ВЛИЯНИЕ ВТОРИЧНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ДОБАВОК НА РОСТ МАТОЧНОГО МИЦЕЛИЯ ГРИБА LENTINULA EDODES

АННОТАЦИЯ

В работе изучено влияние вторичных органических добавок (лузга подсолнечника, пшеничная солома, отработанные грибные блоки Hericium erinaceus и Pleurotus ostreatus) на рост маточного мицелия Lentinula edodes (шиитаке) на агаризованных питательных средах. Установлено, что добавки из лузги подсолнечника (9% и 12%) и отработанных грибных блоков Hericium erinaceus (3–12%) способствовали ускоренному росту мицелия по сравнению с контролем (картофельно-глюкозный агар). Результаты демонстрируют перспективность применения вторичных добавок для оптимизации производства мицелия шиитаке и утилизации органических отходов.

ABSTRACT

This study investigates the effect of secondary organic supplements (sunflower husks, wheat straw, spent mushroom substrates of Hericium erinaceus and Pleurotus ostreatus) on the growth of Lentinula edodes (shiitake) mother culture mycelium on agar-based nutrient media. It was found that supplements containing sunflower husks (9% and 12%) and spent mushroom substrates of Hericium erinaceus (3–12%) promoted faster mycelial growth compared to the control (potato dextrose agar). The results highlight the potential of using secondary supplements to optimize shiitake mycelium production and recycle organic waste.

Ключевые слова: Lentinula edodes, шиитаке, ксилотрофные грибы, вторичные добавки, маточный мицелий.

Keywords: Lentinula edodes, shiitake, xylotrophic fungi, secondary supplements, mother culture mycelium.

Шиитаке (Lentinula edodes) – один из наиболее широко культивируемых и коммерчески важных съедобных грибов в мире. Благодаря своим уникальным вкусовым качествам, высокой питательной ценности и множеству полезных свойств для здоровья, шиитаке занимает важное место как в кулинарии, так и в медицине [1]. Этот гриб является источником различных биоактивных соединений, включая полисахариды, лектины, фенольные соединения и другие биологически активные вещества, которые обладают противовоспалительными, иммуномодулирующими и антимикробными свойствами [2].

Культивирование шиитаке на различных субстратах, включая древесные бревна и искусственные субстраты, стало важным направлением грибоводства. Эта технология активно развивается для повышения урожайности и качества грибов, а также для оптимизации использования отходов сельского хозяйства, таких как солома, шелуха и опилки [3].

Среди главных аспектов изучения шиитаке особый интерес представляет его использование в фармацевтике. Научные работы демонстрируют, что β-глюканы, извлеченные из плодовых тел и мицелия шиитаке, обладают сильным антиоксидантным и антиканцерогенным действием [4]. Эти соединения активно исследуются для создания лекарственных препаратов и пищевых добавок, направленных на профилактику и лечение ряда заболеваний, включая онкологические патологии и сердечно-сосудистые нарушения [5].

Маточный мицелий гриба Lentinula edodes играет ключевую роль в процессе производства съедобных и лекарственных грибов. Высококачественный мицелий является основой для дальнейшего успешного выращивания плодовых тел, поскольку именно от его физиологического состояния и скорости роста зависят урожайность и стабильность грибоводства. Условия культивирования маточного мицелия требуют оптимизации питательной среды, так как состав последней существенно влияет на интенсивность роста, морфологию мицелия и его способность к колонизации субстрата [6].

Для культивирования маточного мицелия традиционно используют стандартные агаризованные питательные среды, такие как картофельно-глюкозный агар и морковный агар. Однако, современные исследования показывают, что обогащение базовых сред вторичными добавками может значительно ускорить рост мицелия и повысить его качество. Вторичные добавки, такие как сельскохозяйственные отходы и остатки грибного производства, представляют собой недорогой и доступный источник углерода, азота, витаминов и микроэлементов. Кроме того, их использование способствует экологически безопасной утилизации отходов [7].

Солома пшеницы, являясь доступным и недорогим материалом, может служить источником углерода и клетчатки, необходимых для роста мицелия. Исследования показали, что добавление соломы пшеницы в питательную среду способствует ускоренному росту мицелия и повышению его биомассы [8].

Лузга подсолнечника, богатая лигноцеллюлозными соединениями, также рассматривается как перспективная добавка. Её использование в питательных средах может улучшить структуру субстрата и обеспечить дополнительный источник питательных веществ, что способствует более интенсивному росту мицелия.

