Научная статья на тему 'Роль кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата в реализации продуктивного потенциала Ganoderma lucidum'

Роль кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата в реализации продуктивного потенциала Ganoderma lucidum Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
185
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Нива Поволжья
ВАК
Ключевые слова
КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ / ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ СУБСТРАТ / БИОТЕХНОЛОГИЯ / МИЦЕЛИЙ / β-ГЛЮКАНЫ / КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ГРИБОВ / БИОКОНВЕРСИЯ / ACID HYDROLYSIS / LIGNOCELLULOSIC SUBSTRATE / BIOTECHNOLOGY / MYCELIUM / β-GLUCANS / CULTIVATION OF MUSHROOMS / BIOCONVERSION

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Ильин Д.Ю., Шкаев Н.В., Ильина Г.В., Сашенкова С.А.

Статья содержит информацию о перспективах использования приемов предварительного кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата для культивирования трутовика лакированного. Исследования, положенные в основу работы, касались изучения структуры углеводов лигноцеллюлозного субстрата, возможностей их модификации и частичной деструкции полимеров. Изучены несколько режимов гидролиза, в результате чего установлены оптимальные параметры данного процесса. Определено значение компонентов субстрата с разной степенью полимеризации молекул. Установлена целесообразность использования приемов гидролиза, поскольку гидролизованный субстрат интенсивно осваивается мицелием, сокращается фаза адаптации гриба к субстрату. Достоверно показано увеличение концентрации сахаров и редуцирующих веществ в гидролизованном субстрате по сравнению с контролем. Установлена стимуляция синтеза β-глюканов мицелием. Показана стимуляция урожайности грибов на гидролизованном субстрате. Гидролизованный субстрат обеспечивает более эффективную конверсию твердого вещества, а также определяет увеличение биологической эффективности выращивания гриба.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Ильин Д.Ю., Шкаев Н.В., Ильина Г.В., Сашенкова С.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ROLE OF LIGNOCELLULOSE SUBSTRATE ACID HYDROLYSIS IN GANODERMA LUCIDUM PRODUCTIVE POTENTIAL REALIZING

The article deals with the information about the prospects of using techniques of prior acid hydrolysis of lignocellulosic substrate for the cultivation of lingzhi mushroom. The studies concerning the research deal with the study of the structure of the lignocellulosic substrate carbohydrates, their possible modification and partial degradation of polymers. Several hydrolysis regimes were studied, whereby optimum parameters of the process were determined. The value of the components of the substrate with different degrees of polymerization of the molecules have been determined. The expediency of using hydrolysis methods has been stated, as hydrolyzed substrate is intensively taken by mycelium of the fungus, the adaptation phase of the fungus to the substrate decreases. The increase in the concentration of sugars and reducing substances hydrolysis substrate compared to control has been reliably stated. The synthesis stimulation of β-glucans by mycelium has been stated. The stimulation of fungi yield productivity on the hydrolyzed substrate is shown in the article. Hydrolysis substrate provides a more efficient conversion of solid substance and determines an increase of biological efficiency of cultivation of mushrooms.

Текст научной работы на тему «Роль кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата в реализации продуктивного потенциала Ganoderma lucidum»

5. Maksimyuk, V. A. Research and development of technology of curd product using functional components: abstract. dis. cand. tech. sciences. (24.11.2011) / V. A. Maksimyuk. - Kemerovo, 2011. - 21 p.

6. Medvedeva, Ye. N. Larch arabinogalactan - properties and prospects of using (review) / Ye. N. Medvedeva, V. A. Babkin, L. A. Ostroukhova // Chemistry of vegetable raw materials. - 2003. - No. 1. -27 p.

7. Penzina O. V. Research and development of curd product with wheat bran: dis.... cand. tech. sciences: 05.18.04. / O. V. Penzina. - Omsk, 2014. - 170 p.

