Для выращивания грибов используют среду

Субстрат для выращивания грибов

pH среды, принципы составления

В большинстве случаев субстрат для культивирования грибов содержит в достаточном количестве все основные макро- и микроэлементы, необходимые для развития мицелия и плодообразования. Рассмотренные выше минеральные добавки предназначены для создания следующих эффектов:

1) подщелачивания и усиления буферной емкости субстрата (по отношению к закислению);
2) улучшения структуры и состояния воды в субстрате (улучшается аэрация, связывается свободная вода).

Улучшение структуры субстрата, повышение его аэрированности положительно сказывается на развитии мицелия. Гипс слабо изменяет рН среды, он не является щелочным агентом. Жженый гипс или алебастр связывает воду, снова превращаясь в гипс:

СаSО 4 . 1/2Н 2 О + 11/2Н 2 О -> СаSО 4 . 2Н 2 О

Некоторые грибоводы добавляют до 10% гипса от сухой массы субстрата, что позволяет сохранять оптимальную структуру в течение длительного периода культивации.

Реакция среды.

Важным фактором роста и развития базидиальных грибов является реакция питательной среды. Реакция внешней среды оказывает влияние на рН клеточного содержимого. Меняя рН питательной среды, Бьюнинг, пользуясь индикаторами, наблюдал изменение рН клеточного содержимого от 4,2 до 5,0.

Установлено, что рН клеточного сока плодовых тел шляпочных грибов колеблется в пределах 5,9 — 6,2. Большинство видов грибов предпочитают слабокислые среды. Процессы роста и спороношения могут иметь различные оптимумы рН. При развитии гриба рН среды меняется. Высшие грибы хорошо развиваются при рН 6,0, однако пределы от верхней до нижней границы рН у различных видов отличаются друг от друга. Семейство строфариевых, например, в основе своей ксилофиты, растут на слабокислых почвах. В зависимости от источника углерода реакция в процессе роста гриба может сдвигаться в сторону подкисления или подщелачивания. Источники углерода, изменяя рН, играют определенную роль в образовании органических кислот. От уровня рН зависят поступление тех или иных питательных веществ в клетку, активность ферментов, образование грибами пигментов, антибиотиков, а также полового и бесполого спороношений. Значение оптимального рН для развития высших грибов определяется соотношением в среде углерода и азота. Увеличение концентрации углеводов в среде при постоянном содержании азота вызывает значительные отклонения в углеводном обмене грибов. В среде, в самом мицелии накапливаются различные продукты обмена, органические кислоты, жиры и др. Рост и развитие мицелия при этом прекращаются.

рН среды можно корректировать добавлением щелочи или мела, но, как правило, необходимо использовать буферную смесь, лучше в виде фосфатного буфера (фосфат калия).

[в связи с тем, что текст публикуется с некоторыми сокращениями, здесь была выпущена таблица (Кислотность субстратов после добавления извести) и часть текста о благоприятном рН , касающийся конкретных видов – строфарий и вешенки]

Показано, что интенсивный биосинтез ПСБ коррелирует с фазой активного роста мицелия при кислом рН среды (Catalfomo Ту1ег, 1964).

Такое же действие оказала покрывная смесь. Земля черного цвета с рН 5,75 (крупнозернистый чернозем г. Богородск) давала более быстрое и более обильное плодоношение, чем покрывающая земля коричневого цвета Питерского происхождения с рН 6,6.

Имеются отдельные исследования по влиянию различных источников углерода, азота (Leung, Paul, 1969; Scurti еt al., 1972) и фосфора (Neal et al., 1968) на рост и продукцию ПСБ в культурах ряда видов агариковых, однако обобщающие заключения сделать в настоящее время трудно, так как оптимальные условия культивирования, пoвидимому, индивидуальны для каждого вида. Так, синтетическая среда, предложенная Катальфоно и Тайлером, дала положительный эффект для культур P. сubensis и Panaeolus subbalteatus, но не благоприятствовала выработке ПСБ культурами Psilocybe суапеsсепs и P. pelliculosa (Catalfomo, Ту1ег, 1964; Scutri et al., 1972). Попытки увеличить биосинтез IICB в культуре P. сubensis добавками в питательную среду триптофана не увенчались успехом (Catalfomo, Tyler, 1964).

