CC BY
114
УДК 561.284.579.61
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ПРОДУКТОВ
В.В. Тарнопольская, Е.В. Алаудинова, П.В. Миронов
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева» 660037 Красноярск, пр. им. газ. «Красноярский рабочий», 31; е-mail: [email protected]
Исследован элементный состав золы глубинного мицелия штаммов рода Pleurotus, а также кормовых продуктов, полученных биоконверсией растительных отходов с использованием глубинного мицелия как биологического агента.
Определение содержания золы в исходном растительном сырье показало, что оно не превышает 3,5 % на сухую ткань. Содержание золы в глубинной культуре штаммов Pleurotus и кормовых продуктов, полученных с их использованием несколько выше - около 5%.
Полученные результаты исследования элементарного состава золы свидетельствуют, что по содержанию тяжелых металлов и токсичных элементов выращиваемый в глубинных условиях мицелий Pleurotus безопасен и может быть использован как биологический агент для микробиологической переработки растительного сырья.
Основными элементами золы кормовых продуктов являются железо, медь, цинк. Кроме того, в кормовом продукте, полученном с использованием штамма-продуцента P. diamor PD-3.2 также в значительном количестве содержится марганец. Все эти элементы относятся к жизненно необходимым биологическим элементам для полноценного протекания метаболических процессов в организмах.
Получаемые в результате биоконверсии растительных отходов культурами P. ostreatus и P. djamor кормовые продукты обогащены биогенными микроэлементами, при этом токсичные элементы в них обнаружены лишь в следовых количествах и не превышают допустимый уровень, устанавливаемый ветеринарными нормативами.
Ключевые слова: вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus), вешенка розовая (Pleurotus djamor), ксилотрофные базидиомицеты, мицелий, кормовые продукты, биоконверсия, элементный состав золы
The elemental composition of ash of both Pleurotus submerged mycelium and fodder products obtained via plant waste bioconversion by submerged mycelium was investigated.
Ash content of plant raw material does not exceed 3.5 % per dry weight whereas ash content of both Pleurotus submerged mycelium and fodder products produced is slightly higher and reaches up to 5 % per dry weight.
The results obtained show that in terms of toxic elements and heavy metals' content Pleurotus submerged mycelium is a safe agent for microbiological conversion of plant raw material.
The fodder products' ash includes iron, copper and zinc as its essential elements. Also the fodder product produced by P. diamor PD-3.2 strain contains significant amount of manganese. All these elements are of essential; biological importance for full-scale metabolic functioning of living organisms.
The fodder products produced by bioconversion of plant waste with P. ostreatus and P. djamor cultures were enriched with biogenic microelements whereas toxic elements were found in trace amounts far below allowed limits set by veterinary regulations.
Keywords: Pleurotus ostreatus, Pleurotus djamor, xylotroph basidiomycetes, mycelium, fodder products, bioconversion, ash elemental composition.
ВВЕДЕНИЕ
Перспектива прямой биоконверсии растительного сырья открывает широкие возможности для её полезного использования в производстве белковых продуктов, кормопроизводстве, производстве ферментных, биопрепаратов и др. В основе процесса микробиологической переработки растительного сырья лежит конверсия его компонентов культурами - продуцентами, сопровождающаяся значительным приростом биомассы продуцента и выделением им ряда биологически активных веществ, наряду с трансформацией структуры и состава исходного субстрата. Крупнотоннажными растительными отходами, ежегодно образующимися на территории Красноярского края, являются опилки хвойных древесных растений, среди которых зна-
чительная доля традиционно приходится на опилки сосны (Серова, 2014; Матвеева, 2000). В качестве еще одного растительного субстра выбрана вегетативная часть топинамбура, повсеместно произрастающего не только на территории края, но и соседних регионов, дающего высокий урожай зеленой биомассы.
Наши предварительные исследования показали, что при культивировании мицелия Pleurotus на отходах деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства возможно получение продуктов с высокой добавленной стоимостью, белково-угле-водных добавок пищевого достоинства и высококачественных кормов. По ранее опубликованным данным (Химический состав глубинной культуры.., 2014; Fatty acids of xylotrophic.., 2015) глубинный мицелий является полноценным источником белка,
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
полисахаридов, витаминов и иных биологически активных веществ.
