新利用的數量，將用於蘑菇栽培的土壤基質殘留物，製成有機肥料顆粒與沼氣；為提高利用度，在肥料添加營養物質，及將蘑菇副產物與其他類農業廢棄物結合。期盼技術邁向商業化，使蘑菇栽培業不會剩下任何廢棄物。
示意圖
種植蘑菇會產生大量廢棄物，每生產一公斤蘑菇，就會產生約三公斤含有稻草、肥料和泥炭的土壤基質。在歐盟，每年產生超過30億公斤的廢棄物，雖然其富含有機質，可以作堆肥，但是使用過的蘑菇基質(類似土壤的材料)含有大量水分，沉重不利運輸，少部分用於附近的農田堆肥，其餘絕大多數最後仍被掩埋。西班牙拉里奧哈蘑菇技術研究中心(Mushroom Technological Research Center of La Rioja)的計畫主持人Martinez說明每年有越來越多浪費，需要更大的場地來管理。
荷蘭生物檢測公司BioDetection Systems的van der Burg博士團隊將蘑菇廢棄物(例如莖和次級品蘑菇)賦予第二生命。Funguschain計畫的一部分是從廢棄蘑菇中萃取出蛋白質、碳水化合物、脂肪和幾丁質等成分，並將這些萃取物加入新型食品、化妝品和生物塑膠等新產品。將蘑菇研磨後，研究小組嘗試不同的萃取技術，發現微波輻射(microwave radiation)技術可以有效地去除抗氧化物、抗菌物和稱為多元醇的有機化合物，產物可應用於食品和生物塑膠。
而加壓熱水萃取技術(pressurised hot water tea-like technique)適合萃取其他成分如蛋白質和多醣，產物可應用於食品，如蘑菇蛋白萃取物以固態可食用凝膠的形式加入有吞嚥問題的老人食物中，蛋白質也非常適合添加於素食漢堡，提升營養價值及蘑菇風味。蘑菇粉也可以加入功能性食品，但是尚須評估潛在的健康益處，開發此類產品需要更長時間。【延伸閱讀】研究證實咖啡加工的副產物萃取物富含許多機能性成分
在化妝品方面，團隊開發一種天然乳霜，利用蘑菇幾丁質萃取物作為天然防腐劑，然而蘑菇中的化合物與氧氣接觸時會變成褐色，使乳霜呈現出不美觀的棕色，須調整其他成分以防止顏色變化。團隊認為創造新產品可以利用多達40％的蘑菇廢棄物。
欲提高廢棄物重新利用的數量，將用於蘑菇栽培留下的土壤基質殘留物，應用於堆肥和沼氣。Martinez團隊執行SmartMushroom計畫的一部分為去除蘑菇廢棄物的水分，並轉變為有機肥料顆粒，以利運送；而目標是開發不使用電力或傳統能源即可為乾燥提供動能的環保製程，利用蘑菇廢棄物來生產沼氣作為能源，優化現用其他農業廢泥漿的生產製程。
首先在現有的廢棄物管理設施中建立試驗工廠，研究人員測試不同溫度的乾燥製程，如果溫度較高，廢棄物會分解，釋放出肥料的養分。為增加沼氣的產量，團隊將蘑菇副產物與其他類農業廢棄物結合，例如，重複利用附近果醬工廠清洗含糖及水果殘渣的機械之清潔廢水，檢測在蘑菇副產物中加入不同輔受質所產生的氣體之體積和品質。另外，欲生產適合不同作物的肥料，將乾燥廢棄物製成顆粒前，添加額外的營養物質，例如葡萄園需要鉀、磷和錳。
生產有機肥料顆粒可望對蘑菇栽培業帶來巨大的經濟效益。目前在歐洲，農民承擔的廢棄蘑菇基質之處理成本為10~50歐元/噸，將來可將廢棄物轉化為肥料並在循環經濟中營運，提高獲利。目前西班牙農民對化肥的需求很高，試驗工廠無法滿足需求，一旦該技術商業化，所有蘑菇栽培業的土壤基質殘留物都可以轉化為顆粒肥料，使產業不會剩下任何廢棄物。
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