8. Pogosyan, D. G. the Application of dihydroquercetin in the production of curd / D. G. Poghosyan, I. V. Gavryushina, T. V. Shishkina // Molochnaya promyshlennost. - 2014. - No. 7. - P. 62-63

9. Pogosyan, D. G. Methods of storage, processing and standardization of animal products / D. G. Poghosyan, N. V. Brendin, I. V. Gavryushina. - Penza: EPD PSAA, 2008. - 161 p.

10. Pogosyan, D. G. Functional food ingredients in dairy products / D. G. Poghosyan, I. V. Gavryushina // Processing of milk. - 2013. - No. 3. - P. 24-26.

11. Technical regulations of the Customs Union "On safety of milk and dairy products" (TR TS 033/2013). - Electronic text documentatoin JSC "Code" and checked by: Official website of the Eurasian economic Commission http://www. eurasiancommission. org, 11.10.2013. - 191 p.

12. The decree of the President of the Russian Federation "On approval of food security doctrine of the Russian Federation" dated 30.01.2010 № 120 // Collection of acts of the President and the Government of the Russian Federation. - Electronic text of the document has been prepared by JSC "Code" and checked by: Collection of the legislation of the Russian Federation, № 5, 01.02.2010, article 502.

13. Utochkina, Ye. A. Influence of arabinogalactan on microbiological indicators and storage ability of fermented milk product / Ye.A. Utochkina, Ye. I. Reshetnik // Methods and technology of food production. - 2012. - No. 4. - 27 p.

14. Utochkina, Ye. A. Research and development of fermented milk product enriched with arabino-galaktan: dis.... cand. tech. sciences: 05.18.04 / Ye. A. Utochkina. - Blagoveshchensk, 2011. - 188 p.

15. Chernyayev, S. I. Development of scientific-practical basis of biotechnology of new functional dairy products: abstract. dis.... doctor of techn. sciences: 05.18.07. / S. I. Chernyayev. - Moscow, 2002. -41 p.

УДК 663.15+ 57.083.13 582.84

РОЛЬ КИСЛОТНОГО ГИДРОЛИЗА ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО СУБСТРАТА В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА GANODERMA LUCIDUM

Д. Ю. Ильин, канд. биол. наук, доцент; Н. В. Шкаев, аспирант; Г. В. Ильина, доктор биол. наук, профессор; С. А. Сашенкова, канд. биол. наук, доцент

ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, e-mail: g-ilyina@yandex. ru

Статья содержит информацию о перспективах использования приемов предварительного кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата для культивирования трутовика лакированного. Исследования, положенные в основу работы, касались изучения структуры углеводов лигноцеллюлозного субстрата, возможностей их модификации и частичной деструкции полимеров. Изучены несколько режимов гидролиза, в результате чего установлены оптимальные параметры данного процесса. Определено значение компонентов субстрата с разной степенью полимеризации молекул. Установлена целесообразность использования приемов гидролиза, поскольку гидролизованный субстрат интенсивно осваивается мицелием, сокращается фаза адаптации гриба к субстрату. Достоверно показано увеличение концентрации Сахаров и редуцирующих веществ в гидролизованном субстрате по сравнению с контролем. Установлена стимуляция синтеза ß-глюканов мицелием. Показана стимуляция урожайности грибов на гидролизованном субстрате. Гидролизованный субстрат обеспечивает более эффективную конверсию твердого вещества, а также определяет увеличение биологической эффективности выращивания гриба.

Ключевые слова: кислотный гидролиз, лигноцеллюлозный субстрат, биотехнология, мицелий, ß-глюканы, культивирование грибов, биоконверсия.

Введение.

