Lucrarea de disertație cu titlul Biotehnologii de valorificare ecologică a [601858]

1
INTRODUCERE

Lucrarea de disertație cu titlul „Biotehnologii de valorificare ecologică a
deșeurilor din viticultură ” constituie o abordare originală privind modalitățile de
valorificare ecologică a deșeurilor rezultate din viticultură, prin elaborare a și
testar ea de procedee biotehnologice de cultivare controlată a unor specii de
ciuperci comestibile și medicinale, cum sunt Ganoderma lucidum și Pleurotus
ostreatus .
Scopul lucrării constă în reciclarea deșeurilor lignocelulozice rezultate din
activită țile viticole pentru obținerea de biomasă proteică sub formă de
carpofori, prin utilizarea de biotehnologii de cultivare controlată a unor specii
de ciuperci comestibile și medicinale.
Pentru îndeplinirea acestui scop, au fost stabilite următoarele obiec tive:
 soluționarea problemelor generate de impactul antropic asupra mediului,
manifestat prin acumularea excesivă a unor materiale reziduale rezultate în cursul
proceselor specifice viticulturii , utilizând în acest scop mijloace biologice pentru
transfo rmarea lor integral ă, fară efecte poluante, dar în același timp eficiente din
punct de vedere economic;
 obținerea de biomasă fungică nutritivă cu proprietăți nutritive și
terapeutice , sub formă de carpofori ai unor specii de ciuperci comestibile și
medi cinale, ce poate fi utilizată pentru obținerea de suplimente alimentare ce vor
determina creșterea stării de sănătate a publicului consumator.
Prin scopul, obiectivele propuse, precum și prin activitățile asociate
acestora lucrarea propusă repr ezintă o noutate pe plan național, prin faptul că sunt
utilizate toate tipurile de deșeuri ce rezultă din activitățile viticole drept substraturi

2
de creștere a unor specii de ciuperci comestibile și medicinal, aplicând biotehnologii
de cultivare controlată a acestora.
Prin elaborarea și aplicarea biotehnologiilor de conversie fungică a
deșeurilor lignocelulozice rezultate din viticultură , se produc cantități importante
de biomasă fungică nutritivă din care se pot obține suplimente alimentare bogate în
compu și biologic activi, cu proprietăți nutritive remarcabile.
Prezenta lucrare de disertație conține două părți principale:
A. Partea teoretică ce conține descrierea biotehnologiei de cultivare a
ciupercilor comestibile și medicinale, precum și asp ectele morfo -fiziologice ale
specii lor de ciuperci utilizate în experimente.
B. Partea experimentală în cursul căreia sunt prezentate obiectivele,
materialele folosite și metodele de cercetare utilizate, precum și rezultatele
obținute în cursul experimentelor de testare a biotehnologiilor
ecologice de cultivare submersibilă controlată a ciupercilor comestibile și
medicinale ce conduc la obținerea de biomasă fungică nutritivă.

3
CAPITOLUL 1

CONSIDERAȚII GENERAL E PRIVIND BIOTEHNOLOGIILE DE
VALORIFICARE A DEȘEURILOR VEGETALE

Biotehnologia este o știință care apelează la cunoștințe de biochimie ,
microbiologie , biofizică, inginerie chimică etc și contribuie la valorificarea unei
game largi de produse obținute pent ru a servi necesităților din alimentație ,
medici nă / industria farmaceutică sau agricultură. Sunt utilizate microorganismele
și componentele acestora, celule sau țesuturi vegetale / animale, pentru obținerea
unor produse utile în agricultură, industria ali mentară, industria farmaceutică etc.
Biotehnologia este o științ ă multidisciplinară și interdis ciplin ară, ale cărei
aspecte esențiale sunt rezultatul interacțiunii dintre diferitele componente ale
științelor biologice și cele ale ingine riei; această interacțiune perma nentă s -a
concretizat prin dezvoltarea unor concepte și meto dologii moderne, de mare
importanță științi fică (Petre și Teodorescu , 2009).
Termenul de biotehnologie derivă din îmbinarea a trei termeni de origine
greacă, respectiv bios (care se mnifică viață) , tehnikos (tehnică) și logos (știință).
Biotehnologia protecției mediului este o subdiviziune a biotehnologiei și
reprezintă știința care utilizează sistemele biologice și procesele specifice ale
acestora în scopul ameliorării, reducerii sa u eliminării consecințelor nefaste ale
contaminării mediului natural cu diverși agenți poluanți (Petre și Teodorescu ,
2009).
Fundamentarea cunoașterii științifice a fenomenelor de poluare și asigurarea
cadrului logistic în scopul elaborării, testării și a plicării unor tehnologii

