UNIVERZA V LJUBLJANI - web.bf.uni-lj.siweb.bf.uni-lj.si/zt/bioteh/seminar_all/zivil/2001_02/Gobe.pdf · * Seminarska naloga pri predmetu Biotehnologija . Biotehnoloıka proizvodnja:Gobe,

UNIVERZA V LJUBLJANI

BIOTEHNI�KA FAKULTETA �IVILSKA TEHNOLOGIJA

BIOTEHNOLO�KA PROIZVODNJA: GOBE*

GREGOR UHAN, IRENA VESELIČ, IRENA VI�NJEVEC

(�tudentje tretjega letnika �tudija �ivilske tehnologije)

prof. dr. Peter Raspor in asist. dr. Maja Pa� (mentorja)

Ljubljana, 2002

* Seminarska naloga pri predmetu Biotehnologija

Biotehnolo�ka proizvodnja:Gobe, Seminar, Biotehni�ka fakulteta, �tudij �ivilske tehnologije, 2002. ____________________________________________________________________________

2

Povzetek Gojenje gob se v svetu vse bolj �iri. Na začetku seminarja so opisane nekatere lastnosti gob in zgodovina, �e od začetka gojenja v temnih podzemnih prostorih, pa do dana�njih modernih « gobarn ». Mikrobiolo�ki del opisuje �ivljenjske cikluse �estih razredov gob, pridobivanje tehnične kulture, ter mo�nosti kontaminacije gojitvenega prostora. Podrobno je opisan tudi sam proces gojenja, in sicer �ampinjonov (A. bisporus). V zadnjem delu pa je prikazana vloga gob tako v �ivilstvu kot tudi v farmaciji in vrtnarstvu. Summary

Mushroom cultivation is even more spread in the world. At the beginning the seminar includes some facts about edible mushrooms and history of early cultivation in the dark underground places until recent modern « mushroom houses ». In microbiological section are described life cycles of six classes of fungi, production of technical culture and chances of contamination in growing places. There is also described the cultivation of Champignons (A. bisporus). In the last part of the seminar is shown the role of mushroom in food industry, pharmacy and horticulture.


3

1. UVOD .................................................................................................................................................................. 4 1.1 GOBE................................................................................................................................................................. 4 1.2 GOBE KOT ZAČIMBE..................................................................................................................................... 4 1.3 GOJENJE GOB.................................................................................................................................................. 4 1.4 UPORABA GOB ............................................................................................................................................... 5 2. ZGODOVINA BIOPROCESA ............................................................................................................................ 6 3. MIKROBIOLO�KE OSNOVE BIOPROCESA .................................................................................................. 7 3.1 �IVLJENJSKI KROG GOBE............................................................................................................................ 7 3.1.1 Razred: OOMYCETES..................................................................................................................................... 7 3.1.2 Razred: CHYTRIDIOMYCETES...................................................................................................................... 7 3.1.3 Razred: ZYGOMYCETES.............................................................................................................................. 8 3.1.4 Razred: ASCOMYCETES ali ZAPRTOTROSNICE........................................................................................ 8 3.1.5 Razred: BASIDIOMYCETES ali PROSTOTROSNICE................................................................................... 9 3.1.6 Razred: DEUTEROMYCETES ........................................................................................................................ 9 3.2 PROIZVODNJA MICELIJA ............................................................................................................................. 9 3.3 KONTAMINACIJA.........................................................................................................................................11 4. BIOKEMIJSKE OSNOVE BIOPROCESA.......................................................................................................12 4.1 RAZGRADNJA POLIMERNIH ORGANSKIH SPOJIN................................................................................ 12 4.2 POTREBE GOB PO HRANILNIH SNOVEH.................................................................................................13 5. BION�ENIRSKE OSNOVE BIOPROCESA ....................................................................................................15 5.1 PRIPRAVLJALNI POSTOPKI........................................................................................................................15 5.1.1 GOJITVENI PROSTOR ...............................................................................................................................15 5.1.2 MIKROKLIMATSKE RAZMERE V GOJITVENIH PROSTORIH ...........................................................16 5.2 POTEK BIOPROCESA ...................................................................................................................................18 5.3 ZAKLJUČNI POSTOPKI ................................................................................................................................18 5.3.1 POBIRANJE GOB ........................................................................................................................................18 5.3.2 SKLADI�ČENJE .......................................................................................................................................... 20 6. EKOLO�KI ASPEKT BIOPROCESA .............................................................................................................. 21 6.1 SUBSTRAT KOT GNOJILO........................................................................................................................... 21 6.2 INDUSTRIJSKI ODPADKI KOT SUBSTRAT .............................................................................................. 21 7. UPORABA BIOPROIZVODOV V PROIZVODNJI HRANE.......................................................................... 23 7.1 KONZERVIRANJE ......................................................................................................................................... 23 7.2 ZAMRZOVANJE ............................................................................................................................................ 23 7.3 SU�ENJE Z ZAMRZOVANJEM .................................................................................................................... 24 7.4 SU�ENJE (DEHIDRACIJA) ........................................................................................................................... 24 7.5 HRANILNA VREDNOST GOB (Agaricus bisporus) ..................................................................................... 25 8. IMPLIKACIJE DRUGIH TEHNOLOGIJ IN IMPLIKACIJE NA DRUGE TEHNOLOGIJE.......................... 27 9. REFERENCE ..................................................................................................................................................... 28


4

1. UVOD

1.1 GOBE Goba je vsaka gliva z mesnatim trosnjakom (klobukom). Poznamo več kot 150000 vrst med katerimi so mnoge tudi u�itne. Le 600 � 700 vrst je uporabnih v prehrani. Tiste, ki jih nabiramo in uspevajo na travnikih, pa�nikih in gozdovih jih pri�tevamo k tako imenovanim vi�je razvitim ali pravim glivam (Eumycetes).Večina poznanih gliv spada v samostojno kraljestvo Fungi. Glive imajo v naravi pomembno vlogo glede biolo�kega ravnote�ja. �ivijo lahko saprofitno, ali v simbiozi z drugo rastlino, ali pa zajedalsko. Saprofitne glive �ivijo od snovi, ki izhajajo iz razpadajoče mrtve �ivali ali rastline. Te so zelo pomembne za kro�enje snovi v naravi. Druga vrsta gliv, so tiste, ki �ivijo v so�itju ali simbiozi z drugo rastlino. Tak način skupnega �ivljenja imenujemo mikoriza (ektomikoriza, endomikoriza). Te glive ovijejo svoja vlakna okoli korenin rastline ali �ivijo v povrhnjih celicah korenin in imajo tako bolj�o oporo pri rasti, rastlina pa ima korist od glive, da ji varuje korenine pred �kodljivimi mikroorganizmi. Tretji način rasti gliv je zajedalski. Te �ivijo v tesni zvezi z drugim �ivim bitjem, od katerega dobijo hranilne snovi, hkrati pa mu povzročajo bolezni. (Pangerl, 1999)

1.2 GOBE KOT ZAČIMBE Zadnje čase se vse več uporablja gobe kot začimbno sredstvo. Gobe nimajo izredno velike prehranske in energetske vrednosti, vendar so izredno bogate z aromatskimi sestavinami (predvsem so to eterična olja), ki dajejo �ivilu specifične senzorične lastnosti. Jedi, ki vsebujejo gobe, so zaradi svoje specifične arome zelo priljubljene pri potro�nikih tudi zaradi asociacij, ki so povezane z naravnim okoljem in tradicionalnimi jedmi. (Pangerl, 1999)

1.3 GOJENJE GOB Z umetnim gojenjem gob se človek ukvarja �e več stoletij. Večinoma so bile tako imenovane �gobarne� manj�e in gob ni bilo mo�no gojiti celo leto. Dandanes pa je povpra�evanje po sve�ih gobah vedno večje in čez celo leto. Modernej�e �gobarne� pa lahko ustvarjajo optimalne pogoje za rast gob čez celo leto, tako da se na tr�i�ču da kadarkoli dobiti sve�e gobe. Gojenje gob zahteva pet osnovnih faz: - priprava substrata (kompostiranje)

- proizvodnja micelija - sejanje - obiranje - skladi�čenje, predelovanje ali prodaja

Poznamo več kot 150000 vrst gob, vendar je le 22 vrst takih, ki se jih goji (gojitveni kukmak, shii-ta-ke, ostrigarji, ...). Doslej se je v kulturi najbolj obnesla in raz�irila vrsta Agaricus bisporus iz katere so vzgojili �e �tevilne druge sorte. (Pangerl, 1999)