Отработанные грибные блоки, являясь побочным продуктом грибоводства, содержат остаточные питательные вещества и органические компоненты, которые могут быть использованы для создания питательных сред. Это не только способствует утилизации отходов, но и снижает затраты на производство питательных сред.

Цель настоящего исследования – оценка влияния указанных вторичных добавок на рост маточного мицелия Lentinula edodes в агаризованных питательных средах. Результаты данного исследования могут способствовать оптимизации условий культивирования шиитаке и более эффективному использованию сельскохозяйственных отходов.

Таким образом, исследование влияния вторичных добавок, таких как лузга подсолнечника, солома пшеницы и остатки грибных блоков, на рост маточного мицелия Lentinula edodes представляет интерес как с научной, так и с прикладной точки зрения. Полученные данные могут способствовать разработке более эффективных и экономически обоснованных технологий производства мицелия и утилизации органических отходов.

Работа проводилась в рамках проекта AP19676907 «Разработка технологии эффективного применения экстрактов и отработанных субстратов грибов для защиты картофеля от фитопатогенов с использованием кормовой добавки». Проект финансируется Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан на 2023–2025 годы.

Объект и методы исследований

Объектом исследований послужил штамм №212 шиитаке (Lentinula edodes) который был предоставлен центром съедобных грибов Северо-Западного университета сельского и лесного хозяйства (КНР). В качестве материалов исследований были использованы четыре вида вторичных добавок, полученных методом экструдирования на основе отходов грибоводства и растительных органических остатков: «ГБГ» – вторичная добавка отработанных грибных блоков ежовика гребенчатого (Hericium erinaceus) (30%) на основе хлопковых очесов; «ГБ30» – смесь, содержащая 30% отработанных грибных блоков вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus) и 70% ячменного зерна, «Л» – экструдированная лузга подсолнечника, «С» – экструдированная пшеничная солома.

Процесс производства вторичных добавок из отработанных субстратов и растительных органических отходов выполнялся на линии экструдирования и гранулирования в производственно-испытательном цехе факультета ветеринарии и технологии животноводства НАО «КАТИУ им. С. Сейфуллина».

Культивирование маточного и посевного мицелия Lentinula edodes проводилось в термостате и инкубационном помещении соответственно в лаборатории микологии кафедры биологии, защиты и карантина растений НАО «КАТИУ им. С. Сейфуллина» при температуре 24-26⁰С по стандартной методике [9].

В качестве стандарта использовался картофельно-глюкозный агар (КГА), в качестве вариантов опыта – агаризованная среда с добавлением вторичных добавок в следующих концентрациях: 3%, 6%, 9% и 12% (четырёхкратная повторность). Инкубация мицелия проходила в термостате при температуре 24–26 °С и относительной влажности 60–70%. Для оценки влияния добавок на рост мицелия регистрировались биометрические показатели, включая диаметр роста мицелия в динамике на 6-е, 9-е, 12-е и 15-е сутки культивирования [9, 10].

Для статистической обработки экспериментальных данных применялась программа «SNEDECOR».

Результаты исследований

В таблице 1 представлены результаты изучения роста маточного мицелия Lentinula edodes на питательных средах с применением вторичных грибных добавок в динамике на примере штамма №212 (таблица 1, рисунок 1).

Таблица 1.

Оценка роста маточного мицелия штамма 212 Lentinula edodes на агаризованных питательных средах с различными вторичными добавками (среднее значение) при t_0,5 = 1,10

Рисунок 1. Динамика роста маточной культуры штамма №212 Lentinula edodes

Согласно полученным результатам, на 15-е сутки рост маточного мицелия исследуемого штамма Lentinula edodes на среде с добавками из лузги подсолнечника «Л» в дозе 9% и 12% превысил контроль (КГА), на 12-е сутки превышение не было статистически значимым. Аналогичный результат продемонстрировали варианты питательной среды со вторичной добавкой «ГБГ» по всем изучаемым дозам внесения: 3%ГБГ, 6%ГБГ, 9%ГБГ, 12%ГБГ. Низкий показатель интенсивности роста исследуемого штамма мицелия гриба отмечен на средах, содержащих добавку из соломы («С») во всех изучаемых концентрациях с преобладанием скорости роста мицелия на вариантах сред с 9 и 12%-м содержанием данной органической добавки. Наименьшим ростом маточного мицелия штамма №212 Lentinula edodes среди исследуемых вариантов опыта обладали варианты питательной среды с органической добавкой «ГБ 30». Рост маточной культуры на данной среде не достигал полного диаметра чашки Петри даже на 15-е сутки культивирования. В результате визуальной оценки маточного мицелия исследуемого штамма гриба, культивируемого на средах с различными органическими добавками, было зафиксировано, что плотность маточной культуры на экспериментальных питательных средах с лузгой подсолнечника «Л» и «ГБГ» на основе ячменного зерна была выше, чем на средах с соломой («С») и «ГБ30» (рисунок 2).