В последние десятилетия во всем мире активизировались исследования биологии и возможностей использования биотехнологического потенциала грибов - ксилотроф-

ных базидиомицетов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами. Лекарственные препараты, созданные на основе грибных метаболитов, могут успешно заменять аналогичные по биологическому

Нива Поволжья № 4 (41) ноябрь 2016 15

эффекту препараты растительного и животного происхождения. По мнению ряда исследователей, трутовик лакированный (Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst) является видом, «...продемонстрировавшим феноменальный целебный потенциал» [1]. Результаты исследования возможностей регуляции продуктивного потенциала G. lucidum в культуре могут быть использованы в качестве теоретической основы для разработки способов промышленного культивирования базидиом и получения метаболитов различной химической природы и направленности биологического действия. Процесс искусственного культивирования G. lucidum сопряжен с целым рядом технических сложностей. Особого внимания заслуживает подбор оптимальной рецептуры субстрата, который должен максимально учитывать трофические потребности вида. Нами разработан перспективный субстрат, а также способ выращивания плодовых тел данного вида [2, 3]. Однако оптимизация органического субстрата, которая позволит повысить коэффициент биоконверсии вещества, представляется перспективным направлением исследований.

Методика исследований.

Объектами исследования послужили 12 штаммов G. lucidum. Описание колоний проводили при культивировании на сусло-агаре при температуре +26 С [3], определяли средние скорости роста линейным методом [4] и ростовой коэффициент [5]. Культуры грибов, культивируемые в чашках Петри, инкубировали в термостате при +24...26°С. Культивирование в глубинных условиях осуществлялось в колбах Эрлен-мейера на эксцентриковой качалке при скорости вращения 225 об./мин. с эксцентриситетом 2,5 см и температуре +24...26°С. Общую оксидазную и общую пероксидаз-ную активность определяли спектрофото-метрически. О целлюлазной активности мицелия судили косвенно по осахариванию субстрата, определяя концентрацию глюкозы глюкозооксидазным методом [6]. Использовали набор реагентов для определения глюкозы «Фотоглюкоза» фирмы ООО «Импакт». Измерения оптической плотности проводили на спектрофотометре КФК-3 при длине волны 500 нм. Также о целлюлазной активности судили по убыли холо-целлюлозы (сумма целлюлозы и гемицел-люлозы) в субстратах в конце периода культивирования. Количество холоцеллю-лозы определяли как разницу между массой субстрата и содержанием в нем лигнина (определённого сернокислотным методом в модификации Комарова). Содержа-

ние массовой доли редуцирующих веществ определяли по методу Макэна и Шоорля [7]. Определение содержания целлобиозы в культуральной жидкости грибов осуществлялось методом газо-жидкостной хроматографии [8] на хроматографе «Кристалл-2000 М» с пламенно-ионизационным детектором, оснащённым набивной колонкой с насадкой - 5 % SE-30 на инертоне с использованием соответствующих стандартов фирмы «Merck». Определение стери-новых компонентов проводили по Гёрег (1985) [9]. Содержание глюканов определяли фотометрически. Для этого проводили экстракцию 0,4 % раствором HCl с последующей обработкой экстракта ß-глюконазой [10,11].

Для осуществления гидролиза субстрата материал обрабатывали 0,4 % раствором соляной кислоты при гидромодуле 1:2 и помещали в автоклав, где подвергали воздействию различной температуры в течение 1 часа. Остаточные количества внесенной кислоты нейтрализовали карбонатом кальция до pH 6.5-6.8. В контрольные образцы вносили аналогичное количество кислоты, которую нейтрализовали тем же способом. В первом варианте температура составляла 120°С (мягкий гидролиз), а во втором - 132°С (жесткий гидролиз). Таким образом, была достигнута различная степень гидролиза, о которой судили по количественному содержанию свободной глюкозы и редуцирующих веществ в вытяжке из субстрата. Выгонка плодовых тел проводилась по общепринятым методикам при интенсивном способе культивировании на твердых органических субстратах. Статистическая обработка результатов проводилась с помощью профессиональной компьютерной программы для обработки и анализа статистических данных «Statistics 6.0». Для оценки достоверности влияния структуры и состава субстратов на определяемые параметры проводился дисперсионный анализ полученного массива данных (ANOVA). С целью изучения влияния структуры и состава субстратов на некоторые определяемые компоненты проводился корреляционный анализ. Для оценки значимости полученных корреляционных коэффициентов использовался t-критерий Стью-дента при уровне значимости 0,95 [12].