5

Tabela 1 prikazuje svetovno proizvodnjo gojenih gob in sicer je ta statistika iz leta 1981. Te vrste gojenih gob so �e danes med najpomembnej�imi. TABELA 1: Proizvodnja u�itnih gob leta 1981 (Zadra�il, 1983) Vrsta Navadno ime Raz�irjenost Količina ____________________________________________________________________________ Agaricus bisporus �ampinjon Cel svet 750 000 Lentinus edodes Shii-ta-ke Japonska, Daljni vzhod 180 000 Volvariela volvacea Kitajska goba Tropske dr�ave 65 000 Flammulina velutipes Zimska goba Japonska, Tajvan 65 000 Pleurotus spp. Ostigar Cel svet 40 000 Pholiota nameko ¨Nameko¨ Japonska 20 000 Auricularia polytricha Japonska, Tajvan 12 000 Auricularia auricula- ¨�idovsko uho¨ judae Tremella spp. in �e Tajvan, cel svet 3 000 nekatere druge vrste Skupaj 1135000

1.4 UPORABA GOB Gobe postajajo iz leta v leto pomembnej�e v kmetijstvu, zdravilstvu in industriji. So zelo hitro pokvarljivo �ivilo, zato jih je potrebno čimprej prodati, predelati ali konzervirati. V �ivilstvu se največ uporablja konzerviranje in sicer poznamo več načinov: vlaganje v kis, vlaganje v slanico, zmrzovanje, su�enje, ... . Velik dele� gob se predela tudi v začimbe. Za prehrano se jih porabi na leto več milijonov ton, večji del te količine so gojene gobe (kukmaki, ostrigarji, shii-ta-ke, ...) Vedno več je raziskav o tem, da gobe vsebujejo snovi, ki imajo zdravilni učinek, saj nekatere vrste gob lahko zdravijo nekatere virusne bolezni (gripo in polimelitis), zni�ujejo holesterol v krvi, zni�ujejo krvni tlak in vplivajo celo na počutje človeka. (Pangerl, 1999)


6

2. ZGODOVINA BIOPROCESA Gojenje gob ima izjemno dolgo tradicijo. Člove�tvo pozna gobe �e več stoletij. �e od nekdaj jih uporabljajo v terapevtske namene, pa tudi kot hrano. Znano je, da Japonci gojijo lističarko �itake �e več kot 2000 let. Iz zgodovinskih virov je tudi znano, da so se z gojenjem gob ukvarjali tudi Grki in Rimljani v 1.stoletju na�ega �tetja. Umetno gojenje gob in sicer kukmakov se je začelo v Franciji leta 1654. Iz Francije se je umetno pridelovanje gob raz�irilo v Anglijo, kjer so izumili bolj�e tehnike pridelovanja, katere so zahtevale manj truda, vlaganja in prostora. Izbolj�ane tehnike so se prenesle �e v druge Evropske dr�ave in tudi v Ameriko. V preteklosti so gobe umetno gojili v zatemnjenih podzemnih prostorih (jamah, rovih, kleteh), kajti ti prostori so imeli stalno temperaturo (od 10 do 18 oC) , ne preveč vla�ni in dovolj zračni. Ostanke goji�č so na�li tudi na zapu�čenih apnenčevih tleh, saj �e niso poznali moderne tehnike s katero bi zagotovili optimalne pogoje za rast. Z razvojem tehnologije so začeli opu�čati gojenje v podzemnih rovih, jamah in začela se je doba modernega gojenja. Moderno gojenje gob se je začelo v Pensilvaniji leta 1896. Na začetku so jih gojili le kot stranski pridelek, saj so �e vedno uporabljali staromodne načine gojenja kot v Evropi. Kasneje so začeli z gradnjo ustreznih prostorov, v katerih so �e nekoliko nadzirali klimatske pogoje za gojenje. Kljub izgradnji teh prostorov, je bilo gojenje �e vedno omejeno z dvema dejavnikoma in sicer temperaturo in vla�nostjo sezone. Količina pridelka je bila odvisna od klimatskih pogojev. Največ pridelka so imele tiste de�ele z oceansko klimo � ZDA, Anglija in Francija. Gojenje gob se je začelo s sejanjem jeseni, končalo pa se je z obiranjem pozimi in spomladi. Poleti pa ni bilo mo�no gojiti zaradi previsokih temperatur in prenizke količine padavin. �ele v drugi polovici 20. stol. so začeli uporabljati nove tehnike gojenja. Kmetje so počasi začeli opu�čati zastarele ekstenzivne načine in jih zamenjali z intenzivnimi načini. S pospe�enimi postopki in z dodajanjem umetnih gnojil so skraj�ali čas za kompostiranje gnoja. Z razvojem tehnike so začeli graditi klimatizirane hale, ki jih uporabljamo �e danes in tako lahko pridelujemo gobe čez celo leto. ( Petkov�ek in Stanič, 1965 ) (http://www.fungi.com) (http://www.mushroomcouncil.com/history/history.html )

http://www.fungi.com/


7

3. MIKROBIOLO�KE OSNOVE BIOPROCESA

Ko govorimo o mikrobiolo�kih osnovah gojenja gob, si pri tem predstavljamo gobo kot mikroorganizem, oziroma v primeru kontaminacije gojitvenega prostora, lahko govorimo o kontaminantih. Gojitveni prostor je potrebno vsakič pred samim gojenjem sterilizirati, kar pomeni, da uničimo vse �kodljive mikroorganizme in �ivalske �kodljivce. Tako pri samem bioprocesu ne sodelujejo mikroorganizmi.

3.1 �IVLJENJSKI KROG GOBE Oddelek Eumycota (prave glive) lahko razdelimo v več razredov. Ti se med seboj razlikujejo po posebnostih v zgradbi in razmno�evanju. Najbolj znana razreda ni�jih pravih gliv sta Oomycetes in Chytridiomycetes. Glive brez zoospor v spolni fazi �ivljenjskega ciklusa pa delimo na Zygomycetes, Ascomycetes in Basidiomycetes. Poseben razred gliv, ki proizvajajo samo nespolne spore poznamo pod imenom Deuteromycetes.

3.1.1 Razred: OOMYCETES Predstavniki tega razreda se lahko spolno razmno�ujejo s pomočjo gametangiogamije, lahko pa tudi vegetativno. Spolno razmno�evanje z gametangiogamijo poteka tako, da se končni deli nekaterih hif spremenijo v gametangije. Razvijeta se dve različni strukturi. V �enskih gametangijih se razvijejo jajčne celice � oogoniji, v mo�kih pa nastanejo spermalna jedra �anteridiji. V oogoniju pride do mejoze in nastane ena ali več oosfer – neoplojena jajčeca, ki vsebujejo haploidno (n) jedro. Anteridij se razvije tik ob oogoniju in ko postanejo zreli, po�enejo v oogonije posebne hife, ki prodrejo v jajčne celice in jih tja prenesejo. Oosfere se nato razvijejo v oospore � oplojena jajčeca z diploidnim (2n) jedrom. Vegetativno razmno�evanje pa poteka z nastankom bičkastih spor � zoospore. Pri nekterih vrstah pa nastanejo negibljive spore brez bičkov � aplanospore. (Raffaelli in Thomas � Domenech, 1990)

3.1.2 Razred: CHYTRIDIOMYCETES Glavna značilnost hitridiomicet je, da tvorijo enobičkaste (uniflagelatne) zoospore. Najbolj znani rodovi so Blastocladiales, Chytridiales in anaerobne glive, ki so v rumnu pre�vekovalcev. (Gunde � Cimerman, 1996)


8

3.1.3 Razred: ZYGOMYCETES Največ predstavnikov tega razreda uvr�čamo v red Mucorales. V večini so to saprofitne glive. Nespolno razmno�evanje poteka s pomočjo sporangiospor. Sporangiofor je na začetku le dvignjena hifa nad podlago, ki na apeksu nabrekne v sferični sporangij. V njem se protoplazma oddeli v �tevilne sporangiospore, ki vsebujejo eno ali več jeder. Sporangiofor sega v sporangij kot kolumela. Ko je sporangij zrel, poči in spore se sprostijo. Po kalitvi spor se začne razra�čati micelij. Pri nekaterih rodovih se pojavijo zračne hife � stoloni in tanke hife, ki prodirajo v substrat � rizoidi. Hife reda Mucorales so mnogojedrne in imajo malo prečnih sten. Ko se pribli�ata dve koloniji z različnima spolnima tipoma nastanejo posebne zračne hife � zigofori. Ko se spojita, nastaneta večjedrna gametangija, ki se zdru�ita v zigosporo. V njej se zdru�ijo različna jedra, temu sledi mejoza, ostala jedra pa propadejo. (Gunde � Cimerman, 1996)

