菌渣新妙用：从废弃菇体制备抗氧化可降解面膜

一、年产百亿吨的 “真菌垃圾难题”

2021 年全球鲜菇总产量4420 万吨，产业规模 503 亿美元，年增速 9.7%，预计 2030 年持续暴涨。

这里藏着两个被所有人嫌弃的废料：MR（蘑菇残渣）：畸形菇、菇柄、残次子实体，占鲜菇重量 25%~33%，每年大量直接丢弃；SMS（废菌糠 / 栽培底料）：每产出 1kg 鲜菇，会留下 5kg 用完的木屑培养基，2021 年全球菌糠垃圾高达2.21 亿吨。

过去它们只能低价堆肥、焚烧，既浪费资源又制造污染。2025年维也纳、瑞典联合团队在顶刊《Advanced Functional Materials》交出神级方案：不用复杂化工改造，仅机械温和处理，两套废料直接做成三类高值绿色材料 —— 可降解面膜基材、高强度生物包装、油水双吸环保泡沫，完美实现 “菌业垃圾吃干榨净”。

图1 总路线图解

二、食用菌残料制备天然抗氧化面膜基材

谁能想到废弃菇渣能够做成天然面膜！市面普通一次性面膜难降解、没有护肤能力，而双孢菇、猴头菇废料含有可护肤的天然纤维。科研人员测试了三种加工方式：强碱处理只会剩下硬质细胞壁，洗掉了护肤成分；低浓度碱能够保留少量活性；温水浸泡最为合适，可以留住抗氧物质，抗氧化能力远超碱加工。碱越浓菌丝内部养分流失越多，温水处理则完整保留菌丝里面的护肤物质。

图2 双孢蘑菇MR纸浆经三种工艺提取

a) 1 M NaOH、b) 0.1 M NaOH、c) 蒸馏水；

(a'–c')为对应干纸浆的光学显微镜图；(a''–c'')为扫描电镜图

平时被当作废料丢掉的菇柄、畸形残菇，为什么能够做成敷在脸上的面膜基材，接下来咱们拆开聊聊这款“真菌面膜”。

在研发初期，纯蘑菇纤维风干制备得到的薄膜脆性极高，轻微弯折便会发生断裂，难以作为面膜基材使用。为此实验设置对照：将提取所得菌浆混入一定比例甘油，对照组则不添加甘油，随后统一经过抽滤、恒温烘干工艺制成薄膜，对比两组样品的材料特性。

甘油在此实验中作为增塑剂使用。经过甘油塑化处理后，原本脆性的薄膜柔韧性得到明显改善，可发生弯折形变；同时材料吸湿性能也有所提升，在潮湿条件下可吸收相当于自身质量一倍的液体，具备较好的保液能力。

图3展示了双孢蘑菇和猴头菇残渣（MR）制备的柔性片材

a) 热水或0.1 M NaOH提取的MR纸浆，经真空抽滤制成50/100 g m⁻²柔性片材；b) 双孢蘑菇MR制成的真菌基美容面膜原型；c) 不同提取条件（1 M NaOH±甘油、0.1 M NaOH、热水）下双孢蘑菇及猴头菇MR片材横截面的SEM图像

但光柔软还远远不够，日常敷面膜最烦拆包装、调整膜布的时候一不小心扯破。市面常见无纺布面膜摸着绵软，可抗拉能力很差。

该实验将不同膜材裁剪为统一规格试样，借助拉力试验机开展拉伸测试，并选取市售主流无纺布面膜作为对照组。在厚度保持一致的条件下，真菌膜材的韧性优于商用面膜基材，拥有更好的抗撕裂性能。

研究通过水滴浸润实验与 DPPH 自由基清除实验对比各样品性能：水滴浸润测试用于观察材料表面亲水速率；DPPH 实验用来测定样品的抗氧化活性。经热水提取制备的膜材亲水性能优异，双孢菇基膜润湿速度快，猴头菇基材料吸水效果更为突出；反观强碱处理的样品，亲水性明显下降，原料内部的活性组分也会大量流失。

