日记账名称:应用微生物学研究杂志
物品类型:研究
收到日期:2017年11月16日,
接受日期:2017年12月14日
发布日期:2017年12月20日
引用:Tsegaye Z,Tefera g(2017)使用农业工业残留物培养牡蛎蘑菇(Pleurotusostreatus Kumm,1871)。J Appl Microb Res Vol:1,ISSU:1(15-20)。
版权:©2017 Tsegaye Z,等。这是一篇开放存取的文章,在知识共享署名许可协议的条款下发布,该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。
摘要
本研究比较了不同农用工业废渣对平菇生长及生物转化效率的影响。采用废棉、咖啡浆、木屑和tef秸秆等不同基质栽培平菇。从亚的斯亚贝巴不同地区收集农用工业残留物,在121°C和15 P下灭菌60分钟。在马铃薯葡萄糖琼脂平板上保持平菇的纯培养,并将其接种在无菌谷物中。在甘蔗甘蔗渣上菌丝生长最快的时间不到两周。健康和成熟的菌种转移到灭菌底物中。在第1、2、3次洗涤时,废棉+咖啡浆组合菌丝体定植量最大,原始起始量最大,子实体形成量最大,平菇产量最大(790g/kg)。在连续三次冲洗中,废棉与咖啡浆组合的生物转化效率和蘑菇产量达到79%,是较好的基质。鲜菇产量与基质的化学和生物组成直接相关,而基质的化学和生物组成对食用菌的生长至关重要。
关键字
蘑菇;咖啡果肉;培养;绝育手术。
摘要
本研究比较了不同农用工业废渣对平菇生长及生物转化效率的影响。采用废棉、咖啡浆、木屑和tef秸秆等不同基质栽培平菇。从亚的斯亚贝巴不同地区收集农用工业残留物,在121°C和15 P下灭菌60分钟。在马铃薯葡萄糖琼脂平板上保持平菇的纯培养,并将其接种在无菌谷物中。在甘蔗甘蔗渣上菌丝生长最快的时间不到两周。健康和成熟的菌种转移到灭菌底物中。在第1、2、3次洗涤时,废棉+咖啡浆组合菌丝体定植量最大,原始起始量最大,子实体形成量最大,平菇产量最大(790g/kg)。在连续三次冲洗中,废棉与咖啡浆组合的生物转化效率和蘑菇产量达到79%,是较好的基质。鲜菇产量与基质的化学和生物组成直接相关,而基质的化学和生物组成对食用菌的生长至关重要。
关键字
蘑菇;咖啡果肉;培养;绝育手术。
介绍
每年都会产生大量富含有机化合物的木质纤维素农作物残留物。在地球表面,每年大约有2000亿吨的有机物是通过光合作用过程产生的[1]。然而,这种有机物的大部分不是人类和动物直接食用的;在许多情况下,它会成为环境介质的污染源。
在埃塞俄比亚,农业和农业工业活动产生了大量浪费。大约有39家锯木厂,总共有5-10家工厂从事木材生产。农业和农业工业残留物用于家庭部门的烹饪和烘焙,使用非常低效的设备,占埃塞俄比亚总能源消耗的15%。但其余85%的残留物大多倾向于作为废物处理。
在生物转化过程中,蘑菇栽培是一种适宜的农用和农用农药残留管理技术。蘑菇是一种肉质腐生真菌,生长在自然界中潮湿腐烂的树木树干、腐烂的有机物和富含有机物的潮湿土壤中。香菇栽培可作为提取农药残留生物资源的一种有效途径,具有一定的环保意义。
蘑菇是季节性的,因此必须进行商业栽培,以确保持续供应。然而,蘑菇的大规模栽培和加工需要充分了解生长需求,以及基质对其生长速率和营养成分的影响。一些研究人员已经观察到,牡蛎蘑菇的产量和质量取决于基质的化学和营养含量[4]。在生物加工过程中,残渣的用途可能是将不可食用的生物质残渣以食用菌的形式生物转化为富含营养蛋白质的食物。培养任何类型的蘑菇都意味着微生物学、环境工程和固态发酵原理,可以将国内农业、工业、林业废物转化为人类食物。