3.1.4 Razred: ASCOMYCETES ali ZAPRTOTROSNICE Med askomicetami je nespolna sporulacija precej pogost pojav. Konidiospore nastajajo na specializiranih zračnih hifah � konidioforih. Spolna oblika se imenuje teleomorf, nespolna pa anamorf. Za to skupino gliv je značilno tudi spolno razmno�evanje s pomočjo gametangiogamije. Ena od hif enojedrnega (primarnega) micelija se odebeli in spremeni v �ensko strukturo imenovano askogonij v katerem se razvijejo �tevilna �enska jedra. Druga hifa v bli�ini askogonija se razvije v mo�ko strukturo � anteridij, kjer nastanejo mo�ka jedra. Ko postaneta obe strukturi zreli, se spojita in pri tem preidejo jedra anteridija v askogonij. Vendar to �e ni prava oploditev, saj se pri tem zdru�ita samo citoplazmi obeh jeder � plazmogamija. S pribli�evanjem jeder, nastanejo �tevilni jedrni pari in po �tevilnih delitvah se iz obeh jeder razvijejo askogene hife. Po določenem �tevilu delitev se rast hif konča z zakrivljenjem. Dve jedri (eno iz askogonija in eno iz anteridija) se delita in nastanejo 4 nova jedra, ki se po dve zdru�ita v 2n jedra. Sledita mejoza in mitoza in pri tem nastane 8 haploidnih jeder, ki jih obda citoplazma in celična stena.. v končni fazi nastanejo v vsakem askusu po 8 askospor. Ko se sprostijo iz askusa in padejo na primerno podlago, vzkalijo in iz vsake se razvije nov enojedrni oziroma haploidni micelij. Nekatere askomicete lahko oblikujejo svoje aske v kompleksnih plodi�čih � aksokarpi. Ti so lahko različnih oblik in imajo tudi različna imena � pli�čati apotecij, stekleničasti peritecij ali zaprti kleistotecij. V skupino askomicet uvr�čamo nekatere kvasovke (vrste iz rodu Saccharomyces), čopičaste plesni (vrste iz rodu Penicillium), � Mnoge vrste askomicet �ivijo v posebni obliki simbioze � mikoriza s koreninami vi�jih rastlin (predvsem dreves). (Raffaelli in Thomas � Domenech, 1990)


9

3.1.5 Razred: BASIDIOMYCETES ali PROSTOTROSNICE V to skupino gliv spadajo tiste glive, pri katerih obsega spolni proces nastanek haploidnih bazidiospor na bazidiju, kjer pride tudi do mejoze 2n � jeder. Pri bazidiomicetah je vegetativno razmno�evanje zelo raz�irjeno in poteka z nastankom konidijev ali podobnih struktur. Spolno razmno�evanje temelji na somatogamiji ali pa se zdru�ita dve raznospolni hifi, na katerih so �e razviti posebni spolni organi. Po delni spojitvi dveh hif iz dveh različnih enojedrnih micelijev nastane dvojedrni micelij. Ta se razvija s celičnimi delitvami obeh jeder in se razra�ča po podlagi. Ob ugodnih pogojih se iz dvojedrnega micelija razvijejo čvrsta plodi�ča � bazidiokarpi. V plodi�ču se spojita obe raznospolni jedri in nastane eno diploidno jedro. To se začne takoj deliti, pri čemer nastanejo 4 haploidna jedra. Premaknejo se proti povr�ini bazidija in zrastejo v glavičaste izrastke, ki so s tankim pecljem � sterigmo povezani z bazidijem. �tevilne vrste prostotrosnic razvijejo značilno oblikovana plodi�ča, sestavljena iz beta, ki ima na zgornjem koncu razprostrt klobuk. Na spodnji strani klobuka je plodi�če s plodovnico, na kateri so �tevilni bazidiji z bazidiosporami. Bazidiomicete lahko �ivijo na saprofitski, zajedalski ali simbiontski način. Naj�tevilnej�e so saprofitske vrste, med njimi je veliko u�itnih vrst gliv � gobe. V to skupino gliv spada tudi kultivirana goba � Agaricus bisporus. (Raffaelli in Thomas � Domenech, 1990)

3.1.6 Razred: DEUTEROMYCETES So posebna skupina gliv, katere so včasih imenovali tudi Fungi Imperfecti. V času �ivljenjskega ciklusa nimajo spolne faze. V primeru, da je pri teh glivah odkrita spolna faza, se jih ponovno klasificira kot askomicete ali bazidiomicete. (Raspor, 1996)

3.2 PROIZVODNJA MICELIJA Ker se bomo pri bioin�enirskih osnovah bioprocesa omejili le na gojenje Agaricus bisporus, bomo predstavili proizvodno micelija za to vrsto gobe. Za sejanje �ampinjonov se uporablja tehnični micelij, ki se ga pridobiva v mikrobiolo�kih laboratorijih. Ta proces vzgoje poteka v več fazah:

• izolacija čistih kultur • vzdr�evanje čistih kultur • razmno�evanje čiste kulture • pridobivanje tehnično uporabne kulture

Ves material, ki ga potrebujemo za proizvodnjo micelija mora biti predhodno steriliziran.


10

1. IZOLACIJA ČISTIH KULTUR:

Laboratorijsko pridobivanje čiste kulture micelija poteka na dva načina in sicer en način je z vzgojo micelija na agarju iz trosov �ampinjona, drugi način pa je z izolacijo micelija iz tehničnih kultur. Z drugim načinom pridobivanja micelija se dobi veliko odpornej�i micelij proti boleznim, �kodljivcem, � Za vzgojo micelija se izbere lepo razvite in neodprte �ampinjone. Gobe se očisti in dezinficira z formaldehidom, nato se jih postavi v petrijevke in pokrije. Pri tem mora biti tudi ustrezna temperatura 16 � 20oC. Po dveh ali treh dneh se trosi sprostijo. Gobe se odstrani, trose pa prelije s formaldehidom. Po eni do dveh urah se jih prenese na po�evni agar v epruvetah s posebno platinasto pentljo, ki ima na koncu bat iz gaze. Goji�če, ki je pripravljeno za kalitev trosov sestoji iz pivine, laktoze, peptona, kva�čevega ekstrakta, agar � agarja in vode. S trosi cepljeno goji�če se postavi v inkubator na temperaturo 18 � 20oC. Do kalitve pride po 15 do 20 dneh. Ko micelij preraste povr�ino agarja se ponovno precepi na sve�e goji�če v epruvetah. Cepljena goji�ča se postavi ponovno v inkubator na temperaturo18oC. zdrav micelij se začne razra�čati po 2 do 3 dneh. Ko je prekrita povr�ina agarja, se vzame goji�če iz inkubatorja in se ga hrani v hladilniku do ponovnega precepljanja pri temperaturi 4oC. Vzgoja čistih kultur iz micelija je stalna, kajti le tako se da dobiti večjo zbirko, kar omogoča selekcije najbolj rodovitnih sojev, odpornih proti boleznim. (Ga�per�ič,1991) 2. VZDR�EVANJE ČISTIH KULTUR:

Micelij se lahko hrani pri temperaturi 4oC največ 14 dni, nato je potrebno ponovno precepiti na sve�a goji�ča. Če se to ne stori pride do degeneracije micelija, ki se slab�e razraste in je neodporen proti različnim oku�bam. Precepljanje se izvaja v posebni cepilni komori,kjer je mo�nost kontaminacije minimalna, vsakih 10 dni. Cepljena goji�ča se postavi v inkubator (T=18oC). Goji�ča, iz katerih se precepi razvit micelij na sve�o podlago, se ponovno uporabi za namno�evanje čistih kultur. Pri vzdr�evanju čistih kultur micelija se stalno skrbi za selekcijo čistih kultur (opazovanje razvoja, rasti, �). (Ga�per�ič,1991) 3. RAZMNO�EVANJE ČISTIH KULTUR: Matično kulturo micelija, iz katere �elimo pridobiti tehnično kulturo, je potrebno najprej namno�iti. Najpogosteje uporabljeni substrati so: p�enična zrna, seno, konjski gnoj, idr. Najpogosteje se uporablja p�enična zrna, zaradi la�je kontrole in primerjave rasti. Primer: namno�evanje micelija s pomočjo p�eničnih zrn. P�enična zrna je potrebno najprej očistiti, nato se jih namaka 24 ur v vodi, kateri je dodan kva�čev ekstrakt (nosilec vitaminov B � kompleksa in lahko topnih du�ikovih spojin). P�enici se odstrani vlago s povr�ine tako, da se jo precedi in centrifugira. P�enico se prenese v erlenmajerice, zama�i z vato in vse skupaj se sterilizira v avtoklavu. Cepljenje razvitega micelija iz agarja se izvaja v cepilni komori. Cepljeno �ito se postavi v inkubator na temperaturo 18oC, dokler micelij ne preraste �ita. Namno�ene čiste kulture se hrani v hladilnikih pri temperaturi 4oC in sicer največ 10 dni. (Ga�per�ič,1991)


11

4. PRIDOBIVANJE TEHNIČNE KULTURE: Tehnično kulturo se pridobiva s precepljanjem čiste kulture micelija na �itna zrna. Pridobivanje micelija je dolgotrajen in natančen postopek. �ampinjone se razvr�ča v soje glede na lastnosti. Ti se med seboj lahko razlikujejo po velikosti, barvi, rodnosti, kakovosti, idr. (Ga�per�ič,1991)