4
performante reprezintă obiective specifice ale biotehnologiei protecției mediului
(Petre și Teodorescu, 2009).
Biotehnologia protecției mediului are un caracter interdisciplinar complex,
dat fiind faptul că apelează la cunoștințe d in domeniile ecologiei, geneticii,
biofizicii, chimiei organice și anorganice, microbiologie, biostatistică etc.
Interacțiunile dintre componentele științelor biologice și ale celor inginerești
au ca rezultat aspectele biotehnologiilor actuale; aceste inte racțiuni permanente s –
au concretizat prin dezvoltarea unor metodologii moderne și concepte cu valoare
științifică însemnată, care nu existau în urmă cu câteva decenii (Petre și
Teodorescu, 2009).
Biotehnologia protecției mediului are drept scop prevenirea sau remedierea
efectelor nocive ale fenomenelor poluante, prin utilizarea unor specii de organisme
vii, care au capacitatea de convesie a factorilor poluanți, în produse biogene cu
proprietăți benefice pentru menținerea calității naturale a mediului (Petre și
Teodorescu, 2009).
În lipsa soluțiilor pentru combaterea efectelor fenomenelor poluante asupra
ecosistemelor, biotehnologiile pentru protejarea mediului pot fi aplicate cu succes,
dat fiind faptul că metodele și tehnicile utilizate în acest scop sunt în măsură să
asigure desfășurarea corespunzătoare a proceselor de remediere a consecințelor
nefaste manifestate de factorii poluanți.

5
CAPITOLUL 2

IMPORTANȚA ABORDĂRII TEMEI DE CERCETARE

2.1. Motivarea alegerii temei

Prezenta temă a fost aleasă di n considerente științifice și practice , pentru
studierea potențialului de conversie a deșeurilor viticole în biomasă proteică de uz
alimentar și furajer de către specii de ciuperci comestibile , a căror creștere și
dezvoltar e s-a realizat în condiții asepti ce.
Speciile de ciuperci utilizate în cadrul acestei teme de cercetare pentru a
convert i deșeurile lignocelulozice au fost : Pleurotus ostreatus și Ganoderma
lucidum .
Tema abordată este de actual itate, da t fiind faptul că în prezent
biotehnologiile ecologi ce sunt utilizate pe scară largă pentru prevenirea
fenomenelor de poluare a mediului .
Anual, în întreaga lume, rezultă o cantitate uriașă de țesuturi vegetale
redundante, sub forma unor reziduuri, rezultate din activități agricole și forestiere,
minimizân du-se amploarea impactului ecologic produs prin acumularea excesivă a
acestora în anumite zone ale ecosf erei (Petre, 2006; Petre, 2012) .
Sursele de poluare industriale și agricole sunt cosiderate a fi principalele
probleme cu care populația lumii se confru ntă (Kherici și colab., 2013).
Astfel , utilizând biotehnologiile ecologice , deșeurile vegetale pot fi
convertite de către microorganisme în alte produse, având valoare nutritivă ridicată
și constituind o va riantă foarte bună de utilizare în agricultură, su b formă de
compost.

