Ha Thi Hoa

1 Departamentul de Agricultură Tropicală și Cooperare Internațională, Universitatea Națională de Știință și Tehnologie Pingtung, Pingtung 91201, Taiwan.

Chun-Li Wang

2 Departamentul Industriei Plantelor, Universitatea Națională de Știință și Tehnologie Pingtung, Pingtung 91201, Taiwan.

Chong-Ho Wang

2 Departamentul Industriei Plantelor, Universitatea Națională de Știință și Tehnologie Pingtung, Pingtung 91201, Taiwan.

Abstract

Speciile de Pleurotus sunt o sursă bogată de proteine, minerale (P, Ca, Fe, K și Na) și vitamină (tiamină, riboflavină, acid folic și niacină) [11]. În afară de valoarea alimentară, a fost subliniată valoarea lor medicamentoasă pentru diabetici și în terapia cancerului [12]. Numeroase specii de ciuperci conțin o gamă largă de metaboliți, cum ar fi activități antitumorale, antigenotoxice, antioxidante, antihipertensive, antiagregante plachete, antihiperglicemice, antimicrobiene și antivirale [13]. Mai multe specii de ciuperci de stridii sunt foarte importante în domeniul medicinei. Pleurotus cystidiosus (PC) este un puternic antioxidant [14] în timp ce Pleurotus ostreatus (PO) deține, de asemenea, activitate antitumorală [15].

Volumele mari de subproduse lignocelulozice neutilizate sunt disponibile în zonele tropicale și subtropicale. Aceste subproduse sunt lăsate de obicei să putrezească în câmp sau sunt aruncate prin ardere [6]. Utilizarea substraturilor lignocelulozice disponibile la nivel local pentru cultivarea ciupercilor de stridii este o soluție pentru a transforma aceste deșeuri necomestibile în biomasă comestibilă acceptată cu valori ridicate de piață și nutrienți [6]. În prezent, în Asia (inclusiv Taiwan), principalul substrat utilizat pentru cultivarea comercială a ciupercilor de stridii este SD. Utilizarea unor cantități mari de SD pentru cultivarea ciupercilor determină reducerea suprafețelor împădurite, în timp ce lipsesc informații despre utilizarea potențială a altor resurse disponibile la nivel local [16]. Potențialul deficit de SD și potențialul ridicat de reziduuri de deșeuri agricole sunt motivele pentru care trebuie să identificăm alternative pentru cultivarea durabilă a ciupercilor de stridii. Studiul a fost realizat pentru a compara efectele diferitelor deșeuri agricole asupra creșterii, randamentului și compoziției nutriționale a ciupercilor de stridii PO și PC. Scopul final este de a găsi cele mai bune formule de substrat pentru cultivarea eficientă a ciupercilor de stridii PO și PC.

MATERIALE ȘI METODE

Material de ciuperci și pregătirea icrelor.

Două specii de ciuperci de stridii PC (tulpina AG 2041) și PO (tulpina AG 2042) obținute de la Laboratorul de fiziologie a plantelor și microorganisme cu valoare adăugată (Departamentul de Industrie a Plantelor, Universitatea Națională de Știință și Tehnologie Pingtung [NPUST], Taiwan) au fost cultivate pe cartof mediu agar zaharoză (PSA) la 28 ℃ pentru subcultură regulată și menținut pe PSA la 4 (pentru maximum 3 luni. Spawn-urile au fost preparate în sticle de plastic din polipropilenă de 850 ml, umplute cu 600 g de salcâm SD suplimentat cu 9% tărâțe de orez, 1% zahăr, 1% carbonat de calciu, 0,03% clorură de amoniu, 0,03% sulfat de magneziu și 0,03% fosfat mono-potasic ( în ceea ce privește baza greutății uscate) și 60

65% conținut de apă și apoi sterilizat la 121 ° C timp de 5 ore. După răcire la temperatura camerei, 10 discuri de miceliu (diametru 1 cm) din fiecare ciupercă stridie au fost inoculate în fiecare sticlă de reproducere sterilizată. Spawn a fost incubat la 28 ℃ până când substratul este complet colonizat.

Pregătirea și inocularea substratului.