在大多数国家,对耕种蘑菇等养殖蘑菇,葡萄牙菇,葡萄球菌,葡萄球菌,Volvariella Volvacea和Auricularia SPP等培养蘑菇有良好的消费验收。[5]。牡蛎蘑菇在生活树上的自然条件下种植,作为寄生虫或树木的树木作为嗜血脂和原代分解器。牡蛎蘑菇的新鲜水果体的化学成分,Pleurotus ostreatus表明了大量的水分(90.8%),而新鲜和干牡蛎蘑菇富含蛋白质(30.4%),脂肪(2.2%),碳水化合物(57.6%),纤维(8.7%)和灰分(9.8%),345千卡能量值100g干重;而维生素如硫胺素(4.8mg),核黄素(4.7mg)和烟酸(108.7mg),矿物质如钙(98mg),磷(476mg),铁(476mg)和100g上的钠(61mg)还发现了干重的基础。
Rambelli和Menini[6]报道,由于其化学成分,推测平菇具有抗肿瘤作用。众所周知,平菇含有治疗成分,如膳食纤维(几丁质和壳聚糖)和酚类化合物[7-10]。从衣索比亚高等真菌平菇培养物中分离得到的多种生物活性化合物表现出抗原虫、抗蠕虫、植物毒性和对盐水虾的致死活性[11]等生物学特性。
Inchausti[12]研究了一些担子菌的提取物和次级代谢产物对利什曼原虫和锥虫的杀虫活性,其提取物和次级代谢产物可用于牛的饲料、肥料或垃圾填埋场。埃塞俄比亚人的蘑菇消费习惯和栽培实践迄今没有很好的记录,尽管它认为该国许多地方适合蘑菇栽培。
蘑菇栽培是一种有效的环境废弃物管理和处理方法。许多农业和工业副产品对蘑菇生产很重要。Tef秸秆、咖啡浆、木屑和废棉纤维素、半纤维素和木质素含量高,蛋白质含量和消化率低。因此,埃塞俄比亚生物多样性研究所目前的研究重点是评估平菇在农工业副产品上的生长、小规模生产的经济可行性和产量(生物转化效率)。
方法和材料
样品收集
从亚的斯亚贝巴不同地区收集农工业残留物,即棉花废料、咖啡纸浆、tef秸秆和木屑。该真菌取自埃塞俄比亚生物多样性研究所微生物生物多样性理事会真菌学部的砧木培养。在马铃薯葡萄糖琼脂和麦芽提取物琼脂平板上保持蘑菇的纯培养。
学习期间
本研究于2014年4月至10月在埃塞俄比亚生物多样性研究所微生物多样性理事会实验室进行
实验室工作
培养基准备:从真菌学实验室获得了在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)和麦芽提取物琼脂(MEA)上保持的纯平菇培养物。将PDA(马铃薯提取物- 4.0 g,葡萄糖- 20.0 g,琼脂- 15 g) 39 (39) g和MEA(麦芽提取物-30 g,真菌蛋白胨-5 g,琼脂- 15 g)分别加入1 L蒸馏水到2升烧瓶中。然后把它放在本生灯上溶解琼脂。在121°C下蒸压15分钟。然后将15毫升(15毫升)的培养基放入直径9厘米的培养皿中。用刮刀将其与图1的平菇培养物接种,并在25°C下孵育。用校准器测量菌丝在培养板上的直径生长。
图1:琼脂片上菌丝体浸润。
产卵量:菌种生产是一项技术性很强的操作,一般在实验室进行。菌种通常用谷物(小麦、高粱、小米)制成。谷物被洗净并在水中浸泡了一夜。水经常更换以防止发酵。一旦谷物准备好了,就把它们煮沸,直到它们变软但仍保持坚硬,然后把水排干,铺在奶酪布上。将2%的碳酸钙与颗粒混合。这些颗粒在一半产仔数时填充;空瓶子的容量是容量的四分之三。这些谷物在121°C和15psp(帕斯卡压力)的高压灭菌器中灭菌30分钟。接种是在全无菌条件下使用纯培养或预先准备的谷物菌种进行的。 After the inoculation, the bottles were incubated at 25°C temperature until mycelia fully cover the grains.