Результаты.

На практике показано, что использование полимеризованных источников Сахаров способно в определенной мере интенсифицировать выработку оксидазных ферментов мицелием [13]. Фрагментация целлюлозы обеспечивает наличие в среде

глюкозы, как трофического фактора, и ин-термедиата целлобиозы, способной оказывать влияние на работу полифенолокси-даз. Таким образом, очевидна целесообразность использования в качестве субстратов комплексного источника углерода, содержащего молекулы в разной степени конденсации. Нами было сделано предположение о перспективности процесса предварительного частичного кислотного гидролиза целлюлозного субстрата, в результате чего могут быть получены фрагменты полимера в разной степени конденсации.

В ходе экспериментов оценена способность к утилизации отобранными культурами целлюлозы в качестве единственного источника углеводов и скорость роста на модельных средах. При этом в первом варианте опыта использовался материал, подвергавшийся кислотному гидролизу при температуре 120°С, а во втором - при температуре 132°С. Контролем служила среда, содержащая целлюлозный материал, не прошедший предварительного гидролиза. Используемые субстраты достоверно различались по содержанию редуцирующих веществ (табл. 1).

Таблица 1

Влияние разных режимов гидролиза целлюлозы на содержание редуцирующих веществ (в том числе глюкозы) в субстрате (р<0,05)

Температура гидролиза, °С Содержание веществ, мг/г воздушно-сухого субстрата

целлюлозы свободной глюкозы редуцирующих веществ

120 972,1±0,18 5,1 ±0,1 59,6±2,1

132 943,3±0,16 10,4±0,1 71,3±2,1

Контроль 1000,9±0,12 Не обнаружено1 0,9±0,1

Ниже уровня обнаружения методики.

Достоверная стимуляция роста была обнаружена в первом варианте, где гидролиз источника целлюлозы осуществлялся при температуре 120 °С. С практических позиций целесообразно изучение развития мицелия трутовика лакированного на вторичных лигноцеллюлозных субстратах, представляющих собой отходы растениеводства и деревообработки.

В эксперименте использовали лигно-целлюлозный субстрат на основе соломы злаков. Субстрат был подвергнут предварительной гидролизной обработке по тем же технологическим схемам, что и для чистого целлюлозного материала. Исследование субстрата на предмет количественного содержания холоцеллюлозы и лигнина позволило обеспечить сопоставимость со-

става субстрата по количеству целлюлозы (в составе комплекса прочих веществ) с экспериментами с использованием чистого вещества. После процедуры гидролиза был проведен анализ субстрата на количественное соотношение его компонентов -редуцирующих веществ и свободной глюкозы. Полученные данные свидетельствуют о воспроизводимости процедуры гидролиза целлюлозного субстрата, как модельного, так и естественного (табл. 2).

Таблица 2

Влияние разных режимов гидролиза лигно-целлюлозного субстрата на содержание редуцирующих веществ (в том числе глюкозы) в субстрате (р<0,05)

Температура гидролиза, °С Содержание веществ, мг/г воздушно-сухого субстрата

холоцел люлозы свободной глюкозы редуцирующих веществ

120 574,1± 0,16 3,7±0,1 33,9±1,6

132 365,3±0,11 7,2±0,1 54,8±1,3

Контроль 760,3± 0,16 Не обнаружено1 0,5±0,1

Ниже уровня обнаружения методики.

Оценка влияния процесса кислотного гидролиза субстрата на показатели общей оксидазной активности изученных культур позволила установить положительный эффект мягкого режима гидролиза (при 120°С), при этом в альтернативном варианте (132°С) показана тенденция к угнетению ферментативной активности (рис. 1).