Au fost obținute trei substraturi lignocelulozice, inclusiv bagas de trestie de zahăr (SB), porumb (CC) și SD (din lemn de salcâm) din județul Pingtung, Taiwan. SB și CC au fost uscate și apoi măcinate în 0,5

Peleți de 1,5 cm lungime și înmuiați separat în apă timp de 4 ore. După scurgerea excesului de apă din aceste materiale, acestea au fost utilizate pentru înlocuirea SD. Pentru a determina substraturi adecvate și rapoarte adecvate pentru cultivarea a două ciuperci de stridii PO și PC, șapte formule de substrat, inclusiv SD, CC, SB singure și în combinație de 80: 20, 50: 50 raport între SD și CC; SD și SB (pe baza greutății uscate) au fost investigate. Substratul 100% SD a fost utilizat ca tratament de control. După amestecarea materialelor cu proporția de mai sus, acestea au fost completate cu 9% tărâțe de orez, 1% zahăr, 1% carbonat de calciu, 0,03% clorură de amoniu, 0,03% sulfat de magneziu și 0,03% fosfat mono-potasic. Conținutul de apă din amestecul final a fost ajustat la aproximativ 65%. Fiecare formulă de substrat lignocelulozic după suplimentarea nutrienților și a apei distilate a fost umplută în pungi de plastic de 10 × 23 cm din polietilenă și sterilizată într-o autoclavă la 121 ° C timp de 5 ore. Greutatea fiecărei pungi a fost de aproximativ 1 kg. Au fost utilizate douăzeci și patru de pungi de cultură pentru fiecare formulă de substrat. După ce substraturile au fost răcite la temperatura camerei, au fost inoculate cu 2 g de spawn per sac.

Incubație și recoltare.

Substraturile inoculate au fost păstrate într-o cameră de incubație la 28 60 și 60

70% umiditate relativă în condiții de întuneric. După ce suprafața substraturilor a fost în întregime acoperită cu miceliu, apoi substraturile au fost mutate într-o cameră de cultură în care temperatura a fost menținută la 24 24 și menținută la umiditate relativă de aproximativ 90% sau mai mult. Pentru toate formulele de substrat, trei flush-uri de ciuperci PC și șase flush-uri de PO de ciuperci au fost recoltate din fiecare pungă de cultură atunci când marginile laminate ale capacelor de ciuperci au început să se aplatizeze. Timpul de la inoculare la prima recoltă și timpul total de recoltare (de la prima până la ultima recoltare) au fost observate și înregistrate. La fiecare culoare, corpurile fructifere recoltate au fost cântărite și s-a măsurat dimensiunea ciupercilor. Lungimea și grosimea tijei, diametrul capacului și numărul de corp de fructificare efectiv pe buchet au fost măsurate la prima, a doua și a treia culoare și au fost, de asemenea, determinate mijloacele. La sfârșitul perioadei de recoltare, datele acumulate au fost folosite pentru a calcula randamentul total și BE. BE este raportul dintre greutatea fructificării proaspete (g) pe greutatea uscată a substraturilor (g), exprimată în procente.

Analiza substratului.

Probele de substrat au fost uscate la cuptor la 40 ° până la o greutate constantă și măcinate la probe de pulbere. Conținutul total de carbon (C) a fost determinat în conformitate cu raportul lui Nelson și Sommers [17], iar conținutul total de azot (N) a fost efectuat pe o probă de 0,2 g prin metoda Kjehldal după 96% H2SO4 digestie fierbinte [18]. Apoi s-a calculat raportul C/N al fiecărui substrat. Conductivitatea electrolitelor (EC) și pH-ul au fost determinate în conformitate cu metodele Cavins și colab. [19] prin utilizarea unui contor de pH (UltraBasic-UB10; Denver Instrument, New York, NY, SUA) și a unui contor EC (conductivitate SC-2300; Suntex Instrument Co. Ltd., New Taipei City, Taiwan); 20 g de substrat s-au amestecat cu 200 ml de apă (raport 1:10) pentru a uda proba până la saturație, s-au agitat timp de 15 min și s-au lăsat timp de 60 min și s-au filtrat înainte de efectuarea măsurătorilor. Conținutul elementelor minerale (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn și Cu) au fost analizate prin spectrofotometrie de emisie atomică ICP folosind dispozitivul Varian 725-ES (Varian, Santa Clara, CA, SUA) după extragerea elementelor în soluție acidă de HCI 0,1 N. Aceste instrumente au fost fabricate de HORIBA Jobin Yvon (Longjumeau, Franța).

