Основы производства плодовых тел и мицелия грибов

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ БИОМАССЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

Известно, что биомасса грибов содержит 35—45 % белка, дрож­жей - 45 — 60, бактерий — 70 — 80 %, что в 1,5—2 раза превышает содержание белка в масличных культурах и в 4 раза — в мясе. Кроме того, скорость биосинтеза белка у одноклеточных приблизительно в 1000 раз выше, чем у высших организмов. По аминокислотному составу белки микроорганизмов близки к животным белкам. В них обычно мало серосодержащих аминокислот, лизина и треонина. Однако наряду с высокоценными белками микроорганизмы содержат и нежелательные вещества, к которым в первую очередь относят нуклеиновые кислоты и липиды. Содержание нуклеиновых кислот в клетках микроорганизмов может составлять 5-15 %, тогда как в мясе - 0,5-1 %, при этом входящие в их состав пуриновые и пиримидиновые основания, содержащие большие количества азота, способны вызывать резкое повышение уровня последнего в крови человека и таким образом привести к возникновению заболеваний, связанных с отложением уреатов (подагрические артриты, мочекаменная болезнь и др.) Кроме нуклеиновых кислот биомасса микроорганизмов может содержать 10—20% реакционноспособных и легкоокисляемых липидов, придающих в процессе хранения продуктам микробиологического синтеза неприятные вкус, цвет и запах.

Исходя из возможности существования в биомассе микроорганизмов желательных и нежелательных компонентов, к выбору микроорганизма — продуцента сырья и условиям процесса биосинтеза предъявляются определенные требования.

В качестве продуцентов пищевого белка возможно использование грибов, дрожжей, бактерий и микроскопических водорослей, но они не должны синтезировать или содержать токсические вещества.

Для производства пищевого белка можно использовать сырье разрешенное к применению в пищевой промышленности: углеводсодержащие материалы, такие, как меласса, крахмал, молочная сыворотка, а также спирты (метанол, этанол), уксусная кислота, СО2-

Для обеспечения постоянства состава биомассы микроорганизмов необходим строгий контроль за такими параметрами процесса

ферментации, как температура, скорость подачи воздуха, скорость

роста микроорганизмов и концентрация биомассы в культуральной жидкости. Особенно важны стерильность во время ферментации и строгое соблюдение санитарно-гигиенических условий на всех стадиях ведения технологического процесса.

В настоящее время существуют три основные формы использования белка одноклеточных для пищевых целей-

• цельная биомасса;

• частично облагороженная биомасса (в которой разрушены клеточные стенки и удалены все нежелательные компоненты) - белковые концентраты

• белок, выделенный из биомассы, — белковый изолят. Ценным источником белка для пищевых целей в виде натив­ной биомассы являются съедобные шляпочные грибы

ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОВЫХ ТЕЛ и МИЦЕЛИЯ ГРИБОВ

у съедобных грибов не только плодовые тела, но и мицелиальные массы, как правило, безвредны. Плодовые тела непосредственно используют в пищу. Мицелий производят в стерильных условиях, отделяют от жидкой фракции и высушивают. В виде сухого порошка используют как добавку в супы или соусы, для обогащения белком сухих крупяных и овощных концентратов. Благодаря нитевидности мицелий может быть использован при производстве сыров и колбас.

Для выращивания некоторых съедобных грибов используют следующий прием: мицелий выращивают глубинным способом, затем его флотируют и на флотированном мицелии выращивают плодовые тела. Таким способом получают вешенку обыкновенную, опенок зимний, пилолистник тигровый и др.

Условно съедобные грибы в глубинной культуре образуют заметные количества токсинов.

Базидиальные грибы могут быть использованы для получения различных метаболитов, в этом случае используют мицелий, жидкую фазу культуры, плодовые тела. Продуцентами могут быть: съедобные, условно съедобные, несъедобные и ядовитые базидиальные грибы.

На основе базидиальных грибов получают:

ферменты (гидролазы, оксидоредуктазы, комплекс ферментов, разрушающих растительное сырье, и т. д.);

антибиотики циклического строения;

онкостатические препараты и другие ценные лекарственные средства.

