一部の廃棄リグノセルロース材料からのヒラタケ (Pleurotus ostreatus) の生産と構造変化の FTIR 特性評価

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12897 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この研究では、ヘーゼルナッツの枝 (HB) (Corylus avellana L.)、ヘーゼルナッツの殻 (HH)、麦わら (WS)、もみ殻 (RH)、および使用済みコーヒーかす (CG) からカキ (Pleurotus ostreatus) キノコを栽培しました。 ヘーゼルナッツの枝くずをヒラタケ栽培に初めて使用しました。 研究では、各廃棄物の種類を 100 ～ 50% 混合した堆肥を調製してキノコを栽培しました。 収穫されたキノコの傘から、収量、生物活性、産卵実行時間、総収穫時間、およびキノコの品質特性が決定されました。 また、キノコ生産に伴うリグノセルロース系物質（抽出分、ホロセルロース、α-セルロース、リグニン、灰分）の化学分析を行い、初期量による変化を調べた。 さらに、廃棄リグノセルロース系材料の構造の変化は、FTIR 分析によって特徴付けられました。 研究の結果、対照サンプルとして使用した小麦わらの収量は172 g/kgであったのに対し、ヘーゼルナッツの枝剪定廃棄物では255 g/kgでした。 最長の産卵実行時間 (45 日) は、ヘーゼルナッツの殻と使用済みのコーヒー粉の廃棄物の混合物から調製された堆肥で測定されました。 この研究は、HB 廃棄物がヒラタケ (P. ostreatus) の栽培に使用できることを示しました。 キノコの栽培工程後、ホロセルロースとα-セルロースの含有率は減少し、灰分は増加しました。 FTIR分光法では、セルロース、ヘミセルロース、リグニン成分に関して波長に大きな変化が生じていることが示されました。 最も大きな変化は、1735、1625、1510、1322、および 1230 の波長で発生しました。

世界中には約2000種の食用キノコが存在します。 これらのキノコの種類の中には、適切な条件が整えば、一年中毎日栽培できるものもあります。 最も一般的に栽培されているキノコの種は、シロボタンキノコ (Agaricus bisporus)、ヒラタケ (Pleurotus spp.)、およびシイタケ (Lentinula edodes) です1。 ヒラタケは、その高レベルの栄養素により血糖値を下げ、がんのリスクを軽減します1,2。 ヒラタケは条件が整えば最も栽培が容易で、生育期間が最も短い植物です。 また、栽培にかかるコストも他のキノコに比べて経済的に安価です。 有機農業廃棄物ベースの基質で簡単に栽培できるためです。 他のキノコ種と比較すると、非常に異なる基質材料で生育できます1、3、4。 通常、キノコの栽培には、わら、おがくず、綿くずなどのリグノセルロース系物質が豊富な基質が好まれます3、5、6。 ただし、基材として、ヤシの実、トウモロコシの穂軸7、サトウキビの果肉、ココナッツ繊維、サトウキビの果肉とそれらの組み合わせ3、ひよこ豆のわらとヒマワリの穂8、ボール紙と植物繊維9、ヘーゼルナッツの葉、ティリアの葉、小麦わら、ヨーロッパポプラの葉5も試験されています。これまでヒラタケの栽培に使用されてきました。 これらの基材の中でも、小麦わら材料はリグニン、セルロース、ヘミセルロースが豊富で、菌糸の成長と果実の形成に栄養素を提供できます。 また、高い生物学的効率を提供するとも述べられています5。 しかし、Girmay9 および Mandeel et al.10 によれば、おがくずの収量と性能は低く、その理由はタンパク質含量の低いおがくずでは真菌の増殖には不十分であるためであると述べられています。

多くのリグノセルロース系材料はヒラタケを栽培できる可能性を持っていますが、リグノセルロース系材料の栄養含有量はキノコの収量と成長に大きな影響を与える要因であると考えられます。 リグニンとセルロースを多く含む基質はキノコの収穫時間を延長することが報告されており、一方、栄養素含有量が高い基質は、含有量が低い基質と比較して菌類の定着プロセスを促進することが報告されています。 栄養素含有量が低い基質は青かびなどの汚染を引き起こすと述べられています11。 ヒラタケの栽培にはあらゆる種類のリグノセルロース系材料を使用できますが、一部のリグノセルロース系材料は、入手可能性の点で国や地域によって異なる場合があります5,12。