3.3 KONTAMINACIJA Pri pridelovanju �ampinjonov se pojavlja okrog 50 bolezni, ki jih povzročajo glive (plesni), bakterije virusi in �ivalski �kodljivci, zato je potrebno dosledno izvajati preventivne ukrepe v gojitvenih prostorih. Če ne skrbno in dosledno opravljamo higienske ukrepe smo lahko kaj hitro ob pridelek. Zelo pomembno je skrbno kompostiranje in pasteriziranje, razku�evanje krovne prsti, gojitvenih prostorov in orodja. Do sedaj je poznanih 6 faktorjev, ki povzročajo oku�bo v gojitvenem prostoru. To so: človek, ki goji gobe, zrak, medij, orodje, inokulum in mobilni prena�alci oku�b. Najpogostej�e bolezni in �kodljivci: Tintnice � indikatorska gliva, ki opozarja na nepravilno pripravo komposta in pasterizacije, Beli sadravec � pojavi se pri premalo fermentiranem in suhem kompostu, če je pH previsok, Rjavi sadravec � plesen, ki se pojavi prevla�nem in premalo kompostiranem kompostu, zelena plesen, rumena plesen, suha gniloba, mehka gniloba, su�ica, stroma, muhe, mu�ice in drugi �kodljivci. (Ga�per�ič, 1991)


12

4. BIOKEMIJSKE OSNOVE BIOPROCESA

4.1 RAZGRADNJA POLIMERNIH ORGANSKIH SPOJIN

Gobe so gojene na različnih hranilnih podlagah, t.i. substratih, v katerih se razvije podgobje ali micelij. Kot �e povedano, se saprofiti prehranjujejo z rastlinskimi in �ivalskimi razkrojnimi produkti. Te snovi pa vsebujejo polimerne organske spojine, katere so te�ko razgradljive. Da lahko goba porablja organske snovi, mora najprej izločiti določene encime, ki razgradijo ta substrat. To je esencialna značilnost njihovega �ivljenja. Eksoencimi imajo pestrost vlog v naravi; vključeni so v patogenezo in razgradnjo več polimernih organskih spojin. Raz�irjenost gobjih encimov je �e dolgo poznano in izkori�čeno za uporabo v prehrambni industriji in v vrsti drugih industrij. Raziskave gobjih encimov v biologiji in njihovo izkori�čanje so dale nadaljnji zagon s prihodom tehnik za genetsko manipulacijo nekaterih vrst. Da so gobe sposobne kolonizirati �iroko območje �ivih ali odmrlih tkiv, vključujoč rastline, lesene in papirnate produkte, listne odpadke, rastlinske ostanke iz kmetijstva, prst in kompost, in različna �iva ali odmrla �ivalska tkiva, so laboratorijske �tudije pokazale, da je to stvar več mogočih regulacijskih sistemov. Gobe reagirajo na svoje �ivljenjsko okolje s kontrolirano gensko ekspresijo in izločanjem posebnih encimov. Čeprav se izkori�ča gobje encime �e dolgo, je bil �ele pred kratkim raziskan podroben mehanizem genske ekspresije in izločanja encimov. Take raziskave so �e nedokončane. Encimi razcepijo molekule na manj�e enote, katere lahko potem goba uporabi kot hrano. Gobji micelij absorbira te reducirane organske molekule kot hranila direktno skozi celične stene. Pretvorba substratov v gobjo biomaso je posredovana z izločanjem vrste hidrolitičnih in oksidativnih encimov. Večina od teh gob lahko uspe�no razgradijo celulozo ali hemiceluloze. Raziskave so pokazale, da nekatere vrste gob, kot sta Agaricus spp. in Lentinus spp., so sposobne razgraditi lignin. Dokazano je bilo tudi, da L. edodes proizvaja lignin peroksidazo. A.bisporus lahko razgradi mikrobne polimere kot so peptidoglukani in glukani. Čeprav je glavna vloga teh ekstracelularnih encimov hranilna, je bilo dokazano, da so spremembe v encimski aktivnosti lakaze in endoglukanaze gob A. bisporus povezane s tvorbo same gobe kot ploda. Tabela 2 prikazuje na katerih substratih gojijo na�tete vrste gob za pretvorbo lignoceluloze. ( Stamets, 1993)


13

TABELA 2 : Proizvodnja gob na lignocelulozi Vrsta Substrat Agaricus bisporus Kompostirana slama Lentinus edodes Drva/�agovina Vorvariela volvacea Slama/bomba�ni odpadki Pleurotus sp. Slama/�agovina Flammulina velutipes �agovina/bomba�ni odpadki Pholiota nameko Drva/�agovina Auricularia sp. Drva Tremella fuciformis Drva

(Neil, Geoffrey; 1994) Ko ena vrsta gob sklene svoj �ivljenjski krog, delno razgrajen substrat postane dosegljiv za sekundarne in terciarne saprofite, ki ga reducirajo naprej. Na koncu je ustvarjena bogata prst v korist rastlinam in ostalim organizmom. ( Stamets, 1993)

4.2 POTREBE GOB PO HRANILNIH SNOVEH Omejili se bomo na potrebe po hranilnih snoveh �ampinjonov. �ampinjoni potrebujejo za razvoj sledeče elemente: ogljik, du�ik, kisik, fosfor, kalcij, �veplo, magnezij; ter mikroelemente: �elezo, cink, baker, molibden in kalij. Ogljik (C). Vir ogljika je hemiceluloza (ogljikovi hidrati). Je osnovna sestavina slame in med fermentacijo (kompostiranjem) razpade v grozdni sladkor. Du�ik (N). Du�ik je sestavni del protoplazme vsake �ive celice. Pogojuje rast, predvsem pa tvorjenje in pravilen razvoj plodi�č. Sve� konjski gnoj, pome�an s slamo, vsebuje 1,5 odstotka du�ika v su�ini. Če je v gnoju preveč slame, se lahko odstotek du�ika poveča z dodajanjem organskih du�ikovih spojin. Ponavadi se doda krvno moko, kurji gnoj, ribjo moko, ureo pa tudi anorganski du�ik v obliki amonsulfata. Zmanj�a pa se ga z dodajanjem gnoja, ki vsebuje veliko slame, ali z dodajanjem slame. Kisik (O). �ampinjonom je potrebno v vseh stadijih pridelovanja zagotoviti zadostno količino kisika. �e me med kompostiranjem se skrbi, da so kompostni kupi dovolj vla�ni in primerno zračni, sicer fermentacija ne bo potekala v �eleni smeri. Med pasterizacijo se iz komposta spro�čajo velike količine amoniaka. Iz pasterizacijskega prostora se ga odstranjuje s prezračevanjem, obenem pa se v prostor dovaja sve� zrak (kisik). Ker med rastjo �ampinjoni potrebujejo ogromne količine kisika, se ga v gojitvene prostore dovaja s prezračevanjem in z zalivanjem gred. Fosfor (P). Kot sestavni del �ivih celic ima eno najpomembnej�ih vlog. Največ ga je v organih za razmno�evanje. Pomanjkanje fosforja pomeni manj�o rodnost, vpliva pa tudi na zgradbo tkiva. Ponavadi se ga dodaja kot superfosfat. Kalcij (Ca). Pomemben je, ker vsrkava odvečno vlago ter koagulira koloide in tako preprečuje, da bi kompost postal masten. Kalcij tudi nevtralizira prese�ke kalija, natrija in magnezija. Poleg omenjenega spodbuja razvoj micelija in dozorevanje �ampinjonov. �veplo (S). Pomembno je zaradi vpliva na nekatere mikroorganizme. Če je kompost pripravljen iz konjskega gnoja, se doda toni komposta 25 kg sadre (gips, mavec).


14

Magnezij (Mg). Pomemben je, ker vpliva na encime, t.i. biokatalizatorje. V konjskem gnoju ga je dovolj in se ga ne dodaja. Mikroelemente, kot so �elezo, cink, baker molibden in kalij, se dodaja v manj�ih količinah pri pripravi sintetičnih kompostov, v glavnem kot sulfate (soli). �elezo (Fe). Pomembno je pri razvoju micelija, v večjih količinah pa je �kodljivo. Voda z veliko vsebnostjo �eleza ni primerna za pridelovanje �ampinjonov. Cink (Zn). Sodeluje v procesu sprejemanja, spreminjanja, izkori�čanja hranilnih snovi in izločanja odpadnih snovi �ampinjonov (metabolizem). Baker (Cu). Najdemo ga v nekaterih encimih, spodbuja razvoj vegetativnega stadija. Molibden (Mo). Pomemben je zaradi vpliva na nastajanje du�ikovih snovi. Kalij (K). Pomemben je kot biokatalizator pri tvorjenju beljakovin. V konjskem gnoju ga je dovolj, zato se ga ne dodaja posebej. Lahko ugotovimo, da so mikroelementi zelo pomembni pri pridelovanju �ampinjonov; med drugim vplivajo na večji pridelek, izbolj�ujejo kakovost in trajnost plodi�č. (Ga�per�ič; 1991)