6
Prin implementarea acestui tip de biotehnologii sunt evitate posibilele
probleme ce implică acumularea în mediul natural a materialelor reziduale care au
rezultat în urma unor procese de prelucrare tehnologică a produselor
agroalimenta re, deoarece sunt utilizate mijloace biologice nepoluante și eficiente
din punct de vedere economic.
2.2. Biotehnologiile ecologice și aplicarea lor în conversia deșeurilor din
viticultură și vinificație

Biotehnol ogiile ecologice reprezintă un grup distin ct de biotehnologii
moderne, care utilizează specii de organisme vii ce au capacitatea de a converti
factorii poluanți în produse biogene cu proprietăți benefice pentru starea de
sănătate a populației umane (Petre și Teodorescu, 2009).
Aceste biotehnologi i presupun aplicarea anumitor procedee pentru
recuperarea și reintroducerea în circuitul natural a materialelor nevalorificate în
mod normal, sub foma unor produse ce prezintă utilitate economică .
Aplicarea b iotehnologii lor ecologice constă în intensifica rea metabolismului
microorganismelor specifice care sunt utilizate pentru a realiza conversia unor
substraturi, prin creșterea și multiplicarea celulelor microbiene în bioreactoare,
oferind avantaje de ordin tehnic, econo mic sau ecologic .
Avantajel e utili zării acestor biotehnologii sunt:
 scurtarea ciclului biologic de dezvoltare a celulelor până la
aproximativ o săptămână, în mod normal acesta durând între 6 și 10
săptămâni;
 folosirea unor medii de creștere și de dezvoltare a culturilo r celulare,
preparate fără necesitatea unor amend amente de sinteză chimică
(Petre și Teodorescu, 2009) .

7
Fermentarea în stare solidă ( solid state fermentation ) se definește în mod
general ca fiind creșterea microorganismelor pe substrat uri solid e.
Unul dintre motivele esenția le pentru utilizarea fermentării în stare solidă
este necesitatea dispunerii de materiale agricole și zootehnice, sub formă
compostată .
Metoda compostării deșeurilor vegetale este una dintre cele mai viabile,
deoarece impactul asupra mediului este practic inexistent, în timp ce costurile sunt
scăzute (Bernal -Vicente și colab, 2012).
Celulazele, hemicelulazele, pectinazele și ligninazele sunt enzime ce pot fi
obținute prin intermediul acestei tehnologii.
Fermentarea în stare solidă a fost aplicată cu succe s pentru obținerea unor
enzime, acizi organici sau compuși aromatici (Botella și colab., 2005).
În general, deșeurile organice utilizate pentru fermentarea în stare solidă nu
au surse de carbon accesibile și cantități suficiente de nutrimente, necesare pe ntru
creșterea microbiană și reacțiile metabolice specifice , astfel că este ne voie de un
adaos de azot și carbon , pentru stimularea producției enzimatice (Zepf și Jin,
2013) .
Aces t tip de fermentație se poate utiliza pentru culturile mixte de
microorganis me. Unul dintre cele mai importante criterii ale fermentării în stare
solidă este alegerea microorganismelor eligibile pentru conversie.
Degradarea microbiană a materialelor celulozice redundante prin intermediul
activități lor enzimatice ale bacteriilor s au fungilor , constituie o arie de cercetări
experimentale vaste, în privința aplicării procedeelor biotehnologice.
O caracteristică foarte importantă o constituie biodiversitatea
microorganismelor în mediul natural, ce asigură o funcționalitate efici entă și
totodată reintegrarea elementelor materiale în circuitele biogeochimice .