Вместе с тем, важным параметром оценки качества получаемых кормовых и пищевых продуктов является их безопасность по уровню содержания тяжелых металлов, поскольку известно, что в природных условиях грибы способны аккумулировать значительные количества этих элементов. В этой связи целью настоящей работы является исследование элементного состава золы глубинного мицелия штаммов рода Р1еиго(и&', а также кормовых продуктов, полученных биоконверсией растительных отходов с использованием глубинного мицелия как биологического агента.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом исследования являлись штаммы ба-зидиальных грибов: РО-4.1 РкигоШ' о&'(геаШ' (Р. о&'(геаШ) - вешенка обыкновенная и PD-3.2 РкигоШ' djamor (Р. ё1атог) - вешенка розовая, чистые культуры которых были выделены из коммерческих плодовых тел.
Культивирование штаммов проводили в поверхностных и глубинных условиях как описано в работе (Химический состав глубинной культуры.., 2014).
Зольность образцов определяли по [6], содержание индивидуальных зольных компонентов определяли рентгено-флуорисцентным методом с помощью прибора марки «Спектроскан 004» (НПО «СПЕК-ТРОН», С.-Пб).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Определение содержания золы в исходном растительном сырье показало, что оно не превышает 3,5 %. Содержание золы в глубинной культуре штаммов РЫигоЫв несколько выше - около 5%, что согласуется с данными Э.Ф. Соломко (Биологические особенности лекарственных макромицетов.., 2011; Соломко, 1978), характеризующего мицелий различных съедобных грибов, выращенный глубинным способом.
В золе глубинных культур обоих штаммов были обнаружены макро- и микроэлементы. Элементный состав золы глубинных культур Р1еигоШ представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Элементный состав золы глубинной культуры Р1еиго^ ostreatus РО-4.1 и Р1еигои djamor PD-3.2 В мкг/г а.с.м. мицелия
Наименование
Допустимое содержание по
Продуцент
элемента СанПиН 2.3.2.1078-01, не более мкг/г Р. ostreatus РО-4.1 Р. 4)атог PD-3.2
Ртуть 0,03 следы следы
Мышьяк 0,5 следы следы
Медь 10 3,37 ± 0,17 2,2 ± 0,08
Свинец 0,5 следы следы
Кадмий 0,1 не обнаружено не обнаружено
Цинк 20 5,17± 0,26 13,65 ± 0,68
Фосфор не установлено не обнаружено не обнаружено
Калий не установлено не обнаружено не обнаружено
Магний не установлено не обнаружено не обнаружено
Железо 50 1,68 ± 0,084 43,09 ± 2,15
Йод не установлено 0,074 ± 0,003 0,18 ± 0,008
Цезий не установлено не обнаружено не обнаружено
Марганец не установлено 0,12 ± 0,06 15,09 ± 0,75
Никель 1,9 0,297 ± 0,015 не обнаружено
Хром 0,6 не обнаружено 0,25 ± 0,01
Бром не установлено 0,49 ± 0,024 следы
Примечание: приведены средние результаты трех параллельных экспериментов, относительная стандартная ошибка опыта не превышала 5%
Анализируя данные таблицы 1, можно сказать, что в золе глубинных культур преобладают цинк, медь и железо, а в золе Р ё1атог также высоко содержание марганца. Эти металлы относятся к биологически ценным элементам, которые необходимы для полноценной жизнедеятельности организмов. В то же время, необходимо отметить, что содержание цинка, меди и железа существенно меньше по сравнению с предельно допустимыми нормами, установленными СанПиН (СанПиН 2.3.2.1078-01, 2001). При этом токсичные элементы и тяжелые металлы, такие как ртуть, мышьяк и свинец, обнаружены лишь в следовых количествах.
Таким образом, результаты исследования состава золы глубииных культур РкигоШ' позволяют использовать их в качестве продуцентов для получения кормовых продуктов при микробиологической переработке растительного сырья.
Определение зольности кормовых продуктов выявило, что этот показатель находится в диапазоне аналогичного показателя сырья и глубинных культур и не превышает 5 %. Результаты исследования элементного состава кормовых продуктов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Элементный состав кормовых продуктов В мкг/г а.с.м. продукта
Наименование элемента Допустимое содержание в кормах не более, мкг/г [10] Продуцент P. ostreatus PO-4.1 P. djamor PD-3.2
Ртуть 0,10 следы следы
Мышьяк 2,00 следы следы
Медь 80,00 19,01 2,20
Свинец 5,00 следы следы
Кадмий 0,50 не обнаружен не обнаружен
Цинк 250,00 23,28 13,65
Фосфор не установлены не обнаружен не обнаружен
Калий не установлены не обнаружен не обнаружен
Магний не установлены не обнаружен не обнаружен
Железо не установлены 46,63 43,09
Йод не установлены 0,285 0,18
Марганец не установлены 0,950 15,09
Никель не установлены 12,034 не обнаружен
Хром не установлены 0,285 0,25
Бром не установлены не обнаружен следы
Примечание: приведены средние результаты трех ная ошибка опыта не превышала 5%
Элементный состав кормового продукта сравнивали с данными «Ветеринарно-санитарных норм и требований к качеству кормов для непродуктивных животных» (Нормы и требования.., 1997).
