Разложение лигниноцеллюлозных материалов при помощи высших грибов
19.11.2014
Высшие грибы обладают способностью посредством своих ферментных систем разлагать высокомолекулярные вещества типа целлюлозы или лигнина, делая их доступными для пищеварительной системы сельскохозяйственных животных. Высшие грибы дают возможность организации полупромышленного и промышленного производства белка из доселе малоиспользуемых лигниноцеллюлозных отходов (солома, кукурузные кочерыжки, подстилка, опилки и т. д.). Кроме того, высшие грибы связывают при росте атмосферный азот. Pleurolus ostreatus, Kuehneromyces mutabilis и Morchella способны фиксировать азот воздуха в количествах до 7 мг на 1 г потребленного углеводного субстрата. Добавка мочевины к субстрату для культивирования Pleurotus ostreatus повышала содержание протеина в сухом веществе биомассы на 20%. После сбора плодовых тел остается субстрат (например, солома, проросшая мицелием), который может быть использован в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Известно, что многие дикие животные охотно поедают грибы (грызуны, белки, мыши и др.), а из домашних к таким животным относятся овцы.
Преимуществом высших грибов является их способность использовать широкий ассортимент отходов растениеводства, а также городские негорючие отходы. Многие ученые считают грибы перспективным источником питательных веществ для человека и животных. По опубликованным данным, было осуществлено культивирование грибов для кормовых целей и получен продукт под названием «Mycofutter». В качестве субстрата использовали пшеничную, ржаную или рисовую солому, в которую вносили мочевину, подвергая ферментации при высокой температуре и участии термофильных бактерий в течение 16—21 дня (так называемая бактериофага). За это время под воздействием микроорганизмов в субстрате распадается 30% сахаридов и повышается уровень протеина. Во второй фазе (бактериоактинофаза), длящейся 3—7 дней, размножаются термофильные актиномицеты, продолжает расти уровень протеина и образуются хорошие условия для роста шампиньонного мицелия. В третьей, так называемой микофазе, в субстрат вносят культуру шампиньонов, мицелий которых при 22—21 С прорастает весь субстрат за 14—21 день. В этой фазе в субстрате снижается уровень сахаридов, синтезируется белок грибов, повышается содержание витаминов группы В, кислот и ферментов. Субстрат содержит 18—20% белка и 50% воды. Теперь его можно использовать для кормления животных.
В настоящее время наибольшее внимание чехословацких ученых привлекают высшие грибы Coprinus и Pleurotus ostreatus. Разработан простой одноступенчатый метод получения белкового экстракта в результате культивирования специального штамма Coprinus эр. Конечный продукт содержит 22% протеина в сухом веществе с относительно хорошим аминокислотным составом. Этот гриб хорошо растет на различных целлюлозосодержащих отходах.
Среди высших грибов, которые способны использовать широкий спектр органических материалов, в первую очередь надо упомянуть Pleurotus ostreatus, принадлежащий к классу Basidomycetes — Agaricales. Этот гриб насчитывает восемь форм и множество субформ. Он чрезвычайно нетребователен к составу субстрата, растет на самых различных материалах (опилки, солома, подстилка и т. д.). В Чехии его выращивают на соломе и кукурузных кочерыгах, и предназначен он для питания человека. После сбора плодовых тел остаются проросшие мицелием отходы с высоким уровнем белка, низким содержанием клетчатки и лигнина. Этот субстрат непригоден для повторного использования, однако он может служить в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Мицелий гриба имеет белый цвет и приятный запах грибов, быстро прорастает в солому. Хотя солому предварительно не стерилизовали, плесени в субстрате обнаружено не было. В конце длительного опыта (150 дней) было зарегистрировано снижение уровня клетчатки примерно на 20%, повышение содержания протеина, содержание жира осталось без изменения. В опытах на цыплятах полученный субстрат после сушки смешивали в измельченном виде с зерном. Цыплята хорошо поедали эту смесь. Поросята поедали такой субстрат после постепенного приучения.
Гриб Pleurotus ostreatus содержит все незаменимые аминокислоты (фенилаланин и метионин в недостаточных количествах). В мицелии этого гриба в свободном состоянии было обнаружено 18 аминокислот, в гидролизованном белке — 16 1341. В сухом веществе плодовых тел содержится 65% белка. Содержание витаминов в 1 кг сухого вещества составляет 9,9 мг витамина B2 и 0,07 мг аэргостерола. Содержание витамина B12 не превышает 1,4 мкг в 1 кг сухого вещества.
Было установлено, что по мере роста грибов содержание питательных веществ в субстрате значительно изменяется. В субстрате после образования плодовых тел уровень сухого вещества повышался на 13%, протеина — на 2,24, сырого жира — на 0,06, БЭВ — на 6 и золы — на 4,7%.
Повышенное содержание белка в таком субстрате обусловлено образованием аминокислот. Количество лигнина снижалось на 5,3%, целлюлозы — на 9,8%. После сбора плодовых тел содержание питательных веществ в субстрате резко падает. После измельчения и хранения в кучах субстрат согревался и плесневел, что значительно снижало его переваримость и поедаемость животными. Анализ Pleurolus ostreatus показал наличие в нем 16 аминокислот, причем количество триптофана ни у одного из изучаемых видов не превышало 0,2—0,4%.
Многие ученые исследовали переваримость субстрата, обсемененного Pleurotus ostreatus, другими грибами. Переваримость соломы после обсеменения ее мицелием гриба Polysticliis sanguineus повышалась с 46 до 70%. Субстрат гриба Pleurolus florida содержал (после сбора плодовых тел) наибольшее количество растворимых сахаридов и был более пригоден для кормовых целей, чем солома или необсемененный субстрат. Переваримость протеина мицелия составила 84,4%, а органического вещества — 74,4%. Однако чехословацкие ученые определили значительно более низкие показатели переваримости протеина, чем указано выше. Такие противоречивые результаты вызваны, по-видимому, различной методикой исследований.
Кормленческие опыты с использованием субстрата из пшеничной соломы, на котором выращивали Pleurotus ostreatus, были поставлены на откормочных бычках. В итоге в опытной группе среднесуточный прирост массы составил 0,537 кг, в контрольной — 0,680 кг. Изучалось также влияние этого субстрата на клиническое состояние суягных и холостых овцематок. В опытной группе скармливали по 0,5 кг субстрата на голову ежесуточно в течение 38 дней. Субстрат хорошо поедался животными. Состояние здоровья овец контролировали посредством гематологических и биохимических тестов. Между контрольной и опытной группами значительных различий установлено не было.
Противоречивые результаты, получаемые учеными в опытах, с высшими грибами, в определенной степени объясняются различными условиями получения грибного субстрата, а также возможностью наличия в грибах пока еще не идентифицированных веществ, которые могут обладать как стимулирующим, так и ингибирующим действием.
