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Scientia Agropecuaria

versão impressa ISSN 2077-9917

Scientia Agropecuaria vol.8 no.4 Trujillo out./dez. 2017

http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.04 

 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Aislamiento, propagación y crecimiento de hongos comestibles nativos en residuos agroindustriales

Isolation, propagation and growth of native edible fungi in agroindustrial residues

 

Winston Franz Ríos-Ruiz*; Renzo Alfredo Valdez-Nuñez; Juan Pablo Jiménez-Flores

Laboratorio de Microbiología Agrícola, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de San Martín - Tarapoto, Jr. Maynas 177, Tarapoto, San Martin, Perú.


Resumen

La investigación tuvo como objetivo aislar el micelio secundario de Auricularia spp y Pleurotus spp procedente de tres áreas naturales de la región San Martín, así como evaluar el crecimiento en medio agar papa dextrosa y en sustratos estériles a base de residuos agroindustriales. Se obtuvieron 10 aislamientos de micelios secundarios a través de carpóforos desinfectados de Pleurotus spp y otros 10 aislamientos de carpóforos desinfectados de Auricularia spp. La mayor velocidad de crecimiento en Auricularia spp fue de 62,5 µm h-1 (A1) y de 75 µm h-1 (B10) para Pleurotus spp. En una segunda parte del experimento se produjo semilla de las cepas nativas más veloces en granos de maíz esterilizado durante un periodo de incubación de 40 días. La semilla fue inoculada en sustratos estériles a base de residuos agroindustriales. Las cepas A1 de Auricularia spp y B10 de Pleurotus spp desarrollaron mejor en sustrato a base de residuos de pulpa de café, logrando una eficiencia biológica de 30,33% y 18,20%, respectivamente. Se concluye que las cepas nativas A1 y B10 de hongos comestibles pueden ser utilizadas en la propagación de semilla y producción de hongos comestibles, brindando al agricultor una alternativa complementaria de alto valor nutritivo.

Palabras clave: Auricularia spp.; Pleurotus spp.; eficiencia biológica; pulpa de café; cascarilla de arroz.


Abstract

The objective of the research was to isolate the secondary mycelium of Auricularia spp and Pleurotus spp from three natural areas of the San Martín region, as well as to evaluate the growth in agar potato dextrose medium and in sterile substrates based on agro industrial residues. Ten isolates of secondary mycelia were obtained through disinfected carpophores of Pleurotus spp and another 10 isolates of disinfected carpophores of Auricularia spp. The highest growth rate in Auricularia spp was 62,5 µm h-1 (A1) and 75 µm h-1 (B10) for Pleurotus spp. In a second part of the experiment, seed of the fastest strains was produced in sterilized maize grains during a 40-day incubation period. The seed was inoculated into sterile substrates based on agro industrial residues. The native strains A1 of Auricularia spp and B10 of Pleurotus spp developed better in substrate based on coffee pulp residues, achieving a biological efficiency of 30.33% and 18.20%, respectively. It is concluded that the native strains A1 and B10 of edible fungi can be used in seed propagation and edible fungus production, providing the farmer with complementary food of high nutritional value.

Keywords: Auricularia spp.; Pleurotus spp.; biological efficiency; coffee pulp; rice husk.


1. Introducción

El cultivo de hongos basidiomicetos se encuentra considerada como una actividad rentable (Marshall y Nair, 2009). La producción de hongos basidiomicetos a nivel mundial en el año 2014, fue de aproximadamente 1,04 x 107 t, siendo China el mayor productor, con aproxi-madamente 7,63 x 106 t (FAOSTAT, 2017). En el Perú, no existen registros de una producción sostenida y tecnificada, sin embargo se han descrito algunas publi-

El género Auricularia se encuentra ampliamente distribuido a través de la región tropical y subtropical del mundo y está formado por varios géneros, resul-tando A. angiospermarum, distribuido en el continente americano (Wu et al., 2015). Se ha demostrado que este género posee actividad antitumoral y antioxidante, además de ser la especie cultivada más prolífica (Zhang et al., 2015). Auricularia puede crecer en un amplio rango de sustratos agrícolas, actualmente en China es cultivado en mazorcas de maíz y luego el sustrato es compostado y utilizado como fertilizante orgánico y recuperador de suelos (Ahila-Devi et al., 2013).