8
Principalele tipuri de deșeuri ce rezultă în urma procesării strugurilor sunt
tescovina, resturile de pulpă, rahisurile, apele reziduale, emisiile de CO 2, și
compușii organici vol atili (Teixeira și colab., 2014).
Apele reziduale care rezultă în urma proceselor din vinificație au în general
conținut de resturi de drojdii, resturi din pulpa de struguri, dar și semințe
(Bustamante și colab., 2005 ).
Luând în calcul cantitățile de deșe uri din vinificație generate anua l, este
considera tă profitabilă pentru industrie valorificarea acestora (Moschona și colab.,
2015).
Studiile efectuate asupra deșeu rilor organice rezultate din procesele
tehnologice de obținere a vinurilor au relevat fapt ul că acestea prezintă un pH
relativ scăzut, conductivitate electrică și conținut ridicat de polifenoli (Moschona și
colab., 2015).
Tescovina (Fig. 2.1 ) și semințele pot constitui surse din care să fie obținuți
antocianii și polimeri precum catechinele, în timp ce resturile de drojdii pot fi
integrate în hrana animalelor. Tescovina provine în urma presării fructelor
proaspete sau macerate (Arnous și Meyer, 2008).
Prin reciclarea a 100 kg de substrat constituit din tescovină și deșeuri
provenite din procesar ea merelor pot fi obținute 20 -28 kg de carpofori (Petre și
Petre, 2011). Subprodusele cerealiere pot constitui și ele substraturi viabile pentru
cultivarea ciupercilor (Petre și colab., 2010).
Conținutul bogat în fibre și compuși fenolici al tescovinei est e un aspect
foarte important în ceea ce privește utilizarea acesteia ca hrană furajeră ( Lalevic și
colab., 2013; Dwyer și colab., 2014).
În urma epurării aerobe a apelo r uzate care au rezultat în urma procesului de
vinificație este generat "nămol ul vinicol " (Bustamante și colab., 2008, citați de
Devesa -Rey și colab., 2011). Aceste ape reziduale au un conținut bogat de etanol și

9
glucide (precum glucoza și fructoza), ce reprezi ntă peste 90% din volumul lor
(Colin și colab., 2005 ; Conradie și colab., 2013 ).
Acest nămol s -a dovedit a fi utilizabil ca adsorbant pentru metalele grele din
soluțiile apoase (Arvanitoyannis și colab., 2006) . Adsorbția necesită mecanisme
care diferă cantitativ și calitativ, în funcție de cum se comportă metalul în soluție și
de origine a sorbentului. Totodată, datorită conținutului ridicat de substanțe
organice, se poate utiliza ca fertilizant pentru sol (Chandra și colab., 2008).
S-au făcut cercetări asupra capacității de adsorbție a deșeurilor din
vinificație pentru unele metale grele, cum sunt Cr, Ni, Cd, aflate în medii apoase.
Această capacitate se datorează compoziției chimice a acestor reziduuri .
Compoziția tescovinei este în general următoarea: 72% resturi din pulpa de
struguri , 20-22% semințe și 7 -8% rahisuri . Din punct de vedere chimic, structura
indică următoarele valori aproximative: 55% C, 32% O, 5% H, 2% N, 0.2% S,
0.2% P, 0.3 -0.6% Mg, 0.5% Fe (Rada și Ragazzi, 2012) .
Compoziția tescovinei este reprezentată de celuloză, hemiceluloze și lignină.
Rahisurile au în compoziția lo r două fibre care se degradează greu, respectiv
lignina și celuloza, dar și o cantitate însemnată de elemente minerale, așa cum sunt
potasiul și azotul (Bertran și colab., 2004) .
Coardele de viță de vie ( Fig. 2.2 ) sunt o sursă de deșeuri lignocelulozice,
care pot fi convertite de către speciile de fungi în produse cu valoare economică
ridicată.

