Role of lignocellulosic substrate acid hydrolysis in realization of Ganoderma lucidum's productive potential | Роль кислотного гидролиза лигноцеллюлозного субстрата в реализации продуктивного потенциала Ganoderma lucidum

English. Optimization of the organic substrate for cultivation of Lingzhi mushroom (Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst) was done which allowed to increase the rate of substance bioconversion. During the experiment lignocellulosic substrate based on cereals straw undergone soft (at the temperature of 120 deg C) and hard (at the temperature of 132 deg C) acid hydrolysis by 0.4% hydrochloric acid solution for 1 h at duty of water of 1:2. It has been found that rates of glucose consumption increased in hydrolyzed substrates, and also the total volume of the synthesized glycan increased in the mycelium of 12 studied G. lucidum strains. Natural production of glycan varied both in different experimental strains and at the different cultivation stages reaching the maximum values which make 28-33% of extractive substance on the 9th-11th day of cultivation. By means of modifying the lignocellulosic substrate by hydrolysis it is possible to stimulate glycan production 1.18–1.24 fold. Fruit formation of G. lucidum on hydrolyzed lignocellulosic substrates was studied. On the substrates subjected to hydrolysis more active formation of fruiting bodies was noticed. Biological effectiveness of cultivation in different strains in control was at the level of 33.1-52.4%, the conversion rate of the nutrients was from 11.2% to 12.8 %. The process of acid hydrolysis allowed to increase the biological effectiveness by 1.36 times and the conversion rate of the substrate materials by 1.33 times. It is recommended the use of lignocellulosic substrate hydrolysis process to increase the concentration of available sugars in order to intensify the growth and development of G. lucidum.

Russian. Проведена оптимизация органического субстрата для культивирования трутовика лакированного (Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst), которая позволила повысить коэффициент биоконверсии вещества. В эксперименте лигноцеллюлозный субстрат на основе соломы злаков подвергли мягкому (при t 120 град. С) или жесткому (при t 132 град. С) кислотному гидролизу 0,4% раствором соляной кислоты в течение 1 ч при гидромодуле 1:2. Было установлено увеличение темпов потребления глюкозы на гидролизованных субстратах, а также показано увеличение суммарного объема синтезируемых глюканов в мицелии 12 изученных штаммов G. lucidum. Естественная продукция глюканов варьировала как у разных экспериментальных штаммов, так и на разных стадиях культивирования, достигая максимальных показателей, составляющих 28-33% от экстрактивных веществ, на 9-11-е сутки культивирования. При помощи модификации лигноцеллюлозного субстрата путем гидролиза возможна стимуляция продукции глюканов в 1,18 – 1,24 раза. Изучено плодообразование G. lucidum на лигноцеллюлозных гидролизованных субстратах. На субстратах, подвергнутых гидролизу, отмечалось наиболее активное образование плодовых тел. В контроле биологическая эффективность культивирования у разных штаммов находилась на уровне 33,1-52,4%, коэффициент конверсии питательных веществ составлял от 11,2 до 12,8%. Процесс кислотного гидролиза позволил в 1,36 раза повысить биологическую эффективность и в 1,33 раза – коэффициент конверсии веществ субстрата. Рекомендуется использовать процесс гидролиза лигноцеллюлозного субстрата для повышения концентрации доступных сахаров в целях интенсификации роста и развития G. lucidum.