《Bioresource Technology Reports》:Valorization of spent mushroom substrate (SMS) combined with Bermuda grass for improved oyster mushroom (
Pleurotus florida) yields
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佛罗里达平菇在Bermuda草与废菇料不同配比基质中栽培,80%+20%组合最快完成菌丝生长(16天),产量最高(1711g)且生物转化效率达336.4%。该配比蛋白质含量7.04%最高,而50%+50%组合矿物质含量最优。研究证实混合基质可提升栽培效率并实现废料资源化利用。
Roshan Lal Gautam | Siya Ram | Ram Naraian
摘要
平菇的生长需要适当丰富的基质和补充物组合,以提高子实体的质量和营养成分。Pleurotus florida在百慕大草(BG)和废弃蘑菇基质(SMS)上以不同的比例进行培养:BG(100%)、SMS(100%)、BG + SMS(90% + 10%)、BG + SMS(80% + 20%)、BG + SMS(60% + 40%)和BG + SMS(50% + 50%)。研究了完全菌丝生长(CMR)、针头期开始(PHI)、首次收获(FH)、第一轮生长(flush-I)、第二轮生长(flush-II)、第三轮生长(flush-III)、产量、生物效率(BE)以及子实体的近似组成。BG + SMS(80% + 20%)组合的CMR(16天)、PHI(19天)和FH(23天)最快。BG + SMS(80% + 20%)组合的蘑菇产量(1711克)和BE(336.4%)最高,分别比对照组高出762克和146.6%。BG + SMS(90% + 10%)组合的碳水化合物(48%)和蛋白质(7.04%)含量最高,而BG + SMS(50% + 50%)组合的脂肪含量(0.47%)最高。BG + SMS(50% + 50%)组合的子实体中K(1621)、Cu(0.82)、P(1196)、Zn(20.5)、Mg(138)、Mn(8.5)和Ca(5.4)的浓度最高。本研究的结果建议通过蘑菇栽培这种有价值的回收方式,实现对SMS的有效和环保的利用。
引言
由于平菇具有吸引人的口感和香气,以及其营养和治疗特性,对平菇的需求和消费量正在增加(Raman等人,2021年)。这种真菌产生的子实体含有大量的蛋白质(do-Carmo等人,2021年)以及必需的大量营养素和微量营养素,如磷、钾、锰、钙和铁。它们还含有丰富的必需维生素,包括B族维生素,以及多种矿物质,如铜、铁、钾、镁、锌和磷(Siyame等人,2021年)。蘑菇中较低的钠含量、较高的磷和钾含量使其成为高血压和糖尿病患者的有益健康食品(Abou Fayssal等人,2020年)。此外,蘑菇是一种低脂肪的碳水化合物来源(Abou Fayssal等人,2021a),并被认为是一种营养丰富的食物(Gonzalez等人,2021年)。蘑菇作为有效的膳食补充剂,有助于缓解营养不良(Tavarwisa等人,2021年;Das等人,2021年),并且多年来一直被用作食物及其成分(Naim等人,2020a)。与肉类和鱼类相比,蘑菇子实体是人类营养中更优质且经济实惠的蛋白质来源(Atila等人,2024年)。Pleurotus florida属于白腐菌,是一种在印度被称为平菇或Dhingiri的可食用蘑菇。由于其简单的栽培技术和能够在多种木质纤维素上生长的能力,它是全球销售最广泛的蘑菇之一(Balan等人,2022年)。为了满足营养和治疗需求,蘑菇是一种廉价且易于获取的资源,在全球范围内都有消费,年平均产量约为4000万吨(Thakur,2020年)。由于其营养价值,平菇的全球需求正在稳步增长。
Pleurotus florida是第二大广泛种植的可食用大型真菌,在许多国家都有大规模的栽培(Bellettini等人,2019年)。它可以在多种植物性农业废弃物上生长并分解,产生大量的平菇。每年全球会产生约9.98亿吨的农业副产品,包括小麦、大米和谷物秸秆(Raman等人,2021年)。有机农业废弃物,如木屑、玉米芯、甘蔗渣、小麦秸秆和稻草,已在多项研究中得到应用(Naraian等人,2009年;Koutrotsios等人,2014年;Girmay等人,2016a,Girmay等人,2016b)。其中,小麦秸秆是最常用的木质纤维素基质之一。使用木质纤维素残渣进行蘑菇栽培可以促进经济增长,并在技术投资较少的地区减少贫困(do-Carmo等人,2021年)。