10

Fig. 2.1 Deșeuri din viticultură: tescovină (stânga) și rahisuri (dreapta)
(surse: www.atelieruldevinuri.com și www. thevintnervault.com )

Fig. 2.2 Deșeuri din viticul tură – coarde de viță -de-vie
(sursa: www.iseoverde.ro )

11
Resturile din pulpa de struguri ar reprezenta conform cercetărilor cel mai
bun substrat pentru obținerea unui polimer numit pululan. Acest polimer are o
masă moleculară foarte mare (4, 22 x 106).
Boabele de struguri conțin cantități importante de compuși fenolici; doar o
mică parte din cantitate este transferată în must, astfel restul cantității rămânând în
subproduse, aspect care constituie un r eal interes pentru exploatarea acestora,
scopul fiind extragerea de compuși fenolici bioactivi.
Deșeurile din vinificație pot fi o sursă alternativă de obținere a
antioxidanților naturali, care sunt considerați complet siguri pentru consum , în
comparație cu antioxidanții sintetici (Arvanitoyannis și colab., 2006 ; Nerantzis și
Tataridis, 2006 ).
Anual, în Occident sunt obținute peste 20 de milioane de tone de compost .
S-au construit sisteme industriale pentru compostare, cu capacități diverse de
producție, care nu necesită costuri mari pentru producție sau mentenanță.
Compostul reprezintă o sursă foarte importantă de nutrimente, necesare
plantelor ; este utilizat în cazul solurilor cu conținut organic foarte scăzut
(Johannes, 2000). Compostul obținut din tes covină reprezintă un important
fertilizant utilizat în viticultură, datorită conț inutului de azot și potasiu și este
recomandat pentru că are capacitatea de a menține umiditatea solului (Nistor și
colab., 2014).
Descompunerea resturilor vegetale în sol pri n intermediul proceselor
specifice se desfășoară lent, datorită structurii chimice complexe a unor
constituenți și a deficitului de azot ; raportul C / N este un indicator util pentru
aprecierea vitezei cu care este degradat un substra t (Petre și Teodorescu , 2009).
În ceea ce privește degradarea fungică a celulozei, speciile precum
Aspergillus sp. , Trichoderma sp. , Penicillum sp. , Botrytis sp. , Cephalosporium sp.,

12
Chaetomium sp. , Phoma sp. , Fusarium solani , Alternaria sp. etc au capacitatea
de producere a celulazelor extracelulare .
Se cunosc aproximativ 14000 de specii de ciuperci, dintre acestea
aproximativ 2000 de specii fiind consi derate comestibile.
Agaricus bisporus (Fig. 2.4), Pleurotus ostreatus și Lentinula edodes sunt
cele mai cultivate specii de ciuperci comestibile din lume.
Celuloza este un polimer constituit din unități (molecule) de glucoză având
legături de tip β -1,4, cu grad de polimerizare de 10000 de unități per moleculă,
caracterizat prin insolubilitate. Aceste molecule se asociază în tr-o structură
cristalină sau fibrilară.
Degradarea celulozei prin intermediul bacteriilor se realizează prin utilizarea
speciilor Clostridium thermocellum , Cellulomonas sp. , Pseudomonas fluorescens
(Fig. 2.3), Cellvibrio fulvus sau Ruminococcus sp. , care prezintă un interes mai
ridicat pentru industrie.
Celulaza reprezintă un complex fo rmat din trei tipuri de enzime și anume:
– celobiohidrolază;
– endo β -glucanază;
– β- glucozidază.
Tehnologia fermentării în stare solidă constituie o bună cale de a prod uce la
nivel industrial celulaze, luând în calcul costurile reduse și sursele eligibile de
celuloză ca substrat.
Specii de fungi din genurile Penicillium , Aspergillus și Humicola pot
hidroliza celuloza nativă. Celuloza se întâlnește foarte rar sub formă p ură.