Читайте также: Слой почвы для теплиц

Выработка ПСБ в основном зависит от вида и штамма гриба. Установлено, что плодоношению спосoбствует высокая влажность воздуха — 95%, (Heim et al, 1958), хорошая аэрация (Heim, Wasson, 1958) и воздействие света, особенно коротковолнового диапазона вцдимой области спектра (Нeim et al., 1958; Badham, 1980).

Применение

Минеральные добавки могут нести споры конкурентных микроорганизмов, поэтому их необходимо подвергать такой же тепловой обработке, как субстрат.

Минеральные добавки надо равномерно распределять по всему субстрату путем тщательного перемешивания.

Известь добавляют в виде маточного «раствора» (болтушки).

В зависимости от состава субстрата минеральные добавки могут давать хороший результат, либо не оказывать положительного действия.

Хранить минеральные добавки надо в сухом, чистом помещении с надлежащими санитарными условиями.

ПРИНЦИПЫ СОСТАВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИЙ СУБСТРАТОВ.

Основные принципы.

Композиция субстрата должна удовлетворять химическим, физическим и биологическим потребностям грибов.

Химический состав обеспечивает необходимыми питательными веществами: органическими и неорганическими.

Физические свойства — обеспечивают нормальные условия развития мицелия: аэрацию, влажность.

Биологические свойства — создают необходимую селективность субстрата и развитие полезной микрофлоры.

Для составления субстратной композиции необходимо хорошо знать свойства исходных компонентов. Вариантов субстратных смесей очень много. Они разрабатываются в зависимости от местных условий, от имеющихся в распоряжении растительных отходов, от технологии подготовки субстрата и культивирования. Рассмотрим следующие основные варианты композиций:

Одноосновная: субстрат состоит только из основы, например, соломы или лузги подсолнечника;

Двухосновная: субстрат состоит из двух основных компонентов, например, солома + лузга подсолнечника;

Многокомпонентная:
а) солома — основа;
б) отруби пшеницы — питательная добавка;
в) мел (мел + гипс) — минеральная добавка;
Расширенная:
а) основа;
б) питательная добавка;
в) минеральная добавка;
г) защитная добавка (фундазол*, димилин**).

* Фундазол — это фунгицид, эффективно подавляющий развитие конкурентных плесеней.
** Димилин — это регулятор роста насекомых, ингибирующий синтез хитина и, соответственно, линьку личинок. Эффективен против личинок грибных мух и комариков.

Но лучше стараться обходиться без химических реагентов.

Субстратные композиции.

Примеры двухосновных, многокомпонентных композиций, расширенной композиции; пропись трехкомпонентной композиции субстрата на основе растительных отходов растениеводства и составление композиции субстрата, основанное на задаче улучшения физических и химических свойств даны в таблицах ниже.

Костра льна обладает хорошей аэрацией (структура), но плохой влагоемкостью. Бумага имеет хорошую влагоемкость, но очень плохую структуру (слипается в массу, аэрация недостаточная). Какавелла имеет хорошую питательность. Мел или известь смещают рН субстрата в нужную слабощелочную зону 7,0-8,0. В целом вся композиция субстрата имеет хорошие показатели по основным параметрам. Вместо бумаги можно использовать хлопковые очесы. (Для биологической защиты в субстрат еще можно добавить фундазол (50 ррm) и димилин (25 ррm) – (прим., мы не советуем это делать. В небольших лабораторных производствах можно добавлять гентамицин или 3% перекись водорода во время тепловой обработки субстрата, которая полностью разлагается на безвредные воду и кислород. Хотя данный способ нарушает селективность среды, что нежелательно и неестественно для природы).

Двухосновные композиции субстрата.

Компоненты субстрата

Соотношение компонентов, части Солома

Лузга подсолнечника

1 Солома

Кукурузные кочерыжки

1 Солома

Кукурузные кочерыжки

1 Хлопковые очесы

Лузга подсолнечника

Многокомпонентные композиции субстрата, в % от массы субстрата.