Штаммы

Контроль □ Вариант 1 ■ Вариант 2

Рис. 1. Общая оксидазная активность культур G. lucidum на лигноцеллюлозных субстратах: контроль - субстрат гидролизу не подвергался; вариант 1 - субстрат гид-ролизован при 120°С; вариант 2 - субстрат гидролизован при 132°С (7-е сутки роста, р>0,05, планки погрешностей -ошибка средней)

Полученные данные свидетельствуют о торможении оксидазной активности в присутствии избытка деполимеризованных компонентов субстрата.

Нива Поволжья № 4 (41) ноябрь 2016 17

В ходе дальнейших исследований было установлено изменение динамики потребления глюкозы на органических лигно-целлюлозных субстратах (солома злаков) разной степени гидролиза, а также показано увеличение суммарного объема синтезируемых глюканов в мицелии изученных штаммов G. lucidum.

Определение проводили путем экстракции из мицелия 0,4 %-ным раствором соляной кислоты, осаждения, ферментативного гидролиза (эндо-1,3- ß -глюкана-зой) содержащегося в осадке полисахарида с последующим определением количества образующейся глюкозы и перерасчетом. Полученные данные достоверны для пяти изученных штаммов, результаты приведены на рис. 2 на примере штамма GI-6.

5 и

Q

120 100 80 60 40 20

t-f 4 г Li1

50 40

30

Hl

шшт nsii

■ ■■■■■ ■!

Й я

К %

И О.

2 и

и

CG. Д

9 11 13 15 Г

19

20

о

1" I

о а

Р Ö -

Сутки культивирования

| р-глюканы, опыт -Глюкоза, опыт

р-глюканы, контроль Глюкоза, контроль

Рис. 2. Динамика утилизации D-глюкозы и образования ß-глюканов мицелием штамма Gl-6 G. lucidum: опыт - лигноцеллюлозный субстрат подвергнут кислотному гидролизу при 120°С; контроль - лигноцеллюлозный субстрат без гидролиза (р>0,05, планки погрешностей - ошибка средней)

Результаты эксперимента свидетельствуют о стимуляции продукции ß-глюканов при помощи модификации лигноцеллюлоз-ного субстрата путем гидролиза. Различия в характере потребления глюкозы определяются, по всей вероятности, относительной ее доступностью в гидролизованном субстрате, благодаря чему образование ß-глюканов и деструкция целлюлозы происходят параллельно. Темпы разрушения целлюлозы в меньшей степени лимитируют синтез ß-глюканов. Таким образом, путем модификации субстрата путем кислотного гидролиза, достигается интенсификация продукции ß-глюканов, как одного из наиболее ценных метаболитов G. lucidum.

В наших экспериментах было изучено плодообразование G. lucidum на лигноцел-люлозных гидролизованных субстратах.

Показано положительное влияние предварительного кислотного гидролиза субстратов на плодообразование у изученных культур. В контроле лигноцеллюлозные субстраты, содержащие солому злаков и опилки лиственных пород в соотношении 10:1, нейтрализованные при помощи мела или гипса до оптимальных значений pH, инокулировали глубинным мицелием. В опыте проводили предварительный кислотный гидролиз субстратов при температуре 120°С. Субстраты, подвергнутые гидролизу, осваивались мицелием наиболее активно, отмечено более раннее формирование примордиев, а затем - наиболее активное образование дифференцированных базидиом. Урожайность грибов рассчитывали как отношение сырой массы грибов к сырой массе субстрата (табл. 3).