13

Fig. 2.3 Pseudomonas fluorescens (stânga) și Clostridium thermocellum (dreapta)
(surse: web.mst.edu și www.bacmap.wishartlab.com )

Lignina este un polimer tridimensional de origine fenolică, prezent la toate
plantele verzi (incluzând și ferigile ), dar care este absent la plantele inferioare.
S-a remarcat activitatea ligninazică la specii de fungi precum Pleurotus
ostreatus , Poria subacida , Panus tigrinus , Coriolus versicolor ș.a. Deoarece
lignina are o structu ră complexă, degradare a acesteia pr esupune numeroase reacții
la care participă ligninaza (Petre, 2006).
Ligninaza este o enzimă descoperită în anul 1983, în urma a două cercetări
simultane, în lichidul culturii de Phanerochaete chrysosporium . Mai târziu, s -a
descoperit prezența sa la alte s pecii de fungi, cum sunt Pleurotus ostreatus ,
Coriolus versicolor sau Panus tigrinus .
Ciupercile pot produce celulaze, ligninaze, oxidaze, peroxidaze extracelulare
sau pectinaze, având capacitatea de a degrada compușii greu degradabili
(Kulshreshtha și co lab., 2014).
Lignina nu furnizează condiții pentru creșterea / multiplicarea
microorganismelor și nici energia pentru degradarea acesteia .

14
Biodegradarea ligninei se realizează cu ajutorul mai multor specii de
microorganisme care se succed în concordanță cu evoluția procesului de
biodegradare a materialului vegetal .
În cursul procesului de descompunere, lignina gener ează compuși precum
benzopiren , hidrochinone sau fenantren , în condiții de tempera tură ridicată .
Configurația bioproceselor secvențiale util izate pentru conversia reziduurilor
viti-vinicole constă în supunerea fracțiilor solide ale materialelor lignocelulozice
unei hidrolize acide sau enzimatice.
Organismele biologice ce aparțin regnul ui Fungi sunt cunoscute pentru
importanța folosirii lor în domeniul biotehnologiei.
Numeroase aplicații biotehnologice utilizează în mod special grupul
taxonomic al macromicetelor .
Substanțe le sintetizate de către aceste ciuper ci induc rezistența la acțiunea
unor factori nocivi, cum sunt compușii chimici de si nteză, zgomotul intens etc.
*Ciupercile aparținând genului Pleurotus au rolul de inhibare a creșterii tumorilor,
acțiune hipoglicemică și totodată ajută la prevenirea apariției aterosclerozei ( Smith
și colab., 2002; Gregori și colab., 2007 ; Maftoun și cola b., 2013 ).
Speciile din genul Pleurotus se numără printre cele mai importante pentru
comerț, fiind culti vate în can tități mari, în întreaga lume.
Avantajele cultivării ciupercilor comestibile din genul Pleurotus sunt:
– creșterea rapidă a miceliului;
– abilitatea de colonizare saprobiontă;
– costuri le scăzute ale tehnicilor de cultivare.

15

Fig. 2.4 Ciuperci din specia Agaricus bisporus,
cultivate în sistem intensiv (sursa : www.healthblog247.com )

2.3. Biologia ciupercilor comestibile și medicinale
2.3.2. Caracteristici morfo -fiziologice ale speciilor de ciuperci utilizate în
procesele biotehnologice de obținere a biomasei fungice nutritive

2.3.2.1. Pleurotus ostreatus
2.3.2.1.1. Încadrare taxonomică
Regn: Fungi
Filum: Basidiomycota
Clasă: Agaricomycet es
Ordin: Agaricales

16
Familie: Tricholomataceae
Gen: Pleurotus
Specie: Pleurotus ostreatus
2.3.2.1.2. Descrierea speciei

Denumiri populare: burete negru, păstrăv de fag, păstrăvul cerului.
Această specie p rezintă o pălărie cărnoasă, care este convexă la început, apoi
plată, iar spre sfârșitul maturizării este groasă și adâncită, asemeni unei scoici, cu
suprafață netedă (Șesan și Tănase, 2004) . Diametrul este de 5 – 15 cm.
Culoarea pălăriei variază de la gri -închis, cu nuanțe de violet, pâ nă la brună.
Piciorul poate fi foarte scurt, de culoare albă. Înălțimea se situează în intervalul 3 -6
cm. Lamele sunt de culoare albă, cu nuanțe crem. Sporii sunt de culoare liliachie.
Pleurotus ostreatus este o specie a genului Pleurotus ce reunește un imens
complex de v arietăți și subspecii (Stamets, 1993) .
Habitat . Specia Pleurotus ostreatus (Fig. 2.5) se întâlnește în grupuri mici,
având exemplare dese. Crește pe trunchiurile speciilor foioase și rareori pe cele ale
coniferelor (Mateescu, 1982). Zonele de câmpie și cel e montane sunt prielnice
creșterii și dezvoltării acestei specii.

