Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре - Бухало А.С.
ISBN 5-12-000267-6
Скачать (прямая ссылка):
• *
Создание технологий получения продуктов из живых клеток микроорганизмов, в том числе высокоинтенсивного биотехнологического производства белка, приобретает все большее значение (Скрябин, Ерошин, 1984). Высказывается мнение (Zetelaki, 1981; Вассер и др., 1984; Елинов, 1984), что среда очередных задач в области биотехнологии стоит производство грибных продуктов с естественными вкусовыми качествами на основе глубинного культивирования съедобных грибов.
Важный начальный этап создания биотехнологии — поиск штаммов с наивысшей продуктивностью. На этом этапе нами были оценены потенциальные возможности и отобраны доя дальнейших исследований штаммы Pieurotus ostreatus 1300, Flammulina velutipes 112 и Panus tigrinus 131. Стратегия поиска продуцентов пищевой биомассы среди высших съедобных базидиомицетов обсуждалась в предыдущей главе.
Дальнейшим этапом создания эффективной биотехнологической системы является подбор питательной среды, обеспечивающей потребности культуры в компонентах, оптимальных для получения целевого продукта. Из большого числа вариантов питательных сред выбирают наилучшие, характеризующиеся доступностью, технологичностью и дешевизной. На основании изучения питательных потребиос-110 тей селектированных штаммов-продуцентов нами предложены экономичные пита-
тельные среды, включающие в качестве компонентов отходы переработки картофеля, молочную сыворотку, мелассу, дешевые и недефицитные биостимуляторы, источники минерального питания.
Генетический потенциал продуцента реализуется на стадии отработки режима культивирования. К наиболее важным параметрам роста при получении биомассы в качестве конечного продукта следует отнести скорость роста, длительность ростовых фаз, ЭК, величину урожая и другие (Перт, 1978; Rose, 1979b; Виестур и др., 1980; Подгорский, 1982; Rowlands, 1983; Блинов, 1984).
Основные исследования по глубинному культивированию мицелия высших базидиомицетов выполнены с использованием периодического культивирования. Однако данные, количественно характеризующие рост высших базидиомицетов в глубинной культуре, практически отсутствуют. А они необходимы для разработки технологии процессов управляемого культивирования этих грибов, а также для сравнения потенциальных возможностей базидиомицетов с таковыми других ми- ’ пелиальных грибов и микроорганизмов, использующихся в качестве промышленных продуцентов.
Одной из важнейших проблем, в значительной мере ограничивающих практическое использование многих видов высших базидиомицетов, является незначительная скорость роста в культуре. Так, для Boletus edulis при выращивании в глубинной культуре на качалке продолжительность лаг-фазы составляет 2 недели, время удвоения биомассы в период экспоненциального роста — 2,5—3,5 сут (Eyber-gen, Scheffers, 1972). ФДийкстра (Dijkstra, 1976) считает, что процесс производства пищевого мицелия на основе глубинного культивирования высших базидиомицетов экономичен, если он длится 7 сут.
Максимальная степень роста определяется внутренними особенностями организма. Однако если имеются ограничения в снабжении питательными компонентами, то рост не сбалансирован и питательные вещества используются в процессах метаболизма, не существенных для роста. Задача состоит в том, чтобы с помощью варьирования состава питательной среды направить метаболизм по пути использования промежуточных метаболитов и превращения их в клеточное вещество. Скорость роста может значительно варьировать при добавлении в среду различных источников питания, изменении pH среды, температуры и тд. Например, при использовании разных источников азота скорость роста у АсЫуа bisexualis составляет 0,04—0,81 ч-1 (Bull, Bushell, 1976). У этого гриба отмечена наивысшая скорость, известная у мицелиальных грибов. Для некоторых несовершенных грибов установлены низкие скорости роста и введено понятие ’’минимальная скорость роста”. Последняя определяется как такая, ниже которой вся популяция прекращает рост и ее жизнедеятельность выражается только в метаболизме или морфологической дифференциации.
Удельная скорость роста, которая характеризует прирост единицы биомассы за единицу времени, является одной из важнейших характеристик штамма. Максимальная удельная скорость роста наблюдается при культивировании в отсутствии лимита по субстрату в период экспоненциального роста,
Обоснована применимость экспоненциального закона для культур нитчатых грибов в перемешиваемой культуре (Katz, Goldstein, 1972). Грибы растут экспоненциально до тех пор, пока имеется пространство для роста в форме мицелиальных шариков и достаточная диффузия питательных веществ в колонию. Если концентрация биомассы превышает 10—15 г/л сухого мицелия и возникает лимит питательных веществ внутри шарообразной колонии, а нарастание колонии происходит только по ее поверхности, то "рост в глубинной культуре происходит по кубическому закону, являющемуся частным выражением экспоненциального закона (Chiu, Zajic, 1970; Solomons, 1975).
Нами показано, что на скорость роста существенное влияние оказывает способ выращивания посевного мицелия, состав питательной среды, аэрация и перемешивание. На продолжительность ростовых фаз воздействуют состав питательной среды, возраст и способ выращивания инокулюма, его количество. Особенно эффективным для сокращения лаг-фазы и ускорения роста оказались использование в качестве инокулюма глубинно выращенного мицелия, находящегося в экспонен- 111