Таблица 3

Влияние кислотного гидролиза лигноцеллю-лозного субстрата на урожайность штаммов G. lucidum (р<0,05)

Штамм G. lucidum Урожайность, г/кг субстрата % к контролю

Контроль Гидролиз при120°С

GI-1 156,0±5,1 (15,6 %) 198,4±7,3 (19,8 %) +26,9

Gl-6 131,0±3,3 (13,1 %) 149,0±6,9 (14,9 %) +13,7

GD-I-2 119,2±2,1 (11,9 %) 142,1±6,3 (14,2 %) +19,3

GD-yH2 130,6±10,6 (13,1 %) 164,4±6,0 (17,4 %) +26,2

Биологическую эффективность выращивания базидиом определяли как отношение сырой массы грибов к сухой массе субстрата. По данному показателю определяют урожайность грибов на различных по составу и влажности субстратах. Коэффициент конверсии рассчитывали как отношение сухой массы грибов к сухой массе субстрата. Значения данного показателя позволяют провести анализ конверсии питательных веществ плодовыми телами грибов, полученных на гидролизованном и обычном субстратах.

Урожайность грибов на гидролизованном субстрате, как было указано выше, превысила контрольные показатели на 13,7...26,9 %. Биологическая эффективность на гидролизованном субстрате превысила контрольные показатели на 11,7. 25,0 %. Коэффициент конверсии на гидролизованном субстрате составил от 9,8 до 11,9 % и достоверно превзошел контрольные показатели.

Таблица 4

Влияние кислотного гидролиза лигноцеллю-лозного субстрата на биологическую эффективность и конверсию веществ культурами G. lucidum (р<0,05)

Образование крупных одиночных плодовых тел с относительно низким содержанием влаги, отсутствие выраженных волн плодоношения и сопоставление полученных результатов с имеющимися в литературе сведениями относительно масштабно культивируемых видов [14,15] от-

ражают характерные биологические особенности G. lucidum. Процесс кислотного гидролиза позволил существенно повысить биологическую эффективность и коэффициент конверсии веществ субстрата. Такие приемы модификации субстрата эффективны в отношении изученного вида, при этом увеличение доли доступных Сахаров субстрата делает необходимым его стерилизацию во избежание контаминации, что не всегда целесообразно в процессах промышленного культивирования съедобных грибов. Однако культивирование G. lucidum в качестве сырья для получения ценных веществ не предполагает объемов, сопоставимых с культивируемыми съедобными видами, а низкая конкурентоспособность на ранних этапах развития мицелия в любом случае делает необходимой предварительную стерилизацию субстрата.

Вывод.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Можно рекомендовать использование процесса гидролиза лигноцеллюлозного субстрата для повышения концентрации доступных Сахаров и как результат, интенсификации роста и развития грибов. Использование такого материала перспективно при интенсивной технологии культивирования G. lucidum.

Контроль Гидролизованный субстрат

Е О ^о к 54 о m го 0s i % %

■О о 12 Биологическая эффективность, 1-X <u Массовая доля сухих веществ в базидиомах, % Биологическая эффективность,

О ГО 13 ¡§8° ГО zi- S и 3 q О <U S о со п о ..го го g ю 2 X со КоэффИЦИ! версии,% И .о. <и TT СО 2 1 О о *

GI-1 18,4 52,4 11,9 29,8 64,2 13,3

GI-6 15,7 36,7 11,3 29,6 49,8 13,8

GD-I-2 15,9 33,1 12,8 26,5 42,2 15,4

GD-yH2 17,8 49,2 11,2 29,9 60,3 14,0

Литература

1. Saljoughian, M. Adaptogenic or Medicinal Mushrooms / M. Saljoughian, D. Pharm // US Pharm. -2009. - 34(4). - P. 136.

2. Способ выращивания грибов: пат. 2424648 Рос. Федерация: A01G1/04 / Г. В. Ильина, Д. Ю. Ильин, А. И. Иванов, Л. В. Гарибова; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное учреждение «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии». - № 2009106295/21; заявл. 2009-02-24; опубл. 27.07.2011, Бюл. № 21. - 8 с.

