. Особое место среди потенциальных продуцентов белка занимают съедобные базиди — альные грибы, плодовые тела которых издавна употребляются человеком в пищу.
Первое сообщение О’ поверхностном культивировании базидиомицетов, и в частности сморчка, появилось в 1905 г. В это же время в США изучались факторы, влияющие на рост мицелия Agaricus campestris. Спустя 25 лет эти опыты были повторены Трешовым, который установил токсическое действие на рост мицелия ионов калия (цит. по Бешкову, 1974).
Новый этап в исследованиях по культивированию базидиомицетов связан с именем американского ученого Хумфельда. Им впервые был разработан способ выращивания в глубинной культуре шампиньонов (Humfeld, Sugichara, 1952; Sugichara, Humfeld, 1954). Работы Хумфельда явились толчком для дальнейших исследований, связанных с культивированием съедобных макромицетов в глубинной культуре. Высшие съедобные грибы стали привлекать внимание исследователей как продуценты биологически активных метаболитов и как продуценты кормового и пищевого белка.
В середине 50-х годов проведены широкие исследования по культивированию некоторых представителей рода Morchella (Szuecs, 1954, 1956, 1958). Работы в этом направлении были продолжены Robinson, Davidson (1959), которые предложили способ выращивания мицелия сморчка в больших количествах. Промышленное культивирование этих грибов было осуществлено в США в ферментерах объемом 8 м3. Выход грибного мицелия за 72 ч роста составлял 1,5—2,0 т.
В конце 50-х начале 60-х годов появляются сообщения о культивировании других видов макромицетов в глубинной культуре. Изучая рост 25 видов базидиальных грибов, Starka (1955) отметил, что большинство из них дает типичный рост в виде пеллет и только два вида Hypholoma hidrophila и Stereum hirzuium росли в погруженной культуре в виде скопления нитей. Следует отметить также работы финских ученых, которые выявили наиболее перспективные виды съедобных грибов для культивирования в глубинной культуре. Быстрым ростом и высоким урожаем биомассы отличались Suillus bovinus, Armittariella mellea, Suillus variegatus и т. п. (Hatulla, Gyllenberg, 1969). При выращивании на комплексных средах максимальный выход биомассы был отмечен у грибов Pleurotus comucopiae Fr.—20,9 г/л, Morchella esculenta—23,6 г/л (Eddy, 1959). Из 15 изученных видов грибов Boletus sp., и Lepiota procera оказались наиболее продуктивными. Экономический коэффициент составлял 44—55%. Дальнейшая оптимизация Условий культивирования позволила увеличить Урожай биомассы у Boletus, sp., до 20 г/л за
32 ч инкубации (Chen-Gue-mae et al., 1963).
Работы по изучению макромицетов с целью -получения белковых веществ интенсивно ведутся в нашей стране. Так, в Ленинградском ботаническом институте им. Комарова О. П. Низковская исследовала рост представителей различных физиологических групп базидиомицетов в глубинной культуре (Низковская, 1972). Лучшими продуцентами оказались грибы, вызывающие белую гниль древесины. Flammulina velutipes, Pholiota mutabilis и Pleurotus osireatus рекомендованы автором для получения грибного мицелия в пищевых или кормовых целях.
Центром исследований по культивированию съедобных грибов в глубинной культуре является Институт ботаники им. Н. Г. Холодного АН УССР, где с 60-х годов ведутся интенсивные работы в этом направлении. Установлено, что глубинное культивирование значительно ускоряет процесс роста высших грибов. Из агариковых грибов быстрым ростом и урожаем биомассы от 15 до 27 г/л отличались грибы родов Agaricus, Coprinus, Russula, а также Lactarius helvus, Clitopilus prumilis, Pleurotus ostreatus, Flammulina velutipes, Panus tigrinus, Pholiota adiposa, Suil — lus bovinus. Среди агариковых грибов хороший рост обнаружили как дереворазрушающие, так и представители микрообразователей, почвенных и подстилочных сапрофитов. Из афиллофоровых наибольший интерес представлял Sparassis crispa, дающий выход мицелия до 22 г/л и обладающий сильным грибным ароматом (Бухало и др., 1972, 1973, 1978; Дудка и др., 1978).
Промышленное культивирование высших грибов связано с наличием дешевых субстратов. На I Всесоюзном совещании «Состояние и перспективы производства высших съедобных грибов в СССР», которое состоялось в Киеве в 1977 г., указывалось на целесообразность использования для выращивания съедобного мицелия богатых сахаром отходов переработки фруктов, овощей, картофеля, сахарной свеклы, кукурузы, молочной сыворотки, а также других отходов сельскохозяйственного производства и деревообрабатывающей промышленности (Бухало, 1978). Особенно часто для получения биомассы базидиомице — тов используют мелассу. Хорошие результаты по культивированию некоторых макромицетов на мелассе получил болгарский исследователь А. Торев (1961, 1969, 1970, 1973). В опытах Г. Р. Морозовой (1978) гриб Pleurotus ostrea — tus при выращивании на мелассе образовывал до 12 г/л мицелия, содержащего 38—40% протеина. Э. Ф. Соломко и др. (1978) выращивали на среде с мелассой 72 штамма грибов и установили, что 46 из них способны активно развиваться. Лучшим ростом обладали Flam- tnulina velutipes, Partus tigrinus, Pleurotus ost — reatus. При этом мицелий, выращенный глубинно, сохраняет основные химические свойства естественных плодовых тел. Авторы считают, что качественный состав и количественное содержание важнейших компонентов Клеток зависят от условий культивирования, состава среды и возраста биомассы.