15

5. BION�ENIRSKE OSNOVE BIOPROCESA

5.1 PRIPRAVLJALNI POSTOPKI

Uspe�no gojenje gob je odvisno od ustrezne skrbi za čisto kulturo in od podgobja, ki je sposobno proizvesti veliko sočnih gob z odličnim okusom, tkivom in barvo, ki je odporna proti �kodljivcem in boleznimi. Kulture gob v zalogi, se pogosto vzdr�uje v aktivnem stanju rasti, pod optimalnimi laboratorijskimi pogoji. Vzdr�uje se jih na ustreznem trdnem substratu, in ob ustreznih časovnih intervalih se jih posadi v substrat. Druga mo�nost vzdr�evanja kultur pa je , da gojitelji podgobje spet posadijo na polju tako, da uporabijo enojno ali masovno basidiosporno izolacijo ali pa posadijo tkivo, ki ga dobijo iz sve�e nabranih sočnih gob. Dandanes pa sta najbolj učinkoviti metodi zamrzovanja in skladi�čenja v tekočem du�iku. V tekočem du�iku se lahko zamrzne tako prostotrosnice kot zaprtotrosnice. Če je razmno�evanje s sporami ali gojenje zračnega micelija uspe�no (plodovito), se gobe goji na agarju ali na prosu, na katerem so prej rasli miceliji. Če pa razmno�evanje s sporami prinese malo rezultatov, ali pa če je kultura prostotrosna in nastane le malo zračnega micelija, potem se gobje kulture goje v bioprocesni brozgi in se jih zdrobi v sterilnem Waringovem me�alniku. Nekatere rodove gob pa se koncentrira s centrifugiranjem zato, da se dobi zadostno količino materiala za zamrzovanje. Tak rod gob, kot je kvasu podoben rod z imenom 'Tremella fuciformis', proizvedejo svoje kolonije v tekočini, ki je dovolj majhna zato, da se jo da pipetirati in gojiti v steklenicah, ki vsebujejo ustrezno bioprocesno brozgo. (Ga�per�ič, 1991)

5.1.1 GOJITVENI PROSTOR

Metode za gojenje Agaricus bisporus so v osnovi podobne tistim metodam, ki so jih najprej uporabljali francoski vrtnarji. �ampinjone so gojili v kleteh, zakloni�čih in opu�čenih tunelih, kjer je bilo temno, dovolj vlage in primerne stalna temperatura. Vendar pa so te stare metode postopno izbolj�evali in preoblikovali, zato ker so imeli probleme pri transportu komposta, prostori so bili tesni, gojitvena povr�ina nepregledna in nemogoče je bilo skrbeti za preventivo higienske ukrepe. Dandanes se gradijo pritlični objekti (gobarne), da gojenje poteka enostavneje, pregledneje in se lahko natančneje nadzoruje klimatske razmere (temperatura, vla�nost, zračnost). V teh objektih so stene, tla, strop, vrata, okna toplotno izolirana, da se la�je vzdr�uje mikroklimo. S centralnim ogrevanjem se zagotavlja potrebne visoke temperature (do 59°C) za posterizacijo komposta. Vzdr�evati pa se mora tudi visoko relativno zračno vlago (do 95%). Gojitveni prostor se mora, predvsem med rastjo gob, zelo intenzivno zračiti, z ventilatorji, vendar hitrost gibanja zraka ne sme presegati 0,1m/s. V tleh mora biti odtočni kanal, ki omogoča či�čenje prostora in polic z vodnim curkom. Med gojenjem je potrebno tudi vzdr�evati higieno, zaradi preventivnih ukrepov pred boleznimi in �kodljivci. Vsak dan se očisti in razku�i tla z 2% formalinom. (Ga�per�ič, 1991)


16

Slika 1 : gojenje na policah (gobarna v Ivančni Gorici)

5.1.2 MIKROKLIMATSKE RAZMERE V GOJITVENIH PROSTORIH

TEMPERATURA Temperatura je pomemben parameter za dobro gojenje gob. Temperatura zraka vpliva na temperaturo v kompostu, ki je vselej nekaj stopinj vi�ja kot temperatura zraka. Ob sejanju je lahko razlika tudi 10°C, kasneje pa 1°C do 2°C. V gojitvenem prostoru ne sme biti temperatura zraka ni�ja od 13°C, temperatura komposta pa ne sme biti vi�ja od 28°C in ne ni�ja od 15°C, optimalna temperatura za sejanje je 25°C. Ko se temperatura dvigne nad 30°C micelij odmre, takrat lahko v nekaterih primerih kompost ponovno fermentira. Če pa se kompost pozimi ohladi, se ga ne odvr�e ampak se počaka, da se ponovno ogreje, nato začne micelij ponovno rasti. Z nihanjem temperature se �okira micelij in s tem se vpliva na kakovost gob. (Ga�per�ič, 1991)

ZRAČNA VLAGA Je tudi eden izmed pomembnih dejavnikov pri gojenju gob (�ampinjoni). Za razvoj micelija mora biti relativna vla�nost 85% do 95%. Ne sme biti pa ni�ja od 70% in vi�ja od 95%, ker ovira recipracijo oz. izparevanje CO2. Zračno vlago se lahko zadr�uje z dobro izoliranim gojitvenim prostorom in kro�enjem zraka, s katerim se dovaja velike količine sve�ega zraka,


17

odvaja pa se CO2 in druge �kodljive snovi, ki se nabirajo nad kompostom med gojenjem gob. Paziti pa je potrebno, da se z dovajanjem sve�ega zraka ne zmanj�a preveč zračne vlage in s tem izsu�itev prevla�ne krovne prsti, zato pa si pomagajo z uvajanjem nizkotlačne pare ali pa z izparilnikom. Da se ne zvi�a tudi temperatura zraka pa se vla�i zrak z razpr�eno vodno meglo. Dandanes pa je najprimernej�a klimatska naprava, ki vzdr�uje optimalne pogoje (temperatura, relativna vla�nost, količina sve�ega zraka). (Ga�per�ič, 1991)

KOMPOSTIRANJE Prva faza v pridelavi gob (Agaricus bisporus) je kalitev trosov. Vzame se trose ali pa majhne delčke iz zrele gobe, ki se jo izbere na podlagi �elenih lastnosti kot so barva, okus in sposobnost, da proizvede čimveč gob. Te spore (trose) se potem kali na hranilnem mediju, da nastane ustrezna kultura. To kulturo se potem uporabi, za pripravo podgobja. Včasih so podgobje pridelovali tako, da so inokulirali primeren sterilen medij- na primer konjski gnoj, danes pa so na trgu različne vrst podgobja, tudi �itno podgobje. To �ito je lahko p�enica, r�, ali proso. Neglede na to, kateri medij se uporablja, je proizvodnja podgobja le postopek pri katerem se poveča začetni micelij do te mere, da se ga lahko ustrezno vsadi v kompost. (HUI, 1992) Kompost je predvsem me�anica razkrojenih organskih snovi, ki pa ne sme vsebovati toksičnih substanc, katere inhibirajo rast micelija. Nastajanje komposta poteka zunaj in to tako, da se redno obrača kupe in s tem se zagotovi enakomerno fermentacijo, ki se poka�e tako, da celoten kup komposta postane primeren za rast gob. Med kompostiranjem (fermentacijo) potekajo razni biokemijski procesi, kjer sodelujejo razni encimi in mikroorganizmi. Za delovanje teh encimov in mikroorganizmov mora biti primerna vla�nost, temperatura, zračnost in hranljiva podlaga. Čas, ki je potreben za to, da kompost postane primeren za pridelavo gob in da vsebuje tak medij, ki ima raj�i gobji micelij kot pa naravne tekmece, je različen in odvisen je od starosti gnoja. Običajno je ta čas dolg vsaj dva tedna. Po kompostiranju se nalo�i kompost v prostor, kjer so različne police in tu se pasterizira kompost. S pasterizacijo se razku�i in odstrani amoniak iz komposta. Čas pasterizacije je odvisen od samega komposta. Po kratkem zunanjem kompostiranju, se kompost pasterizira dalj časa, ker je kompost zelo aktiven in je te�ko obdr�ati optimalno temperaturo zraka. Pri �ampinjonih je ta temperatura 60°C. Kraj�a pasterizacija pa je potrebna po dalj�em zunanjem kompostiranju, takrat je kompost neaktiven in te�ko dose�emo temperaturo pasterizacije. Pri �ampinjonih (Agaricus bisporus) je optimalno 15-16 dnevno kompostiranje in temperatura komposta pred vlaganjem na police je od 55 do 60°C. Med pasterizacijo poteka tudi naravna fermentacija, kjer se spro�ča veliko toplote in zato ni potrebno dovajati veliko toplotne energije. Ga�per�ič (1991) je pasterizacijo komposta razdelil na tri dele. V prvem delu omenja proces dezinfekcije. Prostor je tesno zaprt in brez prezračevalnih odprtin. Prostor je ogrevan s centralnim toplovodom. Da ne pride do velikih temperaturnih amplitud med zrakom in kompostom naj bi uvajali paro, takrat ko je temperatura komposta nad 40°C. Dovod pare naj bi zaprli, ko je temperatura komposta 55°C. V drugem postopku se (kondicioniranje komposta pri T=55°C) v gojitveni prostor dovaja sve� zrak in odvaja spro�čen amoniak, ki se spro�ča pri naravni fermantaciji. Nato naj bi po desetih dneh temperatura padla s 55°C na 45°C. To temperaturo se vzdr�uje, in ko se razvijejo bele cone