3. Субстрат для выращивания плодовых тел гриба Ganoderma lucidum: пат. 2453105 Рос. Федерация: A01G1/04 / Г. В. Ильина, Д. Ю. Ильин, А. И. Иванов, Л. В. Гарибова; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное учреждение «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии». - 2009106296/13; заявл. 2009-02-24; опубл. 20.06.2012, Бюл. № 17 - 7 с.

4. Stalpers J. A. Identification of wood-inhabiting Aphyllophorales in pure culture // Stadies in Micol-ogy. -1978. - V. 16. - P. 24-28.

5. Бисько, H. А., Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре / Н. А. Бисько, А. С. Бухало, С. П. Вассер - Киев: Наук. думка, 1983. - 312 с.

6. Бухало, А. С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. - Киев: Наук. думка, 1988. - 144 с.

7. Синицын, А. П. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов: учебное пособие / А. П. Си-ницын, А. В. Гусаков, В. М. Черноглазов. - М.: МГУ, 1995. - 224 с.

8. Оболенская, А. В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учеб. пособие для вузов / А. В. Оболенская, 3. П. Ельницкая, А. А. Леонович - М.: Экология, 1991. - 320 с.

9. Гёрёг, Ш. Количественный анализ стероидов / Ш. Гёрёг. - М.: Мир,1985. - 504 с.

10. Способ количественного определения 1,3 - р - глюканов: пат. 2017819 Рос. Федерация: C12N9/24 / Н. А. Тиунова, И. В. Зайкина, Н. Я. Кобзева; заявитель и патентообладатель Н. А. Тиунова, И. В. Зайкина, Н. Я. Кобзева; заявл. 1991-03-29; опубл. 15.08.1994, Бюл. № 9 - 6 с.

11. Предтеченский, В. Е. Руководство по клиническим лабораторным исследованиям / В. Е. Предтеченский. - М: Медицина, 1964. - 960 с.

2. Халафян, A. A. Statistica 6. Статистический анализ данных / А. А. Халафян. - М.: Изд-во ООО «Бином-Пресс», 2007. - 512 с.

13. Ильина, Г. В. Эколого-физиологический потенциал природных изолятов ксилотрофных базидиомицетов: дис... докт. биол. наук. - Саратов, 2011. - 432 с.

14. Тишенков, А. Д. Как повысить урожайность вешенки / А. Д. Тишенков. - М: Школа грибоводства, 2007. - 10 с.

Нива Поволжья № 4 (41) ноябрь 2016 19

15. Дулов, М. И. Совершенствование технологии культивирования грибов вешенка на основе приготовления субстрата методом пастеризации-ферментации в термической камере / М. И. Дулов, Е. В. Вялая // Нива Поволжья. - 2011. - № 2(19) - С. 17-21.

UDK 663.15+ 57.083.13 582.84

ROLE OF LIGNOCELLULOSE SUBSTRATE ACID HYDROLYSIS IN GANODERMA LUCIDUM

PRODUCTIVE POTENTIAL REALIZING

D. Y. Ilyin, PhD. biol. science, Associate Professor; N. V. Shkayev, graduate student;

G. V. Ilyina, Dr. biol. sciences, Professor; S. A. Sashenkova, PhD. biol. science, Associate Professor

Penza State Agricultural Academy, Russia, e-mail: g-ilyina@yandex. Ru

The article deals with the information about the prospects of using techniques of prior acid hydrolysis of lignocellulosic substrate for the cultivation of lingzhi mushroom. The studies concerning the research deal with the study of the structure of the lignocellulosic substrate carbohydrates, their possible modification and partial degradation of polymers. Several hydrolysis regimes were studied, whereby optimum parameters of the process were determined. The value of the components of the substrate with different degrees of polymerization of the molecules have been determined. The expediency of using hydrolysis methods has been stated, as hydrolyzed substrate is intensively taken by mycelium of the fungus, the adaptation phase of the fungus to the substrate decreases. The increase in the concentration of sugars and reducing substances hydrolysis substrate compared to control has been reliably stated. The synthesis stimulation of p-glucans by mycelium has been stated. The stimulation of fungi yield productivity on the hydrolyzed substrate is shown in the article. Hydrolysis substrate provides a more efficient conversion of solid substance and determines an increase of biological efficiency of cultivation of mushrooms.