Fig. 2.5 . Pleurotus ostreatus (sursa: www.mykoweb.com)

17
Este cultivată pe scară largă. Perioada de creștere este toamna -iarna.
Creșterea pierde din intensitate în perioadele de ger, dar con tinuă în cele cu
temperat uri pozitive (Gâdei, 1999).
2.3.2.2. Ganoderma lucidum
2.3.2.2.1. Încadrare taxonomică
Regnul: Fungi
Filum: Basidiomycota
Clasa: Agaricomycetes
Ordinul: Polyporales;
Familia: Ganodermataceae
Genul: Ganoderma
Specia: Ganoderma lucidum

2.3.2.2.2. Descrierea speciei

Denumire populară: lingurița zânei.
Pălăria groasă și lemnoasă, cu diametru de 5 -10 cm, se prezintă sub formă
asemănătoare unor rinichi sau ovoidală. Suprafața sa, împărțită în mai multe inele
de creștere, este nere gulată, netedă și lucioasă.
Piciorul este prins excentric de pălărie, lung și de formă cilindrică. Înălțimea
este de 5 -25 cm. Porii sun t rotunzi și au dimensiuni mici; c ompoziția este rigidă,
inodoră și insipidă, în timp ce tuburile sunt scurte (Mateescu, 1982).
Culoarea pălăriei este variabilă, roșiatică, brun -violacee, uneori tinzând spre
o nuanță neagră. La început este spongioasă, apoi lemnoasă.

18
Piciorul este câteodată lung, alteori abia vizibil, având aceeași nuanță ca
pălăria. La început, porii sunt albicioși, apoi tind spre o culoarea galbenă sau
neagră.
Cele mai multe specii din genul Ganoderma sunt extreme de diverse din
punct de vedere macromorfologic, dar nu se pot distinge micromorfologic
(Moncalvo, 2005).
Habitat . Specia Ganoderma lucidum (Fig. 2.7) se întâlnește în pădurile de
foioase și mai rar în cele de conifere, pe resturi lemnoase aflate în stare de
descompunere. Perioada de creștere: se întâlnește pe tot parcursul anului. Dintre
speciile acestui gen, aceasta este singura care posedă pi cior. Este inodoră și
insipidă (Gâdei, 1999).

Fig. 2.6. Ganoderma lucidum (sursa: www.biaplant.ro )

19
2.3.3. Compoziția chimică și valoarea nutritivă a ciupercilor comestibile

Conținutul proteic al ciupercilor de cultu ră (în stare proaspătă) este de
aproximativ 5%. În compoziția ciupercilor sunt prezenți aminoacizi esențiali
precum arginina, fenilalanina, metionina, leucina, izoleucina, lizina, triftofanul ,
histidina, valina și treonina (Miles și Chang, 2004).
Dat fiind faptul că acești aminoacizi se mai întâlnesc în cazeina din lapte și
albumina din ouă, ciupercile sunt considerate alimente valoroase din punct de
vedere nutritiv.
Hidrații de carbon și albuminele reprezintă alți componenți importanți din
structura ciupe rcilor. Hidrații de carbon din ciuperci sunt sub formă de glucoză,
zaharoză, trehaloză sau manită.
Ciupercile conțin vitamine din complexul B, precum acidul pantotenic,
acidul nicotinic sau biotina, vitamina D, cantități însemnate de vitamina A și mai
reduse de vitamina C. De asemenea, trepsina este o enzimă foarte importantă
sintetizată de ciuperci, cu rol deosebit în procesul digestiei.
În ceea ce privește elementele din compoziție, fosforul constituie
aproximativ 25%, potasiul 44 -47%, siliciul 8% etc. Rolul important al fosforului
este dat de forma acidului fosforic, deoarece este un component de bază al
țesutului nervos.
Din punct de vedere al conținutului de fosfor, ciupercile sunt asemănătoare
cu produsele din pește.
Alte elemente importante exist ente în compoziția ciupercilor sunt:
magneziul, clorul sodiul, calciul, fierul, zincul și iodul.
La ciupercile de cultură, grăsimile se găsesc în cantități infime, doar sub
forme combinate de ergosterine, fosfatide sau lecitine , în timp ce amidonul este