Как видно из таблицы 2 основными элементами золы являются железо, медь, цинк. Кроме того, в кормовом продукте, полученном с использованием штамма-продуцента P. diamor PD-3.2 также в значительном количестве содержится марганец. Все эти элементы относятся к жизненно необходимым биологическим элементам для полноценного протекания метаболических процессов в организмах. Лимитирование вышеназванных микроэлементов в питании вызывает нарушения обмена веществ у животных и птиц, приводит к снижению привесов, роста молодняка, специфическим заболеваниям и т.д. (Хохрин, 2002). Важно то, что тяжелые металлы и токсичные элементы, такие как ртуть, свинец, мышьяк в кормовых продуктах, как и в глубинном мицелии, содержатся в следовых количествах, а кадмий вовсе не был обнаружен.
ВЫВОДЫ
Из приведенных данных следует, что по содержанию тяжелых металлов и токсичных элементов выращиваемый в глубинных условиях мицелий Pleurotus безопасен и может быть использован как биологический агент для микробиологической переработки растительного сырья. Получаемые в результате биоконверсии растительных отходов культурами P. ostreatus
параллельных экспериментов, относительная стандарт-
и P djamor кормовые продукты обогащены биогенными микроэлементами, при этом токсичные элементы в них обнаружены лишь в следовых количествах и не превышают допустимый уровень, устанавливаемый ветеринарными нормативами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Серова, Т. А. Химический метод оценки степени биодеградации древесины конструктивных элементов / Т. А. Серова, Ю.А. Титова, Ю. Д. Шенин // Magazine of civil engineering. - 2014. - № 3. - С. 77-89.
Матвеева, Р. Н. Интеграция исследований СибГТУ и ИЛ СО РАН по изучению биоразнообразия основных ле-сообразующих видов Сибири / Р. Н. Матвеева, Л И. Милютина, О. Ф. Буторова // Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модификации древесины. - Воронеж : ВГЛТА, 2000. -Т. 1. - С. 265-269.
Химический состав глубинной культуры ксилотроф-ных базидиомицетов рода Pleurotus / В. В. Тарнопольская, Е. В. Алаудинова, А. С. Саволайнен [и др.] // Хвойные боре-альной зоны, 2014. - № 1-2. - С. 78-80.
Тарнопольская, В. В. Биомасса глубинного мицелия базидиальных грибов как источник белка и комплекса биологически активных веществ / В. В. Тарнопольская, О. В. Киселева, Е. В. Алаудинова [и др.] // Биотехнологии в химико-лесном комплексе: материалы Междунар. науч. конф. - Архангельск, 2014. - С.287-290.
Fatty acids of xylotrophic basidiomycetes of the genus Pleurotus in submerged culture / V. V. Tarnopolskaya [et al.] // Chemistry of Natural Compounds, 2015. - Vol. 51. - № 2. -Р. 328-329.
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
Чупрова, Н. А. Химия древесины. Химия древесины и синтетических полимеров : лабораторный практикум для студентов всех форм обучения специальности 240406.55 Технология химической переработки древесины направления 240406.62 Химическая технология и биотехнология / Н. А. Чупрова, Е. В. Исаева. - Красноярск : СибГТУ, 2008. - 64 с.
Биологические особенности лекарственных макроми-цетов в культуре: Сборник научных трудов в двух томах. Т. 1 / Под ред. С. П. Вассера. - Киев: Альтерпрес, 2011. - 212 с.
Соломко, Э. Ф. Сравнительный химический состав и питательная ценность мицелия съедобных грибов, вы-
ращенных глубинным методом / Э. Ф. Соломко // Производство высших съедобных грибов в СССР. - Киев: Наук. думка, 1978. - С. 98-104.
СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. - М. : 2001. - 180 с.
Нормы и требования № 13-7-2/174. Ветеринарно-сани-тарные нормы и требования к качеству кормов для непродуктивных животных. М. : 1997. - 100 с.
Хохрин, С.Н. Корма и кормление животных / С. Н. Хох-рин. - Санкт-Петербург : «Лань». - 2002. - 512с.
Поступила в редакцию 28.06.16 Принята к печати 29.12.16