Key words: acid hydrolysis, the lignocellulosic substrate, biotechnology, mycelium, p-glucans, the cultivation of mushrooms, bioconversion.

References:

1. Saljoughian, M. Adaptogenic or Medicinal Mushrooms / M. Saljoughian, D. Pharm // US Pharm. -34 (4). - 2009 -136 p.

2. Method of mushrooms growing: The patent for the invention № 2424648. Russian Federation / G. V. Ilyina, D. Yu. Ilyin, A. I. Ivanov, L. V. Garibova; appl. And patent holder Federal state institution "State scientific research institute of industrial ecology". - № 2009106295/21; appl. 2009-02-24; publ. 27.07.2011, Bul. № 21. - 8 p.

3. The substrate for the cultivation of the fruiting bodies of the fungus Ganoderma lucidum: pat. 2453105 Russian Federation: A01G1/04 / G.V. Iyina, D.Yu. Ilyin, A.I. Ivanov, L.V. Garibova; appl. And patent holder Federal state institution "State scientific research institute of industrial ecology ". -2009106296/13; appl. 2009-02-24; publ. 20.06.2012, Bul. № 17 - 7 p.

4. Stalpers J. A. Identification of wood-inhabiting Aphyllophorales in pure culture // Studies in Mycology. -1978. - V. 16. - P. 24-28.

5. Bisko, N. A. Higher edible Basidiomycetes in surface and submerged culture / N. A. Bisko, A. S. Bukhalo, S. P. Wasser. - Kiev Nauk dumka, 1983. - 312 p.

6. Bukhalo, A. S. Higher edible basidiomycetes in pure culture / A. S. Bukhalo. - Kiev: Nauk. dumka, 1988. - 144 p.

7. Sinitsyn, A. P. Bioconversion of lignocellulosic materials: textbook / A. P. Sinitsyn, A.V. Gusakov, V. M. Chernoglazov. - M.: Moscow State University. - 1995. - 224 p.

8. Obolenskaya, A. V. Laboratory work on the chemistry of wood and pulp / A. V. Obolenskaya, Z. P. Yelnitskaya, A. A. Leonovich. - M.: Ecology. -1991. - 320 p.

9. Gyoryog, Sh. Quantitative analysis of steroids / Sh. Gyoryog. -M.: Mir. -1985. - 504 p.

10. Method of quantitative determination of 1,3-p-glucans: patent № 2017819 Russian Federation C12N9/24 / N. A. Tiunova, I. V. Zaykina, N. Ya. Kobzeva; applicant and patent holder N.A. Tiunova, I.V. Zaikina, N.Ya. Kobzeva; appl. 1991 -03-29; publ. 15.08.1994, Bull. № 9 - 6 p.

11. Predtechensky, V. E. Manual of clinical laboratory tests / V. E. Predtechensky. - M: Medicine. -1964. - 960 p.

12. Khalafyan, A. A. Statistica 6. Statistical analysis / A. A. Khalafyan. - M.: Publishing house «Binom-Press», - 2007. - 512 p.

13. Ilyina, G. V. Ecological and physiological potential of natural isolates of xylotrophic bazidiomit-setes. - Diss. Doctor. biol. sciences. - 2011. - 432 p.

14. Tishenkov, A. D. How to improve the productivity of oyster / A. D. Tishenkov. - M: Shkola gri-bovodstva. - 2007. - 10 p.

15. Dulov, M. I. Improvement of technology of mushroom cultivation of oyster mushroom on the base of substrate preparation by method of pasteurization, fermentation in thermal chamber / M. I. Du-lov, E. V. Vyalaya // Niva Povolzhya. - 2011. - № 2 (19) - P. 17-21.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.