底物制备与接种:将废棉、苔草、咖啡浆和木屑分别浸泡在水中以吸收水分。为了获得最好的结果,底物与麦麸(10%)和石膏(3%)以相似的浓度混合。混合基材放入耐热聚丙烯袋中,在121°C高压灭菌60min,室温冷却。灭菌后,在无菌条件下,每个实验聚丙烯袋在底物中心接种10 g单层平菇纯培养物,包层平铺。在25 - 30°C、相对湿度90%的暗室中保存20天。
图3:用于蘑菇栽培的不同基质。
产品评价
这些袋子定期用酒精和次氯酸盐消毒,以避免有害微生物污染基质。当菌丝体完全覆盖基质袋时,袋被移到另一个房间进行结实。打开袋子,定期浇水,以便结实。接种27天后收获。采集并记录收获蘑菇的重量。蘑菇菌盖和菌柄用米尺测量,单位为厘米。在三次不同的冲洗中收获蘑菇的重量子实体。
生物转换效率
从聚丙烯袋中收获的所有果实的重量被记录为蘑菇的总产量。使用由ChiCH [13]给出的公式计算生物效率(BE)。将被确定为每种干基质收获的新鲜蘑菇(g)的比例(g),并表示为如式所示的百分比。生物效率是收获的新鲜蘑菇的重量(G×100重量的干基质(g)1.牡蛎蘑菇的产量和生物转化效率计算出4种底物上的牡蛎蘑菇。
数据分析
使用表格和频率比进行数据分析。
结果
不同籽粒菌丝生长性能
将菌种接种在预制籽粒中,14 ~ 20 d后籽粒被菌丝完全覆盖。即甘蔗渣菌丝覆盖14天,高粱16天,小麦18天,小米20天图3。刷出现在已经准备好了,应该尽快使用,否则它会因为时间而压缩,使刷出变得困难。
图2:不同谷物的菌丝入侵。
不同混合基质下菌丝的生长性能
菌丝在培养液产卵48 h后开始侵染。在21±6天内,菌丝完全侵入整个底物。
图4:来自菌丝入侵、原始形成和成熟子实体形成的图片。
最高运行速度在废棉和咖啡果肉,平菇菌丝生长覆盖7天后孵化是3厘米,在15天的孵化平菇菌丝生长范围是9.8厘米,在21天的孵化的平菇菌丝生长完全覆盖基板。然后将棉渣与tef秸秆基质混合,接种第7天平菇菌丝生长覆盖度为2.7 cm,培养第15天平菇菌丝生长覆盖度为生长基质的9.6 cm,的23天的孵化,平菇菌丝完全入侵图3和图4的基质,在混合咖啡的纸浆和微软草菇菌丝生长覆盖7天内孵化是2.5厘米,在15天的孵化蘑菇菌丝生长覆盖率为9.0厘米,培养第25天,菌丝生长完全覆盖底物;棉渣与木屑混合培养的菌丝在培养第7天内生长覆盖度为2.1 cm,在培养第15天菌丝生长覆盖度为8.7 cm,在培养第26天菌丝生长完全覆盖底物;观察菌丝运行率最低的木屑和微软目前秸秆的混合物(0.52厘米/天),蘑菇菌丝生长覆盖7天内孵化是1.9厘米,在15天的孵化蘑菇菌丝生长覆盖率为7.8厘米,在27日天的孵化蘑菇菌丝生长完全覆盖基板。木屑与tef秸秆组合时菌丝生长定植率最低
表1:琼脂片上菌丝体浸润。
不 | 基板 | 菌丝侵入量(cm) | 意思是入侵价值(厘米/天) | 完整的入侵(天) | |
---|---|---|---|---|---|
7th天 | 15th天 | ||||
1 | 棉垃圾+咖啡纸浆 | 3. | 9.8 | 0.65 | 21 |
2 | 废棉+ tef稻草 | 2.7 | 9.6 | 0.64 | 23 |
3. | 咖啡纸浆+ TEF稻草 | 2.5 | 9 | 0.6 | 25 |
4 | 废棉+木屑 | 2.1 | 8.7 | 0.58 | 26 |
5 | 木屑+ tef稻草 | 1.9 | 7.8 | 0.52 | 27 |
平菇子实体成熟的时期
大多数实验袋从蘑菇子实体的原始形成到成熟需要3-5天。3天后,蘑菇就可以采摘了。图4显示了牡蛎蘑菇的逐渐发展。原基形成后子实体成熟的持续时间在不同的底物和重复中表现出差异。以棉屑和咖啡浆混合培养的平菇子实体最高,其次为棉屑+tef秸秆混合培养的平菇子实体;咖啡浆+tef秸秆;棉花废料+木屑;木屑+tef稻草表2。在棉花废料和咖啡浆混合物上生长的蘑菇具有最高的柄直径(2.75 cm)。在木屑+tef秸秆的混合物中,栽培牡蛎蘑菇的菌柄和菌桩直径最低,见表2。
表2:平菇子实体的生长。
不 | 基板 | 桩大小在cm /天 | 点滴大小(厘米/天) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2钕天 | 3.理查德·道金斯天 | 4th天 | 5th天 | 桩平均尺寸 | 2钕天 | 3.理查德·道金斯天 | 4th天 | 5th天 | Stiple平均尺寸 | ||
