перспективы биотехнологического использования видов семейства morchellaceae (sacc.) eckbl..
1, 1
Представители семейства Morchellaceae относятся к наиболее ценным деликатесным съедобным грибам. В последнее время некоторые виды этого семейства, в первую очередь виды рода Morchella, привлекают внимание исследователей в связи с установленными у них лечебными свойствами и возможностью их биотехнологического использования не только для получения мицелиальной массы пищевого назначения, а также и биологически активных веществ.
Большинство известных видов семейства Morchellaceae в культуре исследованы поверхностно или не исследованы совсем. Значительно лучше других изучен род Morchella, однако даже в его пределах количество видов, о развитии которых в культуре есть опубликованные данные, незначительно. О родах Disciotis и Verpa данные вообще отсутствуют.
Исследования по оптимизации условий глубинного культивирования отдельных представителей рода Morchella были проведены еще в 60-х годах ХХ ст. Полученные данные показали целесообразность использования некоторых видов этого рода в качестве перспективных продуцентов мицелиальной массы пищевого назначения, а культивирование глубинным способом на жидких питательных средах – одним из возможных путей их практического использования. Однако в данных работах, отражены только отдельные научные аспекты физиологии определенных видов морелевих грибов в культуре. До сих пор остается до конца не решенной проблема эффективного культивирования этой группы грибов на жидких питательных средах в условиях глубинной культуры, а также не создана технология получения плодовых тел в искусственных условиях [Stott et all., 2004].
В Европе первые попытки культивирования плодовых тел морелевих грибов относят к ХVIII ст. [Kaul, 1997]. В Германии крестьяне выжигали участки леса с целью стимулирования плодоношения морелей. В 1883 г. во Франции барон Де’Вуи получил плодовые тела сморчков на грядках с иерусалимскими артишоками, куда в мае–июне он вносил кусочки плодовых тел, а осенью всю поверхность грядки покрывал мякотью яблок, а через 2–3 недели засыпал слоем сухих листьев. Плодовые тела сморчков появлялись следующей весной. За J. Delmas (1978), при попытках культивирования морелей в Германии кусочки плодовых тел разбрасывали в саду или лесу, засыпали пеплом, осенью укрывали соломой или листьями. Однако все эти попытки экстенсивного культивирования не обеспечивали стабильных урожаев плодовых тел.
Первый способ промышленного культивирования видов рода Morchella был предложен в 1982 р. R. Owerс соавт. (1982). На протяжении следующих 6 лет были опубликованы три патента на способ искусственного культивирования плодовых тел видов рода Morchella [Ower et all., 1982, 1986, 1988]. Однако, невзирая на детальное описание, технологию R. Ower не удалось воспроизвести последующим исследователям, т. к. она оставляла немало неясных моментов, особенно связанных с получением склероциев. В ряде публикаций высказывается мнение, что, неудачные попытки воспроизведения технологии связаны с тем, что этот метод был разработан только для вида Morchella rufobrunnea, который произрастает в зоне субтропиков Американского континента [Pilz et all., 2007]. Поэтому основным способом получения плодовых тел морелей на сегодня остается их сбор в природе.
Актуальным направлением современных микологических и биотехнологических исследований является создание высокоинтенсивных производств, направленных на получение грибного мицелия и метаболитов съедобных макромицетов путем их глубинного культивирования. Это открывает реальную перспективу практического использования как продуцентов пищевой биомассы ценных, съедобных видов рода Morchella, которые через свои биолого-экологические особенности не образуют плодовые тела в искусственных условиях.
Для 30 штаммов 11 видов из родов Disciotis Boud., Morchella, Verpa Sw. семейства Morchellaceae (Аscomycota) нами исследован рост и морфология культур при разных условиях культивирования на агаризованных и жидких питательных средах, изучены их питательные потребности, закономерности роста в глубинной культуре, изучена динамика роста и синтеза екзополисахаридов, определены оптимальные технологические параметры получения мицелиальной массы и биологически активных веществ в условиях глубинного культивирования, предложен состав комплексной жидкой среды для получения мицелиальной массы. Для всех исследованных штаммов установлены благоприятные для роста мицелия значения кислотности среды (в пределах рН 5,5-6,5), источники углерода (глюкоза и крахмал), азота (пептон и аспарагин). Предложен состав питательной среды с органическими источниками углерода и азота, который обеспечивает выход сухой мицелиальной массы у штаммов Мorchella conica 1737, M. esculenta 1755 до 17 г/л и экзополисахаридов до 4,5 г/л на 7 сутки культивирования.
Доказана перспективность использования светодиодных источников света для интенсификации технологических этапов культивирования Morchella conica и M. esculenta. Установлено, что облучение культуры Morchella conica красным светом (λ=720 нм) способствует увеличению количества массы мицелия на 16 %, однако не влияет на количество синтезируемых экзополисахаридов. Облучение красным светом (λ=660 нм) стимулировало увеличение продуцирования массы мицелия на 12 %, а экзополисахаридов на 15 %. Для M. esculenta при аналогичных режимах облучения масса мицелия увеличивалась на 8 %, а количество екзополисахаридов не отличалось в сравнении с контролем. Длина волны λ=660 нм увеличивало продукцию мицелия на 10 %, екзополисахаридов на 7 %. Облучение светом с длиной волны 430 нм не влияло на рост и биосинтетическую активность исследованных культур.