18

aktinomicet (slamnate bilke se obelijo), je kompost primeren za razrast micelija. Po pasterizaciji kompost spremeni lastnosti. Slama je bolj zmehčana, �op se da pretrgati, kompost vsebuje od 61-65% vlage,vonj je prijeten brez amoniaka, pH je 7.2 do 7.5. (Ga�per�ič, 1991)

5.2 POTEK BIOPROCESA V večini primerov uporabljajo gojitelji gob iste postopke, ampak imajo pa različne lastne prilagoditve pri gojenju gob, le-te pa uporabljajo zato, da izbolj�ajo končni izdelek. Različne sestavine in priprave, ki jih uporabljajo gojitelji za gojenje gob, pa od njih zahtevajo, da prilagodijo nadzorovanje temperature in zračenja. Najbolj pomembno pa je, da se to naredi v pravem času. Namreč, če je kompost premalo skisan se zaradi tega luknjice, v katerih rastejo gobe pregrejejo in micelij se le malo razraste. Če pa je kompost preveč skisan, bo to odstranilo mnoge hranljive snovi, ki so nujno potrebne za dober pridelek gob. Po končani pasterizaciji, ko se kompost ohladi pod 30°C začnejo gojitelji z inokulacijo micelija v kompost (sejanje). (Proizvodnja micelija glej poglavje Mikrobiolo�ke osnove bioprocesa). Ponavadi se inokulira tako, da se me�a micelij na �itnih zrnih s celotno količino komposta. Pri tem je potrebno biti pazljiv, da se ne oku�i micelija, bodisi z umazanimi rokami ali umazano obleko. Micelij je razra�čen na vsakem zrnu, kjer je zrno center, iz katerega se začne razra�čati v kompost. Ga�per�ič (1991) priporoča, da se pri sejanju �tiri petine micelija enakomerno raztrese in ga z rokami ali vilami vme�a v kompost. Ostalo petino micelija pa se kasneje potrese po povr�ini komposta kot za�čito pred plesnimi. Če se povr�ina komposta začne su�iti, pa se jo mora pazljivo navla�iti z vodo in paziti, da voda ne odteče v kompost. Med sejanjem naj bi bila relativna zračna vla�nost zraka 90 % do 95 %. Na začetku sejanja naj bi gojitveni prostor zračili minimalno, po 10 do 14 dneh pa vsako uro. Koncentracija CO2 naj ne bi presegala 0.5 %. Po 21 dneh sejanja, ko micelij preraste kompost, se prekrije luknjice s krovno prstjo. Krovna prst je dobra, ker slu�i predvsem kot rezervoar za vodo, vsebuje mikroorganizme, omogoči izmenjavo plinov, ki nastanejo pri presnavljanju in omogoča hitro rast micelija. V nje se konča vegetativni in začne generativni stadij razvoja gob. Krovna prst je sestavljena iz �ote, rečnega mulja, prodnatega in kremenčevega peska, mletega laporja, kalcijevega karbonata, apna� Gojitelj mora vedeti kak�no krovno prst ima, da bo z njo pravilno ravnal. Na primer, če ima prst prenizek pH bo dodal apno, če pa je preveč krhka, pa bo dodal prodnat pesek. Krovno prst je potrebno zalivati, da vsebuje okoli 70 do 80 % vlage. Gojitelji morajo paziti, da med zalivanjem voda ne odteka v kompost. (Ga�per�ič, 1991)

5.3 ZAKLJUČNI POSTOPKI

5.3.1 POBIRANJE GOB V zadnji fazi pridelave gob sta pobiranje in skladi�čenje. Pomembno je, kdaj gojitelji naberejo gobe. Tisti, ki gobe pridelujejo za trg, navadno poberejo gobe na medli svetlobi in optimalni temperaturi, ki je za �ampinjone okrog 16°C, preden se zlo�i povrhnjica klobuka in glavno skrb posvečajo, da gobe ostanejo za prodajo dlje časa sve�e in kakovostne. Med obiranjem


19

morajo natančno nadzorovati mikroklimatske razmere v gojitvenih prostorih. Kakovost pridelka vzdr�ujejo s pravilno tehniko obiranja, s pravilnim ravnanjem in oskrbovanjem kulture. Gobe poberejo tako, da jih primejo za klobuke in ga upognejo ali odlomijo zato, da jih odlomijo pri podgobju in ga ne po�kodujejo (ostanke betov odstranijo). To zlahka storijo pri zaprtih gobah, odprte gobe so bolj krhke in gojitelji oz. pobiralci morajo bolj paziti, da se goba odlomi na dnu podgobja in ne na vrhu. V mnogih dr�avah imajo odprte gobe za zelo nizko kakovostne in so na trgu po večini cenej�e, kot zaprte majhne gobe. Potem, ko se goba odpre, micelij raste, vendar pa se te�a klobuka bistveno ne poveča. Če pa se gobe pobere preden so na vi�ku rasti, ko �e niso odprte, ostanejo za prodajo dlje časa sve�e, �e posebej v toplem vremenu. Ko oberejo gobe, ostanke betov odstranijo, jih izre�ejo in če so gobe umazane s krovno prstjo �e to previdno očistijo. Luknjice, ki nastanejo pri obiranju, zasipajo z rezervno krovno prstjo, če pa niso več primerne za nadaljnjo gojenje, odstranijo kompost in ga prodajo vrtnarjem. (Ga�per�ič, 1991)

Slika 2 : pobiranje gob (gobarna v Ivančni Gorici)


20

5.3.2 SKLADI�ČENJE Pred transportom hranimo gobe pri temperaturi 2° do 4°C v hladilnici v zabojih S tem povečamo obstojnost in bolj�o kakovost gob ter preprečimo odpiranje klobukov. (Ga�per�ič, 1991)

Slika 3 : skladi�čenje �ampinjonov v zabojih (gobarna v Ivančni Gorici)


21

6. EKOLO�KI ASPEKT BIOPROCESA Za zmanj�anje onesna�evanja okolja se lahko izrabljeni substrat od gojenja gob porabi za gnojenje vrtnin, vzporedno pa se lahko odpadni materiali �ivilsko predelovalne industrije uporabljajo kot substrat za gojenje različnih vrst gob.

6.1 SUBSTRAT KOT GNOJILO Ko je substrat izrabljen, se ga lahko uporabi za gnojenje vrta. Zelo poveča pridelek vrtnin, npr. paradi�nika, korenja, solate, krompirja,...Izrabljeni substrat se pome�a z gnojem in raznimi organskimi odpadki ter se po kompostiranju uporabi kot gnojilo ali substrat za gojenje de�evnikov (Lubricus rubellus). Ker je lahko izrabljen substrat vir oku�be z �u�elkami in plesnimi, ga ne smemo kopičiti v bli�ini gojitvenega prostora. (Koso, 1988)

6.2 INDUSTRIJSKI ODPADKI KOT SUBSTRAT Raziskano je bilo, da je veliko organskih odpadkov v �ivilsko predelovalni industriji uporabnih za gojenje gob, ker kot �e povedano, so gobe sposobne razgraditi z izločanjem encimov hemicelulozo, celulozo, lignin idr., ki so prisotni v vseh organskih odpadkih. Odpadki soje, ki nastanejo pri pridelavi sojinega mleka in tofuja so ponavadi odvr�eni brez nadaljnjega ravnanja, zaradi tega se pojavljajo problemi z onesna�evanjem. Raziskana je bila uporaba teh odpadnih produktov kot rastni substrat za gobe. Biomasno povečanje in sinteza encimov v tekočih kulturah vsebujočih 50g/l sojinih odpadkov ali ekstrakt le-teh je bila raziskana na gobah: Pleurotus sajor-caju, Volvariella volvacea, Morchella elata, Lycophyllum shimeji, Tricholoma lobayense, in Coriolus versicolor. Biomasa je bila po 7 dneh rasti pri optimalnem pH od 1,5 do 3,9 mg suhe te�e/ ml. Vse so proizvedle obetajoč nivo enega ali več encimov na sojinem mediju. Goba P.sajor-caju je sintetizirala 0,6U/ml amilaze na ekstraktu sojinega medija in T.lobayense je proizvedla pribli�no 50U/ml proteinaze na odpadnem sojinem mediju.(Bushwell in Shu-Ting-Chang;1994) Ugotovljeno je bilo, da se lahko bananini listi, odpaden material v pridelovanju banan, uporabijo kot substrat za kultivacijo u�itnih gob, predvsem roda Pleurotus; P.ostreatus (ostrigarji) in P.sajor-caju . Listi so se zmleli, namočili in pasterizirali. Inokuliran substrat so dali v polietilenske vreče in inkubirali v kontrolirani atmosferi. Rezultate so primerjali s tistimi, kjer je bil substrat p�enična slama. In ugotovili so, da so bananini listi bolj kakovosten substrat kot p�enična slama.(Sturion in Ötterer;1995) V tovarni plutovinastih zama�kov za vinske steklenice so odpadki plute največji stranski produkt. Le-te so uporabili kot substrat za shii-ta-ke(Lentinus edodes) in reishi(Ganoderma lucidum). Izkazali so se kot zelo uspe�en medij. Zanimivo pa je to, da niso gobe prevzele nikakr�nega vonja po pluti. Dose�ena je bila znatna razgradnja plutovinastih odpadkov (pri