El género Pleurotus, llamado también "hongo ostra" incluye un complejo de especies conocidas por su sabor excep-cional y bajos costos de producción (Estrada et al., 2010), así como por su elevado contenido de proteína, el cual puede estar en el rango de 30-40% de proteína cruda, dependiendo de la especie y el sustrato de crecimiento (Mintesnot et al., 2014). Además son una buena fuente de carbohidratos no amiláceos, alta cantidad de fibra, aminoácidos, minerales y vitaminas (Ahmed et al., 2013). En el Perú se les conoce como "mojarra callampa" y son apreciados en gastronomía desde tiempos pre-hispánicos (Trutmann, 2012).

El cultivo de hongos se ha convertido en una estrategia mundial para disminuir la pobreza y diversificar la producción agrícola (Zharare et al., 2010), para ello es necesario seleccionar cepas fúngicas con las siguientes características: Elevada velo-cidad de crecimiento, alto rendimiento, características sensoriales prominentes y elevada eficiencia biológica (Ahmed et al., 2013). Los hongos basidiomicetos pueden crecer sobre una variedad de materiales lignocelulósicos debido a que sintetizan enzimas peroxidasas, requiriéndose inves-tigar sobre sustratos adecuados que favo-rezcan altas eficiencias biológicas y altos índices de proteína en los carpóforos.

En San Martín, la agricultura y silvicultura representan cerca del 29,7% de su PBI (Carranza et al., 2012), siendo el cultivo de arroz (101 262 ha) y el de café (87 163 ha) los más representativos (DRASAM, 2016), generando residuos que aún no son explo-tados. La cascarilla de arroz, constituye un problema ambiental serio, debido a que el material es quemado a campo abierto y la pulpa de café no es aprovechada adecuada-mente. El empleo de la pulpa de café y la cascarilla de arroz como sustrato para la producción de hongos basidiomicetos ha sido reportado por García-Oduardo et al. (2010) y Yang et al. (2013) con resultados satisfactorios; sin embargo, los parámetros de crecimiento de cepas nativas en residuos agroindustriales de la región San Martín, aún no han sido estudiados.

El objetivo de este trabajo fue aislar y evaluar la velocidad de crecimiento a través de la tasa de crecimiento radial, la eficiencia biológica, así como parámetros relacionados a la productividad de las cepas en diversos residuos agroindustriales (cascarilla de arroz, pulpa de café, aserrín y arroz pilado).

2. Materiales y métodos

2.1 Colección e identificación de hongos comestibles

Los carpóforos de los hongos Pleurotus spp y Auricularia spp, fueron extraídos del área natural de la Bocatoma del Rio Cumbaza (6°36´05´´ de latitud Sur y 76°19´46´´ de longitud Oeste), del área de Conservación del Rio Shilcayo (6°27´50´´ de latitud Sur y 76°18´48´´ de longitud Oeste) y del Centro de Biodiversidad de la Universidad Nacional de San Martin – Tarapoto (UNSM-T) (6°27´45,6´´ de latitud Sur y 76°17´22,7´´ de longitud Oeste), Perú.

En las áreas se tomaron datos corres-pondientes al ámbito natural y los carpóforos fueron colocados en frascos de boca ancha para su posterior identificación taxonómica.

2.2 Aislamiento de micelio secundario

Los carpóforos de los hongos Auricularia spp y Pleurotus spp (Figura 1), fueron lavados empleando agua jabonosa al 10% por 10 minutos y luego desinfectados empleando hipoclorito de sodio al 2,0% por 1 minuto, finalmente se lavaron 8 veces usando agua destilada estéril. Con la ayuda de un bisturí se realizaron cortes de aproximadamente un cm2 del cuerpo fructífero, los cuales se colocaron en el centro de una placa Petri conteniendo Agar Papa Dextrosa enriquecido (APDE) al 5 % con extracto de levadura para el desarrollo de Pleurotus spp y con extracto de malta para el desarrollo de Auricularia spp (Jonathan y Fasidi, 2003). Las placas se incubaron a 28º C por 10 a 15 días.