Хотя с базидиальными грибами в мире работает очень много специалистов, в технологическом плане остается еще много не­изученных аспектов, особенно относящихся к производству глу­бинного мицелия:

состав сред и их влияние на качество мицелия,

условия культивирования (аэрация, перемешивание, асепти­ческие условия);

аппаратурное оформление процесса и т. д.

Производство спорофоров и мицелия базируется на использовании двух совершенно различных технологий. Шляпочные грибы выращивают в питомниках, а производство мицелия реализуется через промышленный процесс ферментации. При выращивании шляпочных грибов мицелий является отходом, а в промышленном производстве мицелиальной массы глубинным способом подбира­ют такие условия, при которых не происходит спорообразования.

Выращивание шляпочных грибов в промышленных условиях связано с определенными трудностями и существенными затратами. Эти грибы используют непосредственно как пищевой продукт или как вкусовую приправу к различным блюдам. Обычные шляпочные грибы — шампиньоны начали культивировать еще в XVII в. во Франции, мицелиальные массы в промышленных условиях стали получать в 40 — 50-х годах XX в. В настоящее время во многих странах съедобные грибы производят в промышленных условиях. Предполагают, что в недалеком будущем их будут выращивать в таких же количествах, как сейчас картофель и злаки, что значительно снизит дефицит пищевого белка. Мировое производство съедобных грибов определяется сейчас в 1,2—1,3 млн т/год, при этом на долю шампиньонов приходится примерно 70—75%, т. е. 850—900 тыс. т/год. Для выращивания грибов, особенно при поверхностном способе культивирования, используют практически любые отходы. На основе соломы, початков, кочерыжек, стеблей кукурузы, опилок с добавлением органических удобрений готовят твердую питательную среду, которую засевают спорами гриба. После снятия урожая компост используют вторично. Остатки компоста, обогащенного мицелиальными массами, можно использовать в кормопроизводстве или в виде удобрения для многих сельскохозяйственных культур.

Получение базидиальных культур микроорганизмов. К Basidiomycetes относится около 30 тыс. видов грибов. Большинство известных съедобных и ядовитых высших базидиомицетов образуют плодовые тела, которые, как правило, состоят из шляпки и ножки, а также мицелия, который располагается внутри твердой пита­тельной среды. Циклы развития этих грибов очень сложны и многостадийны. Основа грибоводства — получение в больших количествах чистой посевной грибницы (мицелия) — ответственный процесс, требующий постоянного контроля за селекцией проду­центов, поддержания культуры в высокопродуктивном состоянии. Наибольшее распространение в промышленном производстве получили девять видов базидиальных грибов. Это, конечно, немного, если учесть, что, например, в Западной Европе известно около 500 видов съедобных грибов, из которых лишь около 80 видов использует население. В нашей стране известно примерно 300 видов съедобных грибов, из которых заготовляют около 54 видов.

В систематическом отношении съедобные грибы принадлежат к нескольким порядкам: Agaricaies, Во1еtales, Russulales, Aphyllophorales и Tricholomatales класса Basidiomycetes; имеются также представители Gasteromycetes и сумчатые грибы порядка Helvellales.

Большую пищевую ценность имеют микоризообразующиеие грибы (белый, подберезовик и др.), но они очень медленно растут в культуре. Лучше растут в искусственных условиях многие подстилочные сапрофитные и копротрофные агарикальные грибы (опенок луговой, навозник косматый, зимний гриб, вешенка и др.). Наиболее перспективны для промышленного производства следующие виды грибов: шампиньон двуспоровый (Agaricus bisporus), вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus), опенок зимний (Flammulina velutipes), опенок летний (Kuehneromyces mutabilis), навозник косматый (Coprinus comatus), пилолистник тигровый (Panus(lenrinus) tigrinus), банановый гриб (Volvariella volvaceae), шии-таке (Lentinus edodes), сморчок съедобный (Morchella esculenta).

Грибоводство — трудоемкое и капризное производство, требующее больших специальных знаний, особенно в области микологии, и контроля за ростом и стадиями развития грибов. В мире наиболее богатый опыт накоплен в области технологии выращи­вания шампиньонов и вешенки, особенности которых подробно рассмотрены далее.