Основа

Питательная добавка

Минеральная добавка

Солома 45
кочерыжки

Отруби пшеницы
5 – 10

Гипс/мел (4:1)
2 – 5

Лузга
Подсолнечника 90

Соевая мука
3 – 5

гипс 2 – 5 или
мел 1 – 3

Опилки 30
Шелуха гречихи 60

Отруби 10 или
Пивная дробина 10

Солома 85

Травяная мука10 – 15

мел 1 – 3

Опилки 45
Щепа 45

Отруби 10

мел 1 – 3 или известь 0,2 – 0,5

Хлопковые очесы 85

Какавелла 5

Костра льна 60 –68
Бумага 10-20

Какавелла 10 — 20

Костра льна 60
Бумага 20

Отруби 20

Хлопковые очесы 55
Лузга подсолнечника 20
Отходы спичек 10
Костра льна 10

Какавелла 5 или
известь 0,2 – 0,5

мел 1 — 2

Расширенная композиция субстрата.

Компоненты

Характеристика Основа

Обработка Солома (пшеница) 40% + лузга подсолнечника 40%

Соевая мука 3-5%, люцерна (травяная мука) 5-10%

Известь + гипс = 50/50 = 2,5% по сух. массе субстрата

Фунгициды – бенлат (100ppm)
Регуляторы роста насекомых – димилин (25ppm)

Влажность – 70%
Общий азот – 4%

Пастеризация 75-80оС = 8-10 часов

Композиция субстрата для культивирования вешенки (Stamets, 1993).

Компоненты

Состав

Содержание, %

Солома зерновых культур

Лузга подсолнечника и т.п.

Питательная добавка

Отруби пшеницы, риса и т.п.

Травяная мука

Минеральная добавка

Гипс + мел (4/1)

Подбор композиции субстрата.

Компоненты

Физические свойства

Химические свойства

Структура

Влагоемкость

Питательность

рН Костра льна

Композицияцеликом

Показатели эффективности использования субстратов.

Вешенка — один из самых продуктивных видов культивируемых грибов. Даже на относительно бедных субстратах получают весьма высокий урожаи грибов. Виды и штаммы вешенки различаются по способности конверсии субстрата в плодовые тела. Современные гибридные сорта вешенки обладают высокой продуктивностью и коротким циклом развития. Для оценки продуктивности вешенки используют несколько показателей.
Биологическая эффективность (БЭ%) — определяется отношением сырого веса плодовых тел к сухой массе субстрата

100% БЭ означает, что с 1кг сухого субстрата получают 1кг сырых грибов. Если субстрат имеет влажность 75%, то масса сырого субстрата составит 4 кг и выход грибов, соответственно, 25% от массы субстрата. Такой показатель называют продуктивностью (П%).

Этот показатель менее корректен, чем БЭ, так как субстрат может сильно различаться по влажности (65-80%). Иногда используют показатель — коэффициент конверсии (КК%) или выраженное в процентах отношение сухой массы грибов к сухой массе субстрата.

Этот показатель используют преимущественно в научных исследованиях. Биологическая эффективность вешенки на различных субстратах колеблется от 30-50 до 150-200%. И это еще не предел. На хорошо сбалансированном субстрате возможен урожай до 300% БЭ. Однако этот результат можно получить только при использовании стерильной технологии. Для нестерильных технологий хорошим результатом считается БЭ на уровне 80-100%, а для природной экстенсивной технологии 40-60%.

Источник

Питательные среды для культивирования грибов

При составлении питательных сред для микроорганизмов необходимо учитывать их потребность в элементах питания. По составу питательные среды подразделяются на две группы: естественные (натуральные) и синтетические.

Естественными обычно называют среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения, имеющих сложный неопределенный химический состав.

На естественных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, так как в этих средах имеются, обычно, все компоненты, необходимые для роста и развития. Однако среды с неопределенным составом малопригодны для изучения физиологии обмена веществ микроорганизмов, поскольку они не позволяют учесть потребление ряда компонентов среды, а с другой стороны, выяснить, какие вещества образуются по ходу развития микроорганизмов. Это связано с тем, что состав естественных сред очень сложен; кроме того, он не является постоянным, так как существенно колеблется в зависимости от сырья и способа приготовления сред. Это заметно влияет на рост микроорганизмов. Естественные среды неопределенного состава используются главным образом для поддержания культур микроорганизмов, накопления их биомассы и для диагностических целей.

Для грибов, наиболее широко используют полноценные среды, приготовленные на основе солодового сусла. В состав сусла входят глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза, мальтотриоза, небольшое количество пентоз – арабиноза, ксилоза, рибоза. Эти вещества и являются основными источниками углерода и энергии для грибов. В сусле имеются также аминокислоты, витамины и минеральные вещества. Для культивирования грибов в питательных средах обычно устанавливают рН 5–6, поскольку грибы в большинстве своем являются ацидофильными микроорганизмами.