2.3 Velocidad de crecimiento y obtén-ción de cultivos puros

Para medir la velocidad de crecimiento se siguió la metodología sugerida por Zharare et al. (2010), en triplicado y placas de Petri separadas. Se calculó la tasa de creci-miento radial en placas Petri a partir del décimo día, siendo consecutivo cada 5 días hasta que el micelio del hongo cubra por completo la placa. El radio fue medido usando un vernier digital (Control Company, Traceable, USA) (+/- 0,02 mm/0,001"). La velocidad de crecimiento fue expresada como µm h-1 y las cepas que presentaron mayor velocidad de creci-miento fueron seleccionadas para la producción de semilla (Gaitán-Hernández y Salmones, 2008). Cada cepa fue mante-nida en medio Agar Papa Dextrosa (APD) inclinado y conservado a corto y mediano plazo a 4 °C.

2.4 Producción de "semilla"

La producción de semilla fue preparada de acuerdo a Mintesnot et al. (2014). Tres kilogramos de maíz fueron hervidos en 5 Litros de agua por 15 minutos, luego el agua fue drenada y los granos se dejaron reposar toda la noche. Al día siguiente las semillas fueron neutralizadas usando sulfato de calcio y carbonato de calcio hasta alcanzar la neutralidad (pH 5,5 - 6,5) así como para reducir la adhesión entre granos. El maíz preparado fue colocado en botellas de vidrio (Figura 4) con tapa hermética y luego autoclavadas en autoclave (Fravill, AVDA50, Perú) a 121 ºC por 15 minutos. Se dejó reposar las botellas a temperatura ambiente por 24 horas. Posteriormente fueron inoculadas usando bloques de agar conteniendo micelio secundario de los hongos en prueba, las que fueron incubadas a 27 ºC por 30 a 40 días, hasta desarrollo del micelio.

2.5 Preparación de sustratos y desa-rrollo de micelio

Los residuos agroindustriales utilizados fueron: cascarilla de arroz, pulpa de café, aserrín y arroz pilado, todos ellos proce-dentes de la región San Martín, Perú. Cada sustrato fue colocado en remojo en agua destilada por 48 horas, hasta alcanzar un 75 a 80 % de humedad. Cada sustrato fue envasado en paquetes de polipropileno de 1 kg y fueron esterilizados en autoclave (Fravill, AVDA50, Perú) a 121 °C por 15 minutos. Posteriormente las bolsas fueron inoculadas con micelio al 3% en base al peso húmedo (1 kg/bolsa). Las bolsas fueron incubadas a temperatura ambiente (25 a 30 ºC) y humedad relativa entre 70 a 90 %, bajo condiciones de oscuridad por 15 días para el desarrollo del micelio. En esta etapa se midió el tiempo de colonización total del substrato por parte del micelio. Para la formación de los carpóforos, las bolsas con semilla fueron trasladadas a una área de bosque natural con condiciones ambientales apropiadas de temperatura y humedad, ubicado a 6°28´05,3´´de latitud Sur y 76°19´51,6´´ de longitud Oeste, en San Martin, Perú.

2.6 Determinación de la eficiencia bioló-gica (EB), rendimiento, Tasa de producción (TP) y contenido proteico

Después del aparecimiento de los primor-dios en las bolsas de polipropileno, los cuerpos fructíferos de cada una de las bolsas fueron pesadas a fin de calcular (Bautista et al., 2003):

EB (%) = (Peso fresco de cuerpos fructíferos cosechados por bolsa / Peso seco del sustrato empleado al momento de la inoculación) * 100.

Rendimiento (%) = (Peso seco de los cuerpos fructíferos / Peso de sustrato seco) * 100

TP = Eficiencia biológica / (Período de coloniza-ción del sustrato + período de fructificación en días).

Para el análisis de proteína de las muestras de carpóforos cosechados de Auricularia spp y Pleurotus spp, estas fueron secadas en horno (Binder, 115 ED, Alemania) a 60 °C por 3 días.

2.7 Análisis estadístico

Los datos fueron sometidos a un análisis de Varianza con la finalidad de determinar efectos diferenciales entre los tratamientos, es decir, la influencia de los sustratos a base de residuos agroindustriales sobre el desarrollo de los hongos Auricularia spp y Pleurotus spp. Para ello se utilizó el programa InfoStat versión 2012 (Di Rienzo et al., 2012). Además, se hizo la prueba de promedios de Duncan para evidenciar diferencias entre tratamientos, consideradas significativas a p < 0,05.

