Pesquisa
Condições de cultivo axênico para Lentinus crinitus
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Itaruã Machri Colla
Orientador: Nelson Barros Colauto
Defendido em: 28/02/2018
Resumo
Lentinus crinitus tem diversas aplicações biotecnológicas, principalmente na biorremediação, porém pouco estudos estão relacionados às condições básicas de cultivo para produção de cogumelos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar as condições básicas de cultivo para produção de lacase pela biomassa micelial e de cogumelos de L. crinitus. A linhagem U9-1 de L. crinitus foi utilizada e crescida em extrato de malte ágar (AEM; 20 g/L) na temperatura de 19 a 40 °C, no pH inicial de 2,0 a 10,0, e nas fontes de nitrogênio não protéico (uréia) e protéico (farelo de soja). Para uréia, a concentração de nitrogênio em AEM foi de zero a 10,83 mg/mL de nitrogênio. Para farelo de soja, a concentração de zero a 20% de farelo de soja em AEM. Em geral quando não estudado a temperatura de crescimento da biomassa micelial foi de 28 ºC e pH 6, no escuro. O substrato de cultivo foi a base de bagaço de cana-de-cultivo com diferentes quantidades de farelo de soja. O substrato de cultivo teve caracterizado as propriedades físico-químicas como umidade, cinzas, carbono, nitrogênio e relação carbono/nitrogênio. A biomassa micelial foi crescida em substrato de cultivo em tubos de borosilicato e a atividade de lacase foi determinada pela oxidação de solução de ABTS (2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolina-6-sulfatonato)). A produção de cogumelos no substrato de cultivo teve a mass, número, massa média de cogumelos e a eficiência de cogumelos avaliada. O fluxo de produção de cogumelos ao longo do tempo foi avaliada. Concluiu-se que para L. crinitus a faixa de temperatura ideal para crescimento da biomassa micelial é de 31 a 34 ºC e a temperatura ótima calculada é de 31,8 ºC. A faixa de pH ideal para crescimento da biomassa micelial é de 4,5 a 6,5 e o pH ótimo calculado é 5,5. A fonte de nitrogênio de farelo de soja causa menor inibição do crescimento da biomassa micelial que a de uréia, entretanto qualquer adição de nitrogênio causa inibição. Valor menor que 3 mg/mL de nitrogênio (uréia) e menor que 7,5% de farelo de soja (5,52 mg/mL de nitrogênio) no substrato de cultivo são recomendados para manter o crescimento da biomassa micelial com inibição máxima aceitável de 30% do crescimento da biomassa micelial. A biomassa micelial foi maior quando o substrato de cultivo teve 5% de farelo de soja, equivalente a 0,625 mg/g of nitrogen (base úmida). A atividade de lacase foi decrescente ao longo do tempo. Em cinco dias de cultivo a maior atividade de lacase ocorre quando 15% de farelo de soja é adicionado ao substrato de cultivo. A maior massa de cogumelos é produzida quando 5% de farelo de soja é adicionado ao substrato de cultivo. O maior número de cogumelos e a maior massa média de cogumelos ocorrem no tratamento com 5% de farelo de soja no substrato de cultivo e no controle. A eficiência biológica de 37,7 g de cogumelo fresco por 100 g de substrato seco é maior para o tratamento com 5% de farelo de soja no substrato de cultivo. O fluxo de produção cumulativo de cogumelos é maior quando o substrato de cultivo é adicionado de 5% de farelo de soja, ocorrendo inibição da produção de cogumelos a 10% de farelo de soja maior que no controle, sem farelo de soja. O fungo tem capacidade colonização rápida em 16 dias e apresenta primórdios após três dias depois de aberto nos sacos de cultivo. Também tem um ciclo curto de produção de cogumelos de cerca de 20 dias, quando a falta de umidade no substrato limita a continuidade da produção de cogumelos.
Palavras-chave
cogumelo; micélio; pH; temperatura; fonte de nitrogênio; subprodutos agroindustriais; lacase; Lentinus crinitus.
Title
Axenic cultivation conditions for lentinus crinitus
Abstract
Lentinus crinitus has several biotechnological applications, mainly in bioremediation, but few studies are related to the basic conditions of cultivation for mushroom and laccase production. Thus, the objective of this study was to evaluate the basic conditions of cultivation for laccase production of mycelial biomass and mushrooms of L. crinitus. L. crinitus U9-1 strain was used and grown in malt extract agar (MEA; 20 g/L) at 19 to 40 ° C, at initial pH of 2.0 to 10.0, and with non-protein (urea) and protein (soybean meal) nitrogen sources. For urea, nitrogen concentration in MAE was zero to 10.83 mg/mL nitrogen. For soybean meal, the concentration of zero to 20% of soybean meal in MAE. In general, when it was not studied the growth temperature or pH of mycelial biomass, it was 28 °C and pH 6, in the dark. The cultivation substrate substrate was sugarcane bagasse with different amounts of soybean meal. The cultivation substrate had been characterized on physical-chemical properties such as moisture, ash, carbon, nitrogen and carbon-to-nitrogen ratio. Mycelial biomass was grown on cultivation substrate in borosilicate tubes and laccase activity was determined by the oxidation of ABTS solution (2,2'-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulfatonate)). The production of mushrooms in the cultivation substrate had mass, number, average mass of mushrooms and biological efficiency of mushrooms evaluated. Mushroom production flushes along time were evaluated. It was concluded that L. crinitus ideal temperature range for mycelial biomass growth is 31 to 34 °C and the optimum calculated temperature is 31.8 °C. The optimum pH range for mycelial biomass growth is 4.5 to 6.5 and the optimum calculated pH is 5.5. The nitrogen source of soybean meal causes lower inhibition of mycelial biomass growth than urea, however any addition of nitrogen causes inhibition. Value less than 3 mg/mL of nitrogen (urea) and less than 7.5% of soybean meal (5.52 mg/mL of nitrogen) in the cultivation substrate are recommended to maintain the mycelial biomass growth with maximum acceptable inhibition of 30% of mycelial biomass growth. The mycelial biomass was higher when the cultivation substrate had 5% of soybean meal, equivalent to 0.625 mg/g of nitrogen (wet basis). Laccase activity was decreasing over time. In five days of cultivation the highest laccase activity occurs when 15% of soybean meal is added to cultivation substrate. The highest mass of mushrooms is produced when 5% of soybean meal is added to cultivation substrate. Similarly the highest number of mushrooms occurs in the treatment with 5% of soybean meal in cultivation substrate. However, the highest average mass of mushrooms occurs in treatment with 10% of soybean meal in cultivation substrate. The biological efficiency of 37.7 g of fresh mushroom per 100 g of dry substrate is higher for the treatment with 5% of soybean meal on cultivation substrate. The cumulative production of mushrooms is higher when cultivation substrate is added with 5% of soybean meal with inhibition of mushroom production when 10% of soybean meal is added and in the control (without soybean meal). The fungus has a rapid colonization ability in 16 days and shows primordia in three days after opening cultivation bags. It also has a short cycle of mushroom production of about 20 days, when the lack of moisture in the substrate limits the continuity of mushroom production.
Keywords
mushroom; mycelium; pH; temperature; source of nitrogen; agroindustrial by-products; laccase; Lentinus crinitus.