Грибы на субстрате из кукурузных початков получаются полезнее и вкуснее, чем на опилках.
С подорожанием древесных опилок в Китае грибоводы переходят на шелуху кукурузных початков. Так, выращивание «черного древесного уха» на кукурузных початках сделало маржинальный гриб еще полезнее и намного вкуснее.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива авторов Цзилиньского сельскохозяйственного университета (Международный кооперативный исследовательский центр Китая по селекции новой зародышевой плазмы съедобных грибов; Лаборатория генетической селекции съедобных грибов, Колледж садоводства), в которой указывается на шелуху кукурузных початков как на перспективный субстрат для производства грибов.
Аурикулярия уховидная (Аuricularia heimuer) - съедобный и лечебный желейный гриб, богатый различными питательными компонентами, такими как аминокислоты, пищевые волокна и минералы. Такие съедобные грибы обычно содержат высокую долю аминокислот с разветвленной цепью, которые обычно встречаются в белках животного происхождения. В результате съедобные грибы стали важным источником высококачественного белка для вегетарианцев.
В съедобных грибах аминокислоты обычно классифицируются на четыре категории в зависимости от их вкусовых профилей: умами, сладкие, горькие и безвкусные.
Среди них основными аминокислотами умами являются глутаминовая кислота и аспарагиновая кислота. Сладкие на вкус аминокислоты включают серин, глицин, треонин и аланин, в то время как основные горькие аминокислоты - гистидин, тирозин, изолейцин, фенилаланин и лейцин.
Умами и сладкие аминокислоты вносят наибольший вклад в общий профиль вкуса съедобных грибов, тогда как другие категории аминокислот в основном играют вспомогательные роли, усиливая и модулируя общий вкус. Состав и концентрация аминокислот играют решающую роль в определении качества грибов.
Традиционно опилки служили основным субстратом для выращивания A. heimuer, однако с ростом дефицита и колебаниями стоимости опилок поиск устойчивых и эффективных альтернативных субстратов стал ключевой проблемой в китайской грибоводческой отрасли.
Кукурузные початки являются сельскохозяйственным побочным продуктом, образующимся в больших количествах при переработке кукурузы. В Китае их использование в основном сосредоточено в четырех областях: в качестве промышленного сырья, субстратов для выращивания съедобных грибов, биокорма и топлива.
Среди всех ресурсов соломы сельскохозяйственных культур кукурузные початки демонстрируют самую высокую эффективность переработки, при этом уровень сбора и использования достигает 97%.
Благодаря своему изобилию и богатому составу целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина кукурузные початки обладают превосходной биоразлагаемостью, низкой стоимостью, возобновляемостью и экологической совместимостью. В последние годы они получили значительное внимание как устойчивая альтернатива традиционным субстратам для выращивания, таким как опилки, при производстве съедобных грибов.
Кукурузный початок, широко доступный побочный продукт сельского хозяйства, характеризуется относительно низким соотношением углерода к азоту (C/N) и высоким содержанием органических веществ, что делает его перспективным субстратом, например, для выращивания маржинального гриба аурикулярии уховидной.
Более низкое соотношение C/N в кукурузном початке способствует быстрому разложению органического вещества и высвобождению азота, потенциально обеспечивая A. heimuer более благоприятным запасом питательных веществ и тем самым увеличивая скорость его роста и накопления питательных веществ.
Тем не менее, замена опилок на кукурузный початок может повлиять на пищевой состав и метаболическую активность A. heimuer, особенно в отношении биосинтеза и транспорта аминокислот. Основные молекулярные механизмы этих эффектов остаются неясными.
В последние годы транскриптомные технологии стали мощными инструментами для выяснения сложных метаболических регуляторных сетей в немодельных организмах. Сравнительный анализ транскрипционных профилей в различных условиях культивирования позволяет идентифицировать дифференциально экспрессируемые гены, связанные с метаболизмом свободных аминокислот в A. heimuer, тем самым предоставляя молекулярные знания о том, как субстраты на основе кукурузных початков влияют на качество грибов.
Это исследование, включающее высокопроизводительное транскриптомное секвенирование, было направлено на изучение влияния кукурузного початка как субстрата для выращивания на накопление свободных аминокислот в A. heimuer и на исследование базовых регуляторных механизмов, участвующих в метаболизме аминокислот.
Результаты направлены на предоставление ценных теоретических идей и практических рекомендаций по оптимизации субстратов для выращивания, контролю качества и содействию эффективному использованию ресурсов при производстве съедобных грибов.
Штамм гриба A184 был предоставлен Колледжем садоводства, Сельскохозяйственным университетом Цзилинь (Чанчунь, Китай).
Контрольный субстрат для выращивания состоял из 78% опилок, 20% пшеничных отрубей, 1% извести и 1% гипса. Опытный субстрат из 78% кукурузных початков, 20% пшеничных отрубей, 1% извести и 1% гипса.
После тщательного перемешивания оба субстрата были упакованы в 50 полипропиленовых мешков для выращивания (примерно 300 г на мешок, с содержанием влаги 60%). Мешки стерилизовали при 121 °C в течение 2 часов, после чего проводили инокуляцию мицелием A. heimuer. Культуры инкубировали в темноте при 25 °C до тех пор, пока субстраты полностью не заселились мицелием. Затем плодоношение было вызвано в контролируемых условиях: 25 °C, относительная влажность около 85%, рассеянный свет и хорошая вентиляция. Плодовые тела были собраны и немедленно сохранены при температуре –80 °C для последующего извлечения РНК. Для анализа РНК-секвенирования использовались три биологических повтора на обработку.
Анализ главных компонентов выявил четкое разделение между образцами субстрата с точки зрения состава свободных аминокислот.
Субстрат из кукурузного початка заметно увеличил общее содержание свободных аминокислот в A. heimuer (2624,57 мг/кг), что представляет собой повышение на 11,4% по сравнению с группой опилок (2355,86 мг/кг), и заметно увеличил долю аминокислот, связанных со вкусом (49,2% против 42,6%).
В частности, содержание аминокислот умами в грибах на початках было на 74% выше, чем в контроле.
Анализ транскриптома и анализ обогащения путей KEGG (Киотская энциклопедия генов и геномов) в совокупности показывают, что субстрат из кукурузных початков существенно изменяет накопление и метаболический профиль свободных аминокислот в A. heimuer, модулируя экспрессию ключевых метаболических ферментов, что обеспечивает теоретическую основу для эффективного выращивания A. heimuer с использованием сельскохозяйственных отходов и для улучшения вкусовых и питательных качеств гриба.
По статье группы авторов (Сюй Сунь, Фанцзе Яо, Фаньчао Лай, Мин Фан, Лисинь Лу, Сяосюй Ма, Вэй Ван, Цзинцзин Мэн, Кайшенг Шао), опубликованной в журнале Horticulturae 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.