最让人惊喜的就是它的环保属性，普通一次性无纺布大多混有塑料纤维，用完之后丢弃很难降解，长年堆积制造白色垃圾。实验按照通用堆肥标准模拟土壤环境恒温培养，定时拍照记录膜片完整度：而这款真菌面膜只要埋进土里，90 天便可自然分解消失，不会留下恼人的塑料微粒，用完直接丢掉也不用担心污染环境。

图4展示了双孢蘑菇和猴头菇MR片材的性能测试

a) 水/0.1 M NaOH提取的双孢蘑菇MR片材（50/100 g m⁻²）的应力-应变曲线（n=5–8）；b) 猴头菇对应片材及商业面膜的应力-应变曲线；c) 猴头菇MR片材（水/0.1/1 M NaOH±甘油提取）的动态水蒸气吸附（0-90% RH循环）；d) 两种菇MR片材的平均初始水接触角（n=30）；e) 双孢蘑菇MR片材（50 g m⁻²，水/0.1 M NaOH提取）在模拟堆肥中0-90天的崩解情况。

三、不同菌源制备的面膜基材

本研究选取双孢菇、猴头菇加工残渣作为原料，制备可应用于面膜的柔性薄膜材料。双孢菇残渣薄膜纤维分布均匀，力学测试证明，相同面密度下其拉伸性能优于商用面膜基材；猴头菇所得薄膜孔隙结构发达，糖组分检测结果显示，该样品葡萄糖占比更高，氨基葡萄糖占比偏低。

提取条件能够显著改变成品薄膜的组分与性能。强碱处理会大量去除菌丝胞内物质；热水提取工艺条件温和，可留存更多非多糖组分。DPPH 实验结果证明热水提取样品拥有更强的自由基清除能力；碳水化合物分析与固体核磁表征也证实，温和处理可有效保留几丁质‑β‑葡聚糖复合物、蛋白质等胞内活性组分。添加甘油充当增塑剂，能够改善薄膜的延展性与吸湿性；未添加甘油的样品脆性大、断裂伸长率低。

除面膜柔性薄膜外，该研究还利用菌渣开发出刚性包装薄片、冷冻‑冻干多孔吸附海绵两类衍生材料，其中菌菇残渣柔性薄膜为化妆品领域的潜在基材。

图5展示了MR纸浆的理化性质分析：

a) 碳水化合物：含葡萄糖、葡萄糖胺、半乳糖、木糖、甘露糖及蛋白质等；b) 抗氧化活性：DPPH法测定水/NaOH提取及SMS纤维化样品（0.0625–12.5 mg mL⁻¹，孵育20 h，n=3）；c) 元素分析：O、N、H、C含量；d) 光谱分析：双孢蘑菇/猴头菇经1 M/0.1 M NaOH/水提取的ssNMR谱，及G - SMS样品的谱图（n=3–5）

四、总结

《Advanced Functional Materials》相关研究，拓展了食用菌在护肤基材领域的开发思路。废弃菇料中的 β‑葡聚糖‑几丁质复合纤维具有抗氧化活性，可作为可降解面膜基材的备选原料。热水提取工艺能够保留真菌多糖的生物活性，食用菌残渣是极具开发价值的新型护肤基材资源。

参考文献

[1] Nawawi W M F, Lee K Y, Kontturi E, et al. Chitin‑glucan nanopapers derived from cultivated button mushroom biomass [J]. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2019, 7 (7): 6492‑6501.

[2] Nawawi W M F, Lee K Y, Kontturi E, et al. Nanostructured chitin‑glucan biocomposites from fungal biomass [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 148: 677‑685.

[3] Xiong S, Martín C, Eilertsen L, et al. Chemical and structural characterization of shiitake spent mushroom substrate [J]. Bioresource Technology, 2019, 274: 65‑73.

[4] Sun C, Yue P, Chen R, et al. Shape‑memory chitin‑glucan sponges from Pleurotus eryngii residue [J]. Carbohydrate Polymers, 2022, 291: 119553.