在蘑菇生产中使用的、被菌丝覆盖的基质被称为废弃蘑菇基质(SMS),通常在收获后会被丢弃(Grimm和Wosten,2018年;Economou等人,2020年)。然而,蘑菇产业的迅速发展产生了大量的废弃蘑菇基质,每年超过6000万吨(Atallah等人,2021年)。废物管理不善可能导致废物的不当处理,从而对空气、土壤和水造成污染(Leong等人,2022年)。SMS主要含有营养物质、剩余的蘑菇菌丝、腐烂的木质纤维素基质、高水平的有机物质和其他成分(Ma等人,2023年)。此外,SMS富含木质素和多糖成分,以及大量的有机大分子和矿物质,因此具有很高的资源回收潜力(Hernandez等人,2021年)。生产1公斤新鲜蘑菇大约会产生3到5公斤的废弃蘑菇基质(Grimm和Wosten,2018年;Zakil等人,2022年)。因此,需要更高效和有益地利用SMS,以避免真菌疾病的传播,促进环境保护,提高废物再利用效率,发展蘑菇农业经济,并确保蘑菇产业的可持续发展(Mahari等人,2020年)。然而,由于菌丝重新吸收导致养分流失,SMS在后续应用中的效果不佳(Naim等人,2020b)。通过添加补充基质来回收使用过的基质是一种可行的替代方案(Leong等人,2022年)。另一方面,蘑菇依赖木质纤维素基质获取营养。文献表明,基质的成分会不同程度地影响蘑菇子实体的组成。蘑菇的质量和数量完全取决于用于栽培的基质化学性质(Kumar等人,2022年)。研究表明,补充基质可以增加蘑菇的营养成分、菌丝生长和子实体的质量(Abou Fayssal等人,2021b)。此外,添加有机补充剂的基质能够提供最佳的P. ostreatus营养谱,以及最高的粗蛋白含量,而发酵后的基质(FBH)则提供了最高的维生素含量(Elkanah等人,2022年)。然而,关于在不同农业副产品上生长的子实体组成的信息仍然有限(Koutrotsios等人,2022年)。过多的百慕大草秸秆要么被焚烧,要么被丢弃,导致环境问题。在蘑菇栽培中使用百慕大草和废弃蘑菇基质的混合物是一种创新的废物利用和环境管理方法。本研究的创新之处在于探讨了将草屑和废弃蘑菇基质结合使用对P. florida子实体生长和组成的影响,这之前尚未被测试过。因此,本文的目标是探索在添加SMS的基质上提高蘑菇产量,以改善蘑菇的营养成分。研究的主要目标包括在添加SMS的干燥百慕大草不同组合上培养P. florida蘑菇,并研究其对不同栽培阶段、产量、生物效率、碳水化合物、蛋白质、脂肪和蘑菇子实体中不同矿物质含量的影响。
章节片段
蘑菇培养和维护
P. florida平菇菌株来自印度北方邦Jaunpur的Mushroom Training and Research Centre(MTRC)的培养库。该菌株在含有20克葡萄糖、200克马铃薯和20克琼脂的1000毫升水中培养。含有蘑菇菌株的斜面培养物保存在冰箱中,并每两周进行一次定期传代培养。SMS补充对完全菌丝生长的影响
不同的BG和SMS组合对完全菌丝生长的时间长度有不同的影响。最快的菌丝生长出现在BG + SMS(80% + 20%)组合中,从孢子产生之日起16±1天;其次是BG + SMS(60% + 40%)组合,需要17±1天。未添加补充剂的对照组(BG 100% + SMS 100%)分别需要23天和28天完成菌丝生长。天数递减的顺序为结论
将SMS有效转化为有价值的用途,如蘑菇栽培,是一个将废物回收为有价值的生物技术产品的过程。通过蘑菇栽培回收SMS有助于减少污染物并提高经济价值。本研究在自己的蘑菇栽培设施中回收SMS,并将其循环利用于蘑菇栽培中,而不是将其随意丢弃在环境中,从而避免不良后果
CRediT作者贡献声明
Roshan Lal Gautam:撰写——原始草稿、方法论、研究。Siya Ram:撰写——审稿与编辑、数据整理。Ram Naraian:撰写——审稿与编辑、监督、概念构思。
未引用的参考文献
Carrasco-Gonzalez等人,2017
Sharma,1984
Tesfaw等人,2015
利益冲突声明
作者声明以下可能的财务利益/个人关系:Ram Naraian报告称获得了新德里University Grant Commission(UGC)的财政支持。如果还有其他作者,他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究。
致谢
非常感谢来自新德里University Grant Commission(UGC)的财政资助(项目编号:F. No. 41-513/2012/(SR)。