Analiza corpului fructifiant.

Probele de ciuperci au fost uscate la cuptor la 40 ° C până la o greutate constantă pentru a calcula conținutul de umiditate și apoi măcinate în probe de putere pentru alte analize. Probele au fost analizate în ceea ce privește compoziția nutrițională (grăsimi, carbohidrați, fibre și cenușă) folosind procedurile Asociației Chimiștilor Analiți Oficiali [20]. Conținutul de proteine ​​(N × 6,25) al probelor a fost estimat prin metoda macro-Kjeldahl [18]. Grăsimea a fost determinată prin extragerea unei greutăți cunoscute de probă sub formă de pulbere cu eter etilic, utilizând un aparat Soxhlet. Conținutul de cenușă a fost măsurat prin incinerare la 600 ± 15 ℃. Glucidele totale au fost calculate prin diferență. Energia a fost calculată conform următoarei ecuații: Energie (kcal/100 g) = 4 × Proteine ​​+ 4 × Glucide + 9 × Grăsimi. Conținutul de minerale (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn și Cu) au fost analizate prin spectrofotometrie de emisie atomică ICP folosind dispozitivul Varian 725-ES după extragerea elementului în soluție acidă HCI 0,1 N.

Proiectare experimentală și analiză de date.

Experimentele au fost efectuate în laboratorul de fiziologie a plantelor și microorganisme cu valoare adăugată, Departamentul pentru industria plantelor, NPUST din Taiwan în sezonul de toamnă-iarnă, 2014 (iulie-decembrie). Experimentul a fost aranjat într-un design aleatoriu de bloc complet, cu trei replicări și douăzeci și patru de pungi de cultură per tratament. Analiza unidirecțională a varianței (ANOVA) a fost efectuată cu testele cu intervale multiple ale lui Duncan pentru a compara diferențele medii semnificative (p. Tabelele 1 și 2). 2). În ceea ce privește C total, valoarea acestui parametru a fost cea mai mare în formula substratului 100% SB (55%) și cea mai mică în 100% CC (39,98%). Formula substratului 100% SB a prezentat cel mai mare N total (1,20%) în timp ce 100% SD (substrat de control), 80% SD + 20% CC, 80% SD + 20% SB a prezentat cel mai mic N total (0,86%, 0,88%, și, respectiv, 0,95%). Conținutul de N a crescut treptat odată cu scăderea cantității de SD în formula substratului (Tabelul 1). În experiment, raportul C/N al formulelor substratului a variat semnificativ de la 34,57 la 51,71 și cea mai mare valoare a fost obținută în formula substratului de control. Valorile pH-ului substraturilor au variat între 6,7 și 6,93, adecvat pentru cultivarea ciupercilor de stridii. Cele mai mari valori ale pH-ului au fost obținute din 100% SD, 80% SD + 20% CC, 80% SD + 20% SB (6,93, 6,91 și, respectiv, 6,88). Valorile CE s-au schimbat semnificativ între formulele de substrat și au variat de la 2,88 la 4,20 (mS/cm). Cea mai mare valoare EC a fost înregistrată la un substrat conținând 100% SB (4,20mS/cm). La creșterea CC și SB în formulele de substrat, raportul C/N și valoarea pH-ului substraturilor au scăzut în comparație cu substratul care conține 100% SD; cu toate acestea, EC a formulelor de substrat a crescut.

tabelul 1

asupra

Mijloacele cu aceeași coloană urmate de aceleași litere nu sunt semnificativ diferite la p ≤ 0,05 în conformitate cu testul cu intervale multiple al lui Duncan.

SD, rumeguș; SB, bagas de trestie de zahăr; CC, porumb.

masa 2

Mijloacele cu aceleași coloane urmate de aceleași litere nu sunt semnificativ diferite la p ≤ 0,05 în conformitate cu testul intervalului multiplu al lui Duncan.

SD, rumeguș; SB, bagas de trestie de zahăr; CC, porumb.