1 | 棉垃圾+咖啡纸浆 | 2 | 2.5 | 3. | 4 | 2.9 | 1.9 | 2.2 | 2.5 | 4.4 | 2.8 |
2 | 废棉+ tef稻草 | 1.8 | 2.1 | 2.4 | 3.2 | 2.3. | 1.8 | 2.1 | 2.3. | 4.2 | 2.6 |
3. | 咖啡纸浆+ TEF稻草 | 1.5 | 2 | 2.2 | 3. | 2.2 | 1.5 | 1.9 | 2.2 | 4.5 | 2.5 |
4 | 废棉+木屑 | 1.3 | 1.8 | 2 | 2.9 | 2 | 1.33 | 1.7 | 2 | 4.3 | 2.1 |
5 | 木屑+ tef稻草 | 1.22 | 1.6 | 1.9 | 2.8 | 1.9 | 1.21 | 1.4 | 1.9 | 4 | 1.9 |
平菇的生物转化效率
以45:45和90:10为主要原料和添加麦麸的不同基质混合物连续三次冲洗蘑菇的生物转化效率:混合物的废棉和咖啡纸浆生物转化效率为79%,其次是76%的废棉和微软目前秸秆混合,纸浆和微软目前秸秆混合咖啡的63%,61%的废棉和木屑的混合物,咖啡果肉和木屑的混合物的58%,52%的木屑和微软目前秸秆混合表3。
表3:收获牡蛎蘑菇的总产量和生物谈话效率,在混合基材上具有45:45ww和90:10ww主要材料和添加剂(小麦麸皮)。
基材含量(100ww和45:45ww) | 冲(克) | 全部的 | 在% | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
90:10ww(主要基质:添加剂) | 1圣天 | 2钕天 | 3.理查德·道金斯天 | ||||
混合的 | 1 | 废棉+咖啡浆+麦麸 | 300 | 264 | 227. | 790 | 79 |
2 | 废棉+苔草+麦麸 | 270 | 250 | 240 | 760 | 76 | |
3. | 咖啡浆+ Tef稻草+麦麸 | 230 | 210. | 190 | 630 | 63 | |
4 | 废棉+木屑+麦麸 | 220. | 202 | 188 | 610 | 61 | |
5 | 咖啡浆+木屑+麦麸 | 200 | 190 | 180 | 580. | 58 | |
6 | 木屑+Tef稻草+麦麸 | 190 | 172 | 158 | 520 | 52 |
讨论
蘑菇栽培需要碳、氮和无机化合物作为其营养来源,主要营养物质是纤维素、半纤维素和木质素等碳源。牡蛎蘑菇需要更少的氮和更多的碳源。因此,大多数含有纤维素、半纤维素和木质素的有机物可以用作蘑菇基质,即水稻和小麦秸秆、棉籽壳、甘蔗、蔗渣、锯末、废纸、树叶等。据报道,蘑菇很容易在不同的木质纤维素废物上生长,如香蕉叶、谷物秸秆、废纸、锯末和家禽粪便[14-16]。
在本次调查中使用的不同谷物中,在甘蔗甘蔗渣上运行的菌丝侵染最少(14天),其次是高粱(16天)、小麦(18天)和小米(20天)。因此,其他研究者如林蛙[17]在牡蛎上的研究结果显示,与其他蘑菇物种相比,在不同谷物上的生长速度显著加快。与木屑与tef秸秆混合菌丝体长度相比,棉渣与咖啡浆混合菌丝体生长速度快。这也得到了可汗等其他调查人员的支持。在产卵运行后,到原始形态需要7-8天。椰糠纤维、大豆秸秆和棉秆基质的原始羽化时间不同。平菇可以在表2所示的5种不同混合基质上成功生长,并在所有基质上定殖。
平菇能够在棉花废料和咖啡纸浆的组合中成功生长,可能与对平菇生长重要的选定基质的基本化学成分有关。所观察到的产生子实体数目的变化可能与底物的物理性质以及蘑菇种的性质有关。所记录的子实体数量与其菌丝定植有关。废棉与咖啡浆混合处理的子实体总重量和数量最高,菌盖直径也更大。这一结果与前人的研究结果有很大的关系,也许早期的原始羽化可能与基质中的营养成分有关。
不同基质组合的蘑菇果体产量分别为790 g/kg、760 g/kg、630 g/kg、790 g/kg、790 g/kg。(废棉+木屑)组合的蘑菇果体(610 g/kg)、(咖啡纸浆+木屑)组合的蘑菇果体(580 g)、(木屑+ tef稻草)组合的蘑菇果体(520 g/kg)。不同基质组合(主基质45:45 ww)和添加剂90:10ww)的生物转化效率分别为79、76、63、61、58和52%。棉屑+咖啡浆组合的生物转化效率最高,木屑+ tef秸秆组合的生物转化效率最低
