利用波旁酒糟生产可调控纯菌丝体材料的价值化研究

为解决蒸馏工业副产物酒糟的资源化利用问题，研究人员开展了一项关于利用酒糟固体培养毛霉目真菌（Mucoromycota）Rhizopus microsporus var. oligosporus生产纯菌丝体材料（PMM）的研究。通过优化固态发酵（SSF）参数（如底物密度、外部支撑高度和碳氮比），显著提升了菌丝纤维长度和密度，并发现酒糟的高氮含量可抑制孢子形成。该研究为低成本生产环保型皮革替代材料提供了新思路，成果发表于《Fungal Biology and Biotechnology》。

　　

全球人口增长对资源和材料的可持续性提出了严峻挑战，而蒸馏工业产生的酒糟（stillage）作为高有机质副产物，传统处理方式（如动物饲料或填埋）未能充分挖掘其价值。同时，传统皮革工业因环境污染和资源消耗备受诟病。在此背景下，纯菌丝体材料（Pure Mycelium Materials, PMM）因其可降解性和可调控特性成为研究热点，但现有技术多依赖生长缓慢的担子菌门（Basidiomycota）真菌，且缺乏规模化生产的关键参数研究。

为解决上述问题，美国肯塔基大学的研究团队利用波旁酒糟固体（stillage solids, SS）作为底物，通过固态发酵（Solid-State Fermentation, SSF）培养生长迅速的毛霉目真菌（Mucoromycota）Rhizopus microsporus var. oligosporus，系统研究了底物密度、外部支撑几何结构、碳氮比（C:N）和气溶胶添加剂对菌丝生长的影响。研究发现，高密度底物（0.27 g/mL）和长支撑（35 mm）可分别使菌丝高度提升至9.7 mm和23 mm；酒糟天然的低碳氮比（11.9）能有效抑制孢子形成，而气溶胶甘油处理可调控菌丝密度（最高提升20%）。与担子菌门Pleurotus ostreatus相比，R. oligosporus的生长速度提高了3-4倍，展现出规模化生产PMM的潜力。该研究为酒糟的高值化利用和环保材料开发提供了新路径，成果发表于《Fungal Biology and Biotechnology》。

关键技术方法包括：1）酒糟固体分离与成分分析（ICP-OES和NIR光谱法）；2）固态发酵系统设计（Pyrex培养皿+聚乙烯分离膜）；3）菌丝生长参数测量（深度相机+MATLAB图像分析）；4）孢子抑制实验（PDA培养基+NH₄
Cl调控）。

研究结果

1. 底物密度影响：高密度（0.27 g/mL）使菌丝高度达9.7±0.6 mm，较松散底物提升近一倍，因结构稳定性促进垂直生长。
2. 外部支撑作用：35 mm玻璃支撑使菌丝高度增至23 mm，菌丝通过锚定支撑形成凹形生长面，减少底物渗透。
3. 碳氮比调控孢子形成：酒糟低碳氮比（11.9）显著抑制R. oligosporus孢子生成，而高C:N（33）的SS+C底物则促进孢子化。
4. 气溶胶添加剂效果：20%甘油处理使菌丝密度显著增加，但1%甘油和纯水处理更利于保持91%的高湿度。

结论与意义
该研究首次证实酒糟作为低成本底物培养Mucoromycota真菌生产PMM的可行性，通过操作参数调控可实现材料性能（如纤维长度、密度）的“按需设计”。酒糟的高氮特性天然抑制孢子形成，简化了传统需化学干预的工艺。相比工业常用担子菌，R. oligosporus的快速生长（3-5天完成发酵）大幅提升生产效率。未来研究可聚焦于材料后处理（如交联、塑化）和机械性能优化，推动PMM在纺织、食品等领域的应用。这一成果为循环经济背景下工业副产物增值和可持续材料开发提供了创新范例。