Синтетические среды − это такие среды, в состав которых входят только определенные, химически чистые соединения, взятые в точно указанных концентрациях. Синтетические среды следует готовить на дистиллированной воде. Для разработки синтетических сред, обеспечивающих нормальный рост изучаемого микроорганизма или максимальный биосинтез какого-либо продукта его жизнедеятельности, необходимо знать особенности обмена веществ данного организма и его потребности в источниках питания. В настоящее время в распоряжении микробиологов имеется достаточное количество синтетических сред, не уступающих по своим качествам сложным средам неизвестного состава. Синтетические среды могут иметь относительно большой набор компонентов, но могут быть и довольно простыми по составу. Синтетические среды наиболее удобны для исследования обмена веществ микроорганизмов. Зная точный состав и количество входящих в среду компонентов, можно изучить их потребление и превращение в соответствующие продукты обмена.

Для курсового проекта были использованы следующие питательные среды:

— питательный агар (ПА) готовят из коммерческого препарата «Питательный агар для культивирования микроорганизмов сухой», который содержит панкреатический гидролизат кильки, хлорид натрия и агар-агар. Обычно для приготовления плотной среды требуется вносить в среду дополнительное количество агар-агар. Поскольку эта среда содержит агар-агар, который растворяется в воде только при температуре 98 о С, навески порошка вносят во флаконы, заливают нужным объемом воды и стерилизуют автоклавированием при 1 ати 20-30 мин;

— сусло-агар (СА). Поскольку основой служит сусло-бульон с кислой среды, для получения плотных агаризованных сред берут небольшой избыток агар-агар в расчете на то, что в процессе стерилизации часть его подвергнется температурно-кислотному гидролизу. Во флаконы с сусло-бульоном вносят агар-агар до концентрации 2–2,5% для плотной среды и 1,0-1,5% для полужидкой. Стерилизуют при 0,5 ати 30 мин.

— питательный бульон (ПБ) готовят из коммерческого препарата «Питательный бульон для культивирования микроорганизмов сухой», который содержит панкреатический гидролизат кильки и рыбной муки и хлорид натрия. Растворяют навеску порошка в воде в пропорции, обозначенной на этикетке. Контролируют рН, разливают по флаконам и стерилизуют автоклавированием при 1 ати 20-30 мин;

— питательный агар для грибов (агар Чапека)

Для приготовления агара Чапека берут 20−30 г агар-агара, заливают его 1000 мл дистиллированной воды и вымачивают в течение 2 ч при комнатной температуре. Воду сливают и измеряют ее объем для определения количества воды, впитавшейся агаром. Затем агар промывают 2−3 раза дистиллированной водой.

Взвешивают остальные компоненты среды (сахароза − 30,0 г, азотнокислый натрий −3,0 г, фосфорнокислый однозамещенный калий −1,0 г, сернокислый магний − 0,5 г, хлористый калий − 0,5 г, сернокислое закисное железо−0,01 г) и растворяют в дистиллированной воде, которую берут в объеме, равном количеству воды, слитой при вымачивании агара. К раствору добавляют отмытый агар, после чего среду варят в автоклаве текучим паром в течение часа.

Полученную среду фильтруют, разливают по пробиркам или колбам и стерилизуют в автоклаве при температуре 110−112°С (под давлением 0,05 МПа по показанию манометра) в течение 20 мин.

Для ее приготовлении к 100 см 3 дистиллированной воды добавляют 1,8 г агара и оставляют на 30 мин для его набухания, затем добавляют 4 г мальтозы или глюкозы и 1 г пептона, нагревают до полного растворения (при наличии осадка фильтруют). Стерилизуют среду при температуре 115 0 С в течение 15 минут.

Для повышения селективности, т.е. подавления развития посторонних микроорганизмов, в среду Сабуро добавляют растворы антибиотиков – пенициллина (50 ЕД/см 3 ), левомицетина (10 мкг/см 3 ). [6]

Кроме того, в курсовом проекте был использован физиологический раствор (ФР). Для его приготовления 8,5 г хлористого натрия растворяют в 1 л дистиллированной воды. Стерилизуют при 0,15 МПа в течение 20 минут [19].

Источник