Principalul conținut mineral (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, P și Zn) al formulelor de substrat utilizate în acest studiu a variat considerabil (Tabelul 2). Sales-Campos și colab. [22] au confirmat în studiul lor că aceste elemente sunt prezente în mod natural în toate materiile prime utilizate pentru prepararea substratului de cultivare. Formulele de substrat care conțin CC sau SB la rate de 50% și 100% au fost bogate în conținut de minerale comparativ cu substraturile care conțin 100% SD (cu excepția Fe, Cu Zn și Mn). Dintre formulele de substrat, 100% SB conținea cantitatea maximă de Ca (521,28 mg/100 g). Conținutul de Ca al substratului care implică 100% CC a fost al doilea cel mai mare și nu a fost semnificativ diferit cu conținutul de Ca al substraturilor care conțin 50% SB și 50% CC. În general, conținutul de Cu și Zn al tuturor formulelor de substrat a fost redus. Conținutul de Fe al formulei substratului a variat între 53,47 și 65,89 (mg/100 g), iar cea mai mare valoare a fost obținută la substrat 100% CC (65,89 mg/100 g). Substratul 100% SB și 100% CC au dat, de asemenea, cele mai mari valori ale K (2.673,79 și 2.457,49 mg/100 g), Mn (8,02 și 8,31 mg/100 g) și P (221,90 și 217,42 mg/100 g), respectiv. O tendință de creștere a conținutului de minerale a fost observată atunci când SD a fost înlocuit treptat de SB sau CC în formulele de substrat.

Efectul diferitelor formule de substrat asupra parametrilor morfologici.

Șapte tipuri diferite de substraturi au fost investigate pentru a determina creșterea, randamentul, compoziția nutrițională a două ciuperci de stridii PO și PC. Rezultatele din Tabelul 3 au arătat că au existat diferențe semnificative în parametrul morfologic al ambelor ciuperci de stridii PO și PC crescute pe șapte formule de substrat. Colonizarea PO ciuperci a fost finalizată între 30.03

40,06 zile după incubare, în timp ce perioada totală de colonizare a ciupercilor cu stridii a variat de la 48,25 până la 55,02 zile. Ambele ciuperci de stridii PO și PC au luat mai mult timp (35.08

55,02 zile, respectiv) pentru a completa colonizarea în substraturi care conțin 100% CC și 50% CC comparativ cu alte formule de substrat.

Tabelul 3

Mijloacele din aceeași coloană a fiecărei ciuperci de stridii, urmate de aceleași litere, nu sunt semnificativ diferite la p ≤ 0,05 în conformitate cu testul cu interval multiplu al lui Duncan.

PO, Pleurotus ostreatus; PC, Pleurotus cystidiosus; SD, rumeguș; SB, bagas de trestie de zahăr; CC, porumb.

Creșterea miceliului în acest studiu a fost mult mai lentă decât constatarea lui Dahmardeh și colab. [26] perioada de colonizare a ciupercilor de stridii a durat trei săptămâni și corpurile fructifere au apărut după 2

3 zile. În timp ce Bughio [27] a dezvăluit că ciuperca de stridie PO (Jacq. Ex. Fr.) Kummer a luat 43,25

53,00 zile pentru formarea capului de pin după inocularea icrelor în cazul utilizării paiului de grâu și a frunzelor de sorg. Rezultatele prezentului studiu au fost de acord cu constatarea lui Bugarski și colab. [28] care au descoperit că primul corp fructifer a apărut în zile diferite, în funcție de substraturi.

Efectul diferitelor formule de substrat asupra caracteristicilor corpului fructifer.

A existat o diferență semnificativă în diametrul capacului ambelor ciuperci de stridii cultivate pe diferite formule de substrat (Tabelul 3, Fig. 2). În cazul ciupercilor de stridii PO, diametrul capacului a fost cel mai mare (86,74 mm) pe formula de substrat 100% CC, iar diametrul cel mai mic (70,62 mm) a fost înregistrat pe substratul de control 100% SD. În cazul PC-ului cu ciuperci de stridii, cea mai mare valoare a diametrului capacului (106,24 mm) a fost obținută din substratul care conține 100% CC, iar cel mai mic diametru al capacului a fost observat la formulele substratului 80% SD + 20% SB și 100% SD 95,68 mm, respectiv).