22

shii-ta-ke 40% in pri reishiah 35%). To bi bila lahko alternativa za običajno odstranitev teh odpadkov.(Riu s sod., 1996) Kot substrat za gojenje gob roda Pleurotus bi bil lahko odpadni material, ki nastane pri mletju v proizvodnji oljčnega olja. Gobe sicer rastejo počasi vendar so bolj kakovostne in večje. (Zervakis s sod., 1996) Kot dobri substrati za ta rod so se izkazali tudi sladkorni trs in tobačno steblo (Azizi s sod., 1990) ter kakavove lupine; predvsem za ostrigarje (Senyah;1988). Tudi �agovina, ri�eva slama in otrobi, bomba�ni odpadki (Senyah; 1988) ter krompirjevi olupki (Kahlor in Maninder-Arora; 1986) so bili �e preiskovani kot substrat na različnih vrstah gob. Za pognojitev komposta za gojitev �ampinjonov (Agaricus bisporus) je bila uporabljena odpadna tekočina iz proizvodnje mono�veplovega glutamata (GM-1), ki povzroča probleme, saj je bogata s hranili in je nadomestila ureo in (NH4)2SO4. Rezultati so pokazali, da GM-1 poveča pridelek. (Hua; 1982)


23

7. UPORABA BIOPROIZVODOV V PROIZVODNJI HRANE

7.1 KONZERVIRANJE Konzerviranje je �e stoletja najbolj preprost in ekonomičen način, da �ivila ohranimo skozi dalj�e časovno obdobje. Dandanes največ konzervirajo gobo Agaricus bisporus, in sicer v konzerve in steklene kozarce.(Ga�per�ič, 1991) Gobe, ki so namenjene za prodajo v konzervah s slano vodo (slanica), je potrebno pobrati takrat, ko je njihov klobuk tesen, to pa je takrat, ko je povrhnjica gobe zaprta in so lističi neopazni. Ostale bolj zrele gobe pa uporabijo za ju�ne koncentrate, ali pa kot na rezine narezane gobe in v masleni omaki.(Hui, 1992) V tovarnah kjer konzervirajo gobe dobijo gobe umazane s prstjo ali pa s spodnjim delom podgobja odrezan ali pa neodrezan. Tiste gobe, ki so neodrezane so za�čitene pred izgubo vlage ali izsu�itvijo.Gobe, ki imajo s prstjo pritrjen spodnji konec obdelajo mehanično. Dajo jih v obliki črke V oblikovane brazde stroja, ki se vrti in odre�e spodnji konec gob stran od podgobja, nato pa odre�e �e podgobje od klobuka. Obdelane gobe odlo�ijo v velike posode z vodo in jih pustijo, da se nekaj časa namakajo, zato da se od njih »odlepi« blato. Za tem sledi predhodno kuhanje gob v vreli vodi ali pari (blan�iranje). Čas blan�iranja se prilagodi tako, da se osrednjo temperaturo dvigne na okoli 82 °C. Z blan�iranjem se odstrani pline v tkivu gob, inaktivira encim polifenoloksidazo, omogoči, da se tkivo la�je nare�e, ter zmanj�a �tevilo bakterij. Blan�irane gobe se takoj ohladi s pitno vodo, ter se jih namoči v tekočo vodo, razen v primeru, ko se lahko posodo napolni in gobe toplotno obdela. Preden se da gobe v konzerve se jih ponovno pregleda in odstrani tiste, ki so po�kodovane. Gobe, ki so namenjene za v ju�ne koncentrate, ali pa za omake, se jih takoj po blan�iranju nare�e na rezine in se jih pred konzerviranjem kuha z drugimi sestavinami. Pri konzerviranju v slanic, se konzerve z blan�iranimi gobami napolni z vročo vodo in soljo. V končnem izdelku je koncentracija soli okoli 1%. Zaradi morebitne oksidacije v konzervah se lahko doda askorbinsko kislino, in sicer za vsakih 28g NETO te�e gob do 37,5mg askorbinske kisline, ampak mora biti označeno na etiketah embala�e.(HUI, 1992)

7.2 ZAMRZOVANJE Zamrzovanje je primeren način konzerviranja za gobe. Gobe morajo biti dobro oči�čene in oprane, pri tem pa se uporablja nekatera dezinfekcijska sredstva. Strokovnjaki so ugotovili, da dodatek klora v vodo, ki ne sme presegati 50 ppm, ugodno vpliva na uničenje mikroorganizmov v gobah. V gobah je visok potencial encima polifenoloksidaze, kateri povzroča neza�eleno razbarvanje, ki se pojavi pri po�kodovanih ali v narezanih gobah. Med pranjem gob, voda izpere topne oksidirane sestavine fenola, ki nastanejo zaradi delovanja encimov; v nekaterih primerih lahko voda postane značilno rdeča. Tiste gobe, ki se jih �eli zamrznit, se jih za kraj�i čas blan�ira v vreli vodi in to predvsem zaradi zmanj�anja kontaminacije mikroorganizmov, ne pa toliko zaradi inaktivacije encima. Po blan�iranju sledi ohlajevanje s hladno vodo. Da se prepreči


24

razbarvanje, ki ga povzroči encim, se gobe za kratek čas potopi v raztopino natrijevega sulfata, ki vsebuje 200 ppm SO2 ali pa če se potopi v 1% raztopino soli in v 0,09% natrijevega sulfata. Najbolj pomembno pri zmrzovanju je, da zamrznitev poteka hitro.. Hitra zamrznitev povzroči nastanek mikrokristalov in minimalno po�koduje strukturo lističev, prepreči oksidacijske procese in razgradnjo pigmentov. (HUI, 1992) H.Y.HUI priporoča da se gobe zamrzuje na osrednji temperaturi �23oC, to pa naj poteka 3-5 minut za na rezine narezane gobe, ter okoli 20 minut za majhne neodprte ali cele gobe.

7.3 SU�ENJE Z ZAMRZOVANJEM Su�enje z zamrzovanjem poteka v tesno zaprtih komorah v katerih led, ki je na ali v gobjem tkivu, izgine s sublimacijo. Pomembno je tudi,da se vse gobe v komoro nalo�i istočasno, drugače se lahko pojavijo za�ganine ali nepopolno su�enje. Ko led na povr�ini gob izgine, se lahko gobam začne dodajati vroč zrak. Končna točka su�enja z zamrzovanjem je točka, pri kateri gobe vsebujejo okoli 3% vlage. Te gobe se vakuumsko pakira, da se prepreči oksidacijsko razbarvanje in da se jih za�čiti pred vlago. To storijo z du�ikom. (HUI, 1992)

7.4 SU�ENJE (DEHIDRACIJA) Su�enje je postopek konzerviranja, pri katerem �ivilu odvzamemo vodo. Potem ko se pobere gobe se jih osu�i, bodisi z biosu�ilnikom- naravno na soncu ali pa z umetnim segrevanjem v su�ilnikih. Agaricus bisporus (�ampinjone) se bolj malo konzervira s su�enjem, ker se izgubi njihova gastronomska kakovost. Ostale gobe, tiste ki so »primerne« za su�enje (npr. Boletus luteus ali jurček, Shii-ta-ke), se najprej posu�i na soncu, tako da imajo le-te v sebi okoli 15-20% vlage. Potem se gobe za kratek čas hrani v začasnih skladi�čih in se jih potem pripelje v osrednji obrat za su�enje. V tem obratu se gobe razku�i, sortira in očisti tako, da se odstrani blato in odvečne snovi. Ko so gobe razrezane na rezine, se jih razporedi na pladnje in se jih osu�i v tunelih. Su�enje se začne z ni�jo temperaturo zraka (okoli 49 °C), potem pa se jo postopno zvi�uje, tako da v končni fazi dose�e temperaturo 71 °C. Med su�enjem je potrebno vzdr�evati močan pretok zraka zato, da gobe dobijo vroč zrak in obdr�ijo optimalno temperaturo. Če pa je kro�enje zraka slabo, je posledica vidna na slab�i kakovosti. Na koncu su�enja vsebujejo gobe pribli�no 10% vlage. Gobam se ne zni�ajo hranilne vrednosti in ne arome. Su�ene gobe se pakira v plastične vrečke in se jih skladi�či v neprodu�no zaprtih posodah, zaradi za�čite pred nevarnimi �u�elkami in plesnimi. (Ga�per�ič, 1991)