Для получения грибной биомассы используют такие субстраты, как соевую сыворотку, отходы деревообрабатывающей и консервной промышленности (Rensser et al., 1958; Jenni — son et al., 1957). В последнее время появились сообщения (Sugimori et al., 1971; Dijkstra, 1976) об успешном применении для культивирования базидиальных грибов в глубинной культуре таких источников углерода, как п — алканы, органические кислоты, алифатические спирты.
Большой интерес для выращивания базидиомицетов представляют также крахмал — и целлюлозосодержащие субстраты.
Г. Р. Морозова и др. (1978) считают возможными субстратами для получения белковых веществ гидролизаты растительных тканей и сульфитные щелока. Однако с целью устранения токсических веществ субстрат необходимо подвергать предварительной обработке, что в свою очередь удорожает стоимость конечного продукта.
Выращивание мицелия высших базидиальных грибов для пищевых или иных целей в искусственных условиях требует изучения отношения этих грибов к основным источникам питания и некоторым другим факторам, регулирующим накопление биомассы или желаемых продуктов метаболизма. При изучении влияния наиболее существенных компонентов питательной среды — источников азотного и углеродного питания на рост мицелия некоторых съедобных грибов из порядков Agarica — les, Aphyttophorales, Gasteromycetales установлено, что отношение испытанных видов базидиомицетов к разным источникам углерода индивидуально (Бухало и сотр., 1972, 1973). 57% исследованных грибов росло лучше на среде с крахмалом и 52% — на среде с мальтозой, чем на среде с глюкозой. На средах с сахарозой и рафинозой испытанные виды (более 33%) образовывали мицелия в 5—10 раз меньше, чем на среде с глюкозой. Все испытанные виды, кроме Agaricus bisporus, усваивают как нитратный, так и аммонийный азот. Одни виды предпочитают нитратные, другие аммонийные соли.
При изучении влияния различных источников углерода и азота на рост некоторых видов грибов p. Coprinus Г. Н. Зарудной (1971) обнаружены существенные различия в физиологии питания, на основании чего они были подразделены на виды, обладающие малой избирательностью в отношении источников углерода и азота, и виды, использующие только строго определенные соединения. Отношение видов грибов к источникам питания, витаминам, ростовым веществам зависит от ряда факторов среды: рН, температуры, отношения C/N в среде и т. д. (Rensser et al., 1958; Guha, Banerjee, 1974; Соломко, 1978). При выращивании Agaricus bisporus в жидкой минеральной среде сырой протеин составлял 38% (Dijk — stra et al., 1972), а на среде с молочной сывороткой около 68%. Для Coprinus conchatus эти значения были 39,2 и 52% соответственно. У гриба Lentinus edodes сырой протеин на глюкозе составлял 32%, а на среде с этанолом— 55% (Sugimori et al., 1971), в мицелии Schizophyltum sp., выращенном на глюкозе, содержание протеина было 32%, на среде же с этанолом в аналогичных условиях — 62,8%.
Большой обзор по глубинному культивированию мицелия высших съедобных грибов с Целью получения белковой пищевой биомассы опубликован Г. Р. Морозовой с соавтр. (1978). В обзоре рассмотрены вопросы подготовки посевного материала, выращивания мицелия в ферментерах, его выделения, сушки и использования готового продукта. Обобщены данные о химическом составе мицелия с точки зрения его пищевой и биологической ценности.
А. Н. Капич и др. (1979, 1980) проводили выращивание базидиальных грибов на таких субстратах, как свекловичная меласса, клеточный сок картофеля (3% сухих веществ), а также нестандартная клубневая фракция картофеля. В качестве контрольной использовалась глюкозо-пепТонная среда.
Наибольший выход биомассы на контрольной среде в наших опытах наблюдался у представителей дереворазрушающих грибов, а среди них у видов возбудителей белой гнили древесины, таких, как Abortiporus biennis, Coriolus versicolor, Lenzites reichardtii, Tyro — myces lacteus.
Лучшим субстратом для культивирования высших съедобных грибов оказалась нестандартная клубневая фракция картофеля. За 5—7 суток выращивания на этой среде Schy — zophyllum commune полностью усваивал твердый субстрат и давал урожай биомассы больше 10 г/л. S. commune активно развивался и на другом отходе картофелеперерабатываю — •щей промышленности — клеточном соке. На клеточном соке интенсивно накапливал биомассу штамм Coriolus versicolor, несколько хуже Lenzites betulina, Lenzites reichardtii-
Сопоставляя результаты по выходу биомассы изученных базидиомицетов в глубинной культуре, следует отметить, что на всех испытанных средах наибольшей продуцирующей способностью отличались дереворазрущающие грибы, лучшими из которых оказались следующие: Aboriiporus biennis, Coriolus versicolor, Fomitopsis pinicola, Lenzites betulina, Ser — pula sclerotiorum, Panus conchatus, Pleurotus ostreatus и Schizophyllum commune. Все они, как правило, на глюкозо-пептонной среде имеют высокий экономический коэффициент.
Решающим фактором для получения максимального выхода мицелия является соотношение в питательной среде углерода и азота. При изучении влияния последнего на рост и выход мицелия Boletus variegatus Н. Н. Фалиной и Г. Г. Пассекаль (1970) установлено, что наиболее благоприятным соотношением углерода и азота является 10: 1.
Таким образом, изучение физиологических особенностей грибов позволяет создать научную основу для управления их ростом, биосинтетической активностью и способностью к образованию полноценной по химическому составу мицелиальной биомассы.