Lungimea și grosimea stipei de ciuperci de stridii PO și PC au diferit semnificativ pe diferite substraturi (Tabelul 3, Fig. 2). În cazul ciupercilor PO, lungimea tijei variază de la 35,28 la 39,21 mm, în timp ce grosimea tijei variază de la 8,52 la 11,06 mm. Lungimea stâlpului PC-ului cu ciuperci a variat de la 46,06 la 57,84 mm, iar grosimea tijei a variat de la 35,08 la 44,02 mm. Valorile lungimii stipe ale ciupercilor PO și PC cultivate pe formula substratului de control au fost aceleași sau semnificativ mai mari decât cele ale altor substraturi experimentale, în timp ce valorile grosimii au fost aceleași sau mai mici. Pe de altă parte, grosimea capacului ambelor ciuperci de stridii PO și PC crescute pe formula de substrat de control a fost mai mică decât cea a altor formule de substrat (datele nu sunt prezentate). În formulele de substrat cu 50% CC, 100% CC și 100% SB, calitatea comercializabilă a ciupercilor PO și PC a fost îmbunătățită prin scurtarea lungimii tijei de ciuperci și mărirea diametrului capacului de ciuperci. Substraturile care conțin 100% CC și 50% CC au oferit, de asemenea, o bună calitate comercială a ciupercilor de stridii datorită grosimii mai mari a ciupercii.

Corpul fructifer eficient este partea comestibilă a ciupercilor. Numărul mediu de corpuri fructifere eficiente pe grămadă a prezentat diferențe semnificative între diferite formule de substrat (Tabelul 3, Fig. 2). Rezultatul a arătat că numărul maxim de fructe de ciuperci PO (10,32 corpuri fructifere/grămadă) a fost înregistrat la substrat 100% SD, urmat de alte formule de substrat (7,93

8,55 corpuri fructifere/buchet) în timp ce numărul maxim de corp fructifiant al ciupercilor PC a fost obținut din formule de substrat 100% SD, 100% SB, 100% CC, 50% CC + 50% SD, 80% SD + 20% CC (2.32, 2.09, 2.23, 2.27 și, respectiv, 2.12 corpuri fructifere/grămadă). Cel mai mic număr de corpuri fructifere eficiente de ciuperci de stridii a fost observat la un substrat conținând 50% SB. Corpurile fructifere eficiente pe grămadă nu depindeau doar de tipurile de substrat, ci și de speciile de ciuperci de stridii. Între două ciuperci de stridii, ciuperca PO avea corpuri fructifere eficiente mai mari decât cea a ciupercilor PC. Mondal și colab. [29] a indicat faptul că organismele fructifere eficiente ale ciupercilor de stridii P. florida au variat de la 8,5 la 37,25 corpuri fructifere/grămadă și depindea de tipurile de substrat utilizate pentru cultivare.

Efectul diferitelor formule de substrat asupra randamentului și BE.

Randamentul este unul dintre principalele scopuri ale cultivatorilor de ciuperci. Ambele ciuperci de stridie PO și PC cultivate pe diferite substraturi au arătat diferența semnificativă în ceea ce privește randamentul ciupercilor (Tabelul 4). Mushroom PO avea șase flush-uri, în timp ce ciuperca PC avea doar trei flush-uri. Randamentul semnificativ mai mare de ciuperci de PO și PC a fost obținut de la prima culoare, urmat de a doua culoare și tendința a scăzut treptat la următoarele curățări. Randamentul total de ciuperci PO a variat de la 232,54 la 270,60 g/pungă. Formulele de substrat 100% CC au dat cel mai mare randament total (270,60 g/sac) urmate de formulele de substrat conținând 50% CC și 100% SB (258,82 și respectiv 257,70 g/sac). Substraturile care conțin 100% CC, 50% CC și 100% SB au avut valori mai ridicate ale randamentului de PO de ciuperci la aproape toate apele și astfel randamentul total al acestora a fost mai mare decât cel al altor formule de substrat. În cazul PC-ului cu ciuperci, randamentul total semnificativ cel mai mare a fost obținut din formulele de substrat 100% CC și 100% SB (respectiv 201,14 și 195,56 g/pungă), urmate de substratul conținând 50% CC (191,72 g/pungă). Formula substratului de control (100% SD) a dat cel mai mic randament de ciuperci (181,59 g/pungă); cu toate acestea, nu a fost semnificativ diferit de cel obținut din substraturi care conțin 50% SB, 20% SB și 20% CC.