25

7.5 HRANILNA VREDNOST GOB (AGARICUS BISPORUS) V spodnjih dveh tabelah (iz Food composition and nutrition tables, 2000) je prikazano primerjava sestave sve�ih in konzerviranih �ampinjonov. Vidimo, da je pri konzerviranih �ampinjonih odstotek vode malenkostno vi�ji, količina ma�čob je �e enkrat večja, vsebnost ogljikovih hidratov močno upade, količina mineralov pa je pribli�no enaka kot pri sve�ih �ampinjonih. Opa�ena je tudi razlika pri bogatem viru vitaminov. Veliko se zmanj�a količina vitamina C in vitaminov B kompleksa. Pri gobah so precej vidni vitamini B 12 kompleksa, ki jih je v primerjavi z drugo zelenjavo relativno kar veliko, in sicer med 0,32.in 0,65µg na gram sve�ih gob. Pomanjkanje vitamina B12 lahko povzroči slabokrvnost ali anemijo.(R.Macrae s sodelavci, 1993) TABELA 3 : Glavne sestavine �AMPINJONOV (g/100g) (Scherz in Sensu, 2000) AV Enota / 100g meja VODA

91,0 g 89,0 - 93

BELJAKOVINE 4,11 g - MA�ČOBE 0,25 g 0,18 - 0,30 OGLJ.HIDRATI 0,56 g / VLAKNINE 2,03 g / ORG.KISLINE 0,13 g / MINERALI 0,99 g 0,8 - 1,25 VITAMIN B1 98 µµµµg 70 - 120 VITAMIN B2 436 µµµµg 300 - 520 NIKOTINAMID 5,2 mg 4,0 - 6,5 PANTOTENSKA KSL. 2,1 mg 1,7 - 2,7 VITAMIN B6 65 µµµµg 45 - 100 VITAMIN C 4,9 mg 3,0 - 9,0


26

TABELA 4 : Glavne sestavine v konzerviranih �ampinjonih (g/100g) (Scherz in Sensu, 2000)

AV Enota / 100g

meja

VODA

92,4 g 90,8 - 94,8

BELJAKOVINE 3,38 g / MA�ČOBE 0,50 g 0,40 - 0,50 OGLJ.HIDRATI 0,07 g / VLAKNINE 1,50 g / ORG.KISLINE 0,11 g / MINERALI 1,10 1,00 - 1,30 VITAMIN B1 20 µµµµg 10 - 50 VITAMIN B2 190 µµµµg 110 - 250 NIKOTINAMID 1,2 mg 0,6 - 1,8 PANTOTENSKA KSL.

0,8 mg /

VITAMIN B6 60 µµµµg / VITAMIN C 1,7 mg 1,0 - 2,3


27

8. IMPLIKACIJE DRUGIH TEHNOLOGIJ IN IMPLIKACIJE NA DRUGE TEHNOLOGIJE

Predelava gob vpliva tudi na druge tehnologije. Te tehnologije so lahko vse od pridelave alkoholnih pijač in hrane, pa tudi nekatere tehnologije v farmacevtski industriji. Na tr�i�ču lahko opazimo �e ekstrakte nekaterih gob, ki so �e uporabljeni kot sestavine v funkcionalni hrani in pijači. Tako, je �e mogoče dobiti v trgovinah temno sladko pivo iz gob Shii-ta-ke z 9 vol.% alkohola, ter vino iz �e omenjenih gob z 15 vol.% alkohola. Poskrbljeno je tudi za vegetarijance, saj so izdelali tudi tako imenovan « Shii-ta-ke hamburger ». Ekstrakte gob Shii-ta-ke se uporablja tudi v mlečni industriji, saj se jih uporablja pri proizvodnji masla. Tudi v medicini so ti ekstrakti nepogre�ljivi, saj jih uporabljajo za različne pripravke za krepitev imunskega sistema (čaji, kapsule, ...), pa tudi za raznovrstne kreme. ( Post, 2000)


28

9. REFERENCE

- Azizi, K.A., Shamala,T.R., Sreekantiah,K.R., 1990. Cultivation of Pleurotus sajor-caju on certain agro-industrial wastes and utilization of the residues for cellulase and D- xylanase production, Mushroom-Journal-for-the-Tropics; 10 (1) 21-26, 9 ref., Correspondence (Reprint) address, T. R. Shamala, Dep. of Microbiol. & Sanitation, Cent. Food Tech. Res. Inst., Mysore 570 013, India (abstrakt) - Buswell-JA; Shu-Ting-Chang SO: Biotechnology-Letters; 16 (12), Dep. of Biol., Chinese Univ. of Hong Kong, 1994 - Chang-MingHui; Hsiang-WeiMin; Chien-ShiuanYuh; Huang-WeiTin; Chang-MH; Hsiang-WM; Chien-SY; Huang-WT Journal-of-Agricultural-Research-of-China Department of Agricultural Chemistry, Taiwan, 1997 - Ga�per�ič, A.1991, �ampinjoni, Ljubljna, ČZP Kmečki Glas - Gow N. A. R., Gadd G. M., 1994. Fungal exoenzymes, The growing fungus, 137 - 155 - Hua J.J., 1982, Mushroom (Agaricus bisporus) cultivation with glutamate mother-liquor 1(GM-1). Research-Report,-Food-Industry-Research-and-Development-Institute; No. E-39, 9pp., 5 ref., Food Ind. Res. & Development Inst. Taiwan (povzetek) - Hui, Y. H., 1992, Encyclopedia of food science and technology, vol.3, 1840 - 1848 - Kahlon, S.S., Maninder-Arora, 1986.Journal-of-Food-Science-and-Technology, 23 (5), Dep. of Microbiol., Punjab Agric. Univ., Ludhiana, India - Koso, �. 1988, Ostrigarji , Ljubljana, ČZP Kmečki glas - Macrae R., Robinson R.K., Sadler M.J. 1993. Mushrooms and truffles. Encyclopaedia of food science, food technology and nutrition. Vol. 5, 3159-3178, Academic press limited - Nieto Lopez C., Sanchez Vazquez J.E.1997. Mycelial growth of Pleurotus and Auricularia in agroindustrial effluents, Micologia-Neotropical-Aplicada; 10, 47-56, 19 ref. (abstract) - Pangerl, M. 1999, Kakovost in obstojnost su�enih gob (Boletus edulis) po toplotni obdelavi. DN, Ljubljana BF Odd. za �ivil., 1 � 5 - Petkov�ek V., Stanič I. 1965. Gobe, Mladinska knjiga, Ljubljana - Post G. 2000 Mushrooms: New functionality on the horizon. Fruit processing, vol.10, 11, 440-442


29

- Raffaelli M., Thomas-Domench J.M. 1990. Naravoslovni atlasi, Botanika, Mladinska knjiga, Ljubljana - Raspor P. 1996. Biotehnologija, BIA, d.o.o. Ljubljana, str. 95-102 - Riu H., Roig G., Sancho J. 1996. Use of wastes from the cork industry for cultivation of the fungi Lentinus edodes and Ganoderma lucidum. Revue-des-Oenologues-et-des- Techniques-Vitivinicoles-et-Oenologiques; No. 81, 21-25 .Univ. Politecnica de Catalunya, Barcelona, Spain (povzetek) - Scherz H., Sensu F., 2000, Mushroom: cultivation, Stutgart; 854 - 857 - Senyah,J.K.1988. Mushrooms from waste materials. : Developments in food microbiology - 4 [edited by Robinson, R.K.]. 1-22; 67 ref. Barking, Essex, UK; Elsevier Applied Science Publishers, Department of Food Science & Nutrition, University of Ghana, Accra, Ghana. - Stamets P. 1993. Growing gourment medicinal mushrooms, 66-69 in 76-80 - Sturion, G.L., Oetterer, M. 1995. Utilization of banana leaves as substrate on edible mushrooms cultivation (Pleurotus spp.), Ciencia-e-Tecnologia-de-Alimentos; 15(2), 194-200, 37 ref. Univ. de Sao Paulo, SP, Brazil

- Zadra�il, F., Grabbe, K., 1983: Edible mushrooms str. 146-147 v Rehm, H.-J. in Reed, G.: Biotechnology, vol.3 : Biomass, Microorganisms for special applications, Mocrobial products, Energy from renewable resources, Verlag Chemie GmbH, Weinheim - Zervakis G., Yiatras P., Balis C. 1996. Edible mushrooms from olive oil mill wastes, International-Biodeterioration-&-Biodegredation, Lab. of General & Agric. Microbiol., Agric. Univ. of Athens, Greece - Watkinson S.C., Carlile M.J. 1994. The fungi. 34-35 in 52-53, Academic press - http://www.maitake.medias-int.si/ - http://www.fungi.com - http://www.mushroomcouncil.com/history/history.html - http://www.mushroomcouncil.com/grow/sixsteps.html

http://www.maitake.medias-int.si/

http://www.fungi.com/

http://www.mushroomcouncil.com/grow/sixsteps.html

Documents

UNIVERZA V LJUBLJANI - web.bf.uni-lj.siweb.bf.uni-lj.si/zt/bioteh/seminar_all/zivil/2001_02/Gobe.pdf · * Seminarska naloga pri predmetu Biotehnologija . Biotehnoloıka proizvodnja:Gobe,