Рисунок 2. Маточный мицелий штамма 212 Lentinula edodes на средах со вторичными грибными добавками на 15-е сутки:

А – солома (1 чашка – 3%, 2 чашка – 6%, 3 чашка – 9%, 4 чашка - 12%, сверху контроль КГА), Б – лузга (1 чашка – 3%, 2 чашка – 6%, 3 чашка – 9%, 4 чашка - 12%, сверху контроль КГА), В – ГБГ (1 чашка – контроль КГА, 2 чашка – 6%, 3 чашка – 9%, 4 чашка - 12%, снизу ГБГ-3%), Г – ГБ30 (1 чашка – 3%, 2 чашка – 6%, 3 чашка – 9%, 4 чашка - 12%, сверху контроль КГА)

Таким образом наиболее высокие ростовые характеристики маточного мицелия штамма 212 Lentinula edodes были установлены на питательной среде с внесением добавки «Л», приготовленной на основе отработанных соломенных блоков вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus) в дозе 9-12% и добавки «ГБГ», полученной из отработанного грибного субстрата ежовика гребенчатого (Hericium erinaceus) в концентрации 3%. Результаты исследования имеют практическое значение для промышленного грибоводства. Использование вторичных органических добавок позволяет ускорить рост мицелия Lentinula edodes, снизить себестоимость производства, эффективно утилизировать органические отходы и повысить урожайность грибов. Это способствует развитию экологически безопасных и рентабельных технологий культивирования съедобных и лекарственных грибов.

Список литературы:

1. Chang S. T., Miles P. G. Mushrooms: Cultivation, Nutritional Value, Medicinal Effect, and Environmental Impact. — Boca Raton: CRC Press, 2004. — 480 p.
2. Mizuno T. Shiitake, Lentinus edodes: Functional properties for medicinal and food purposes // Food Reviews International. — 1995. — Vol. 11, № 1. — P. 109–128. — DOI: 10.1080/87559129509541022.
3. Royse D. J. A global perspective on the high five: Agaricus, Pleurotus, Lentinula, Auricularia & Flammulina // Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products. — 2014. – 6 с.
4. Choi J. H., Kim H. J., Lee S. Y., et al. Protective effects of Lentinula edodes on liver injury induced by carbon tetrachloride in rats // Journal of Ethnopharmacology. — 2006. — Vol. 106, № 3. — P. 408–415.
5. Ragunathan R., Swaminathan K. Nutritional status of Pleurotus spp. grown on various agro-wastes // Food Chemistry. — 2003. — Vol. 80, № 3. — P. 371–375.
6. Ветчинкина Е. П., Никитина В. Е. Морфологические особенности роста мицелия и плодоношения некоторых штаммов съедобного ксилотрофного базидиомицета Lentinus edodes // Известия Самарского научного центра РАН. — 2007. — № 4. – С. 1085-1090.
7. Гусейнова А. А. Эколого-биотехнологические аспекты использования съедобных грибов в биоконверсии растительных отходов // Экология и строительство. — 2019. — № 3. – С. 44-48.
8. Bandura I., Kulyk A., Chausov S., Tsyz O. Influence of plant substrate composition on the efficiency of edible mushrooms cultivation Cyclocybe aegerita (V. Brig.), Pleurotus eryngii (DC.) Quel., Pleurotus citrinopileatus Singer and Flammulina velutipes (Curtis) Singer // Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science. — 2020. — Vol. 107. — P. 62–70. — DOI: 10.31521/2313-092X/2020-3(107)-8.
9. Дудка И. А., Бисько Н. А., Билай В. Т. Культивирование съедобных грибов. — Киев: Урожай, 1992. — 160 с.
10. Бухало А. С., Бисько Н. А., Соломко Э. Ф., Поединок Н., Мыкчайлова О. Культивирование съедобных и лекарственных грибов. — Киев, 2004. – 128 с.