结论和建议
可食用平菇的种植是将这些低价值的不可食用废弃物转化为高价值商品的主要因素,这种商品既可作为人类的食物原料,也可作为具有商业价值的代谢物的来源。此外,它们的花费可以用作牛的饲料、肥料或垃圾填埋场。
因此,在农用工业废渣上栽培平菇为人类、动物和生态系统提供了多学科优势。棉渣和咖啡浆的结合是平菇产量(生物转化效率)最高的基质,这是很容易获得的基质,而且在我国存在大量的生物量。食用菌的生物效率与食用菌基质的营养成分有直接关系。
观察到的底物介质的差异可能是由于纤维素材料的百分比组成和基本化学品和生物分子对牡蛎蘑菇生长很重要。根据本研究的结果,提供以下建议:
(i) 为了可持续的牡蛎蘑菇生产,必须结合使用高纤维素的基质配方。
必须进行进一步研究,将不同的农业和工业废料结合起来生产蘑菇,以防止营养不良,创造就业机会,并防止环境污染。政府等利益相关方可以将这些低价值的非食用物质,即农业和工业废料,重新转化为蘑菇生长基质。
承认
我要感谢埃塞俄比亚生物多样性研究所对材料的支持和微生物生物多样性理事会研究团队的技术支持。
1.张永华(2008)通过多产品木质纤维素生物精炼厂振兴碳水化合物经济。工业微生物生物技术35:367-375。
2.Yisehak S, Mulugeta A, Yared HM (2009)用于水泥生产的生物质能:埃塞俄比亚的机会。联合国开发计划署。
3.千斯特,千米普普(1992)蘑菇生物学 - 一个新的学科。霉菌学家。6:64-65。
4.Tesfaw A, Tadesse A, Kiros G (2015)在埃塞俄比亚的Debre Berhan,利用当地可用的基质和材料优化牡蛎(平菇)栽培。应用生物技术3:15 -20。
5.Diez VA, Alvarez A(2001)对西班牙西北部两种野生食用蘑菇的成分和营养研究。食品化学75:417-422。
6.库兹曼RH (2005)蘑菇:现代西药的来源。Micologia Aplicada International 17: 21-33。
7.Gregori A, Vagelj M, Pohleven J (2007)侧耳栽培技术及药用特性研究。Biotechnol 45: 238 - 249。
8.Moharram HA, Salama MF, Hussien AA (2008)牡蛎菌丝体作为食品补充剂的特性研究。中国科学(d辑:地球科学)。
9.Neyrinck AM, Bindels LB, De Backer F, Pachikian BD (2009)膳食补充蘑菇衍生的壳聚糖改变饮食诱导肥胖小鼠的脂质细胞因子谱,这一现象与其降脂作用有关。国际免疫药理学9:767 -773。
10.(1995)植物和高等真菌的生物活性化合物。澳大利亚牛津大学出版社。
11.(in chinese)不同氮磷钾水平下黑侧耳菌核对土壤生长和产量的影响。这是墨西哥的名片。15:17-21。
12.Inchausti A, Yaluff G, Rojas de Arias A, Torres S, Ferreira ME等(2001)不同基质栽培平菇的研究。植物病理学(Phytopathol) 13:40 -143。
13.Chang ST,Buswell T,Chiu SW(1993)蘑菇生物学和蘑菇产品。中国大学出版社,香港。在尼日利亚利用农业废料种植香菇。Revista Biol Trop 41: 41-45。
15.Shah ZA, Ashraf M, Ishtiaq MCH (2004)平菇在不同基质(麦秸、树叶、锯末)上的栽培及产量表现比较研究。《巴基斯坦营养报》3:158-160。
16.奥诺CI (2007)利用一些当地基质栽培蘑菇(块茎侧耳)。生命科学学报4:58-61。
17.Rana I, Kanojiya SA, Sandhu SS(2007)添加芒果叶水提物的废弃有机基质对桑叶侧耳和佛罗里达侧耳菌丝生长的影响。J Pure appll Microbiol 1:307 -312。
18.Cohen R,Persky L,Hader Y(2002年)侧耳属木材降解菌的生物技术应用及潜力。应用微生物生物技术58:582-594。