3. Resultados y discusión

3.1 Colecta de carpóforos y aislamiento de micelio secundario

Se colectaron 20 muestras de carpóforos en las tres áreas naturales de la región San Martín. Estudios sobre hongos basidiomi-cetos tropicales comestibles son escasos en el Perú (Pavlich 1976, 2001; Mori del Águila et al., 2011), a pesar del vasto conocimiento de las culturas prehispánicas (Trutmann, 2012). La amplia diversidad genética de hongos superiores en zonas tropicales debe investigarse con el objetivo de ampliar las necesidades proteicas de la población más vulnerable (Jonathan et al., 2009).

Se aisló micelio secundario procedente de 10 muestras de carpóforos de Auricularia spp, procedentes de la Bocatoma del Río Cumbaza (BCR) (A1 y A2), del área de Conservación Río Shilcayo (CRS) (A3, A4, A5, A6, A7 y A8) y del área Biodiversidad UNSM-T (BIO) (A9 y A10), así como 10 muestras de carpóforos de Pleurotus spp, procedentes de la BCR (P1, P2, P3, P4, P5 y P6) y del área BIO (P7, P8, P9 y P10).

Las cepas de Pleurotus spp y Auricularia spp fueron sembradas a 27 °C, alcanzando el crecimiento completo a los 15 días de incubación. Temperaturas entre 25 °C a 30°C, se han descrito como óptimas para la producción de biomasa y exopolisacáridos en basidiomicetes (Gbolagade et al., 2006). Zharare et al. (2010) evaluaron el efecto de la temperatura sobre 8 especies de Pleurotus y encontró que la tasa de crecimiento micelial fue óptima a 25 ºC decreciendo con el incremento de temperatura.

3.2 Evaluación de la tasa de crecimiento de cepas

La velocidad de crecimiento del micelio secundario (µm h-1), para las cepas de Auricularia spp estuvo en el rango de 37,5 a 62,5 µm h-1, siendo las cepas A1, A5 y A6, las que mostraron mayor velocidad, sin embargo no se encontraron diferencias significativas en comparación a otras cepas de Auricularia spp (Figura 2).

La velocidad de crecimiento para las cepas de Pleurotus spp estuvo en el rango de 25 a 75 µm h -1, siendo las cepas P9 y P10, las que mostraron mayor velocidad de crecimiento, al igual que Auricularia spp no hubo diferencias significativas entre cepas (Figura 3).

En este estudio el crecimiento del micelio de Pleurotus spp fue similar a lo reportado por Gaitán-Hernández y Salmones (2008) y fue menor a lo reportado por Yang et al. (2013). Gaitán-Hernández y Salmones (2008), reportaron una correlación positiva no significativa (r = 0,15) entre el creci-miento radial y la eficiencia biológica de las cepas, indicando que aquellos micelios con una alta tasa de crecimiento in vitro no necesariamente son los más productivos, el rendimiento de los hongos y el crecimiento micelial al parecer son controlados por diferentes factores genéticos.

3.3 Producción de semilla

Para la producción de semilla fueron seleccionadas las cepas A1 de Auricularia spp y P10 de Pleurotus spp. Todas las cepas de Auricularia spp y Pleurotus spp (Figura 4) mostraron un desarrollo de micelio abundante en las semillas de maíz a los 40 días después de la siembra a 27 ºC.

La fase de producción de semilla es la más crítica, esta debe encontrarse exenta de contaminaciones, porque podrían retrasar el crecimiento y/o calidad del hongo. La semilla de maíz, ha sido ampliamente usada por los investigadores (Mintesnot et al., 2014), debido a su ubicuidad y fácil manejo. Otros han usado granos de trigo (Silveira et al., 2008), rastrojos de trigo (Sastre-Ahuatzi et al., 2007), mezclas a diferentes proporciones de residuos, 87% torta de semilla de algodón, 10% afrecho de trigo, 1% sacarosa (Yang et al., 2013); cebada (Ríos et al., 2010) y sorgo (Gaitán-Hernández y Salmones 2008). Los sustratos de mayor colonización del hongo son aquellos que tienen mayor contenido de carbohidratos estructurales, como el maíz y el salvado de trigo (Omen et al., 2013).

3.4 Crecimiento del micelio en residuos agroindustriales

Las cepas de hongos presentaron creci-miento del micelio en la mayoría de los sustratos evaluados (Figuras 5 y 6). Los mayores valores se alcanzaron con Auricularia spp creciendo en el sustrato de pulpa de café. En general, el crecimiento y colonización de las cepas en pulpa de café fue superior al resto de sustratos, en 50% y 70%, para Auricularia spp (Figura 5A) y Pleurotus spp (Figura 6A), respecti-vamente. Por el contrario, solo se alcanzó un 10% de colonización, tanto en Auricularia spp (sustrato de aserrín, Figura 5C) como en Pleurotus spp (sustrato de cascarilla de arroz, Figura 6B) a los 35 días después de la siembra. No hubo coloni-zación de ninguna de las cepas en el tratamiento de arroz pilado.

Las variaciones observadas en el porcentaje de colonización de cada una de las cepas estaría en relación a la composición química y tasa C:N de los residuos agroindustriales utilizados. Yang et al. (2000), sugirió que la proporción C/N de 22-30,1, favorece la proporción de primordios, así como una alta proporción C/N favorece el crecimiento micelial y por el contrario una baja proporción C/N favorece el crecimiento del cuerpo fructífero. Pleurotus ostreatus presenta una capacidad enzimática compleja que le permite degradar polímeros grandes como lignina, celulosa y hemicelulosa (Vargas et al., 2012).

3.5 Evaluación de parámetros de producción

Bajo las condiciones de producción, el desarrollo de carpóforos de Auricularia spp solo fue posible en los sustratos de pulpa de café y cascarilla de arroz, mientras que el de Pleurotus spp solo fue posible en pulpa de café. Los parámetros de EB, rendimiento, TP y contenido proteico son descritos en la Tabla 1. La cepa de Pleurotus spp P10, contuvo mayor humedad, más que las cepas P1 y P3. Alam et al. (2007), reportó que Pleurotus posee un 87-87,5% en muestras provenientes de Bangladesh. El porcentaje de humedad en los hongos depende de la especie, madurez de los cuerpos fructíferos y condiciones de almacenamiento durante el procesamiento y empacado (Guillamon et al., 2010). La misma situación ocurre para la cepa A1 de Auricularia spp. El contenido proteico en Pleurotus spp fue superior, alcanzando un 19% de proteína, mientras que en Auricularia spp solo fue de 9%. En relación a la composición fisicoquímica del género Pleurotus spp fue similar a lo reportado por Nieto y Chegwin (2010), encontrando niveles de proteína en el rango de 15,18 - 36,65%, según lo repor-tado por el autor los mayores valores de proteína lo proveen los sustratos que además de ser una fuente importante de carbono lo es de nitrógeno. Se ha reportado que la pulpa de café posee hasta 3,87% de proteína cruda (Salazar et al., 2009), a diferencia de la cascarilla de arroz, en donde el contenido de proteína bruta es prácticamente nulo (Prada y Cortés, 2010).

4. Conclusiones

La producción de "semilla" a base de micelio de los hongos Auricularia spp y Pleurotus spp desarrollado en maíz, presentó buen crecimiento. Asimismo, estos géneros demostraron su adaptabilidad a la pulpa de café y cascarilla de arroz y pueden ser empleados en la producción de inóculos con buenos índices de produc-ción. Instituciones acreditadas, como la UNSM-T, podrían producir la "semilla" y brindárselas a los agricultores para la producción de carpóforos. Esta actividad podría constituirse en una alternativa de renta adicional y su consumo contribuir en la nutrición de los pobladores.

Se sugiere seguir investigando las cepas que mostraron mayor velocidad de crecimiento en los sustratos alternativos, así como un estudio de factibilidad técnico – financiero para el cultivo de estos hongos a nivel de pequeña empresa o industria.

Agradecimientos

A la Universidad Nacional de San Martin – Tarapoto, que a través de la oficina de Investigación realizó el financiamiento del proyecto: "Producción de semilla a escala piloto de hongos comestibles nativos en la provincia de San Martín".

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* Corresponding author

E-mail: wrios@unsm.edu.pe (W.F. Ríos-Ruiz)

Received March 27, 2017.

Accepted September 24, 2017.

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