20
inexistent. Valoarea nutritivă a ciupercilor variază între 250 și 400 de kcal / 100 g
de masă uscată.

2.3.4. Factorii fizico -chimici de crește re a ciupercilor

2.3.4.1. Pleurotus ostreatus

Ciclul de creștere miceliană
Temperatură: 24 °C;
Umiditate rel ativă : 85 – 95 %;
Durată: 12 – 21 zile;
CO2: 5000 – 20 000 ppm;
Schimburi de aer: 1 / oră;
Iluminare necesară: nu este cazul.

Formarea primordiilor
Temperatură 10 – 15,6 °C;
Umiditate relativă: 95 – 100 %;
Durată: 3 – 5 zile;
CO2: < 1000 ppm;
Schimburi de aer: 4 – 8 / h;
Iluminare necesară: 1000 – 1500 (2000) lucși.

Formarea bazidiocarpului
Temperatura de incubare: 10 – 21 °C;
Umiditate relativă 85 – 90 %;
Durată: 4 – 7 zile;

21
CO2: < 1000 ppm;
Schimbul de aer: 4 – 8 / h;
Iluminare necesar ă: 1000 – 1500 (2000) lucși.

Ciclul de colectare
3 – 4 recoltări la interval de 7 – 14 zile, timp de 45 – 55 zile (Stamets, 2000).

2.3.4.2. Ganoderma lucidum

Ciclul de creștere miceliană
Temperatura de incubare: 21 – 27 °C;
Umiditatea relativă: 95 – 100 %;
Durată: 10 – 20 zile;
CO2: toleranță până la 50 000 ppm (5%);
Schimbul de aer: 0 – 1;
Iluminare necesară: nu este cazul.
Formarea primordiilor
Temperatura de inițiere: 18 – 24 °C;
Umiditate relativă: 95 – 100 %;
Durată: 14 – 28 zile;
CO2: 2 0 000 – 40 000 ppm
Schimbul de aer: 0 – 1;
Iluminare necesară: 4 – 8 h la 200 – 500 lucși.

Dezvoltarea bazidiocarpului
Temperatură: 21 – 27 °C;

22
Umiditate relativă: 90 – 95 %;
Durată 60 zile;
CO2: < 2000 ppm;
Schimbul de aer: În funcție de necesaru l pentru CO 2;
Iluminare necesară: 12 h la 750 – 1500 lucși.
Ciclul de colectare

Două recoltări în 90 – 120 zile (Stamets,2000).

23
CAPITOLUL 3
CONTRIBUȚII ȘTIINȚIFICE ÎN DOMENIU

Utilizarea deșeurilor viti -vinicole ca substraturi pentru obți nerea de biomasă
fungică constituie un real interes, deoarece valorificarea acestora prin
implementarea biot ehnologiilor ecologice conduce la obți nerea unor produse
alimentare sau furajere
Atât pe plan naționa l, cât și internațional, s -au fă cut numeroase studii de
cercetare asupra creșterii ciupercilor comestibile și terapeutice pe substraturi
constituite din deșeuri vegetale rezultate în urma activităților agroindustriale.
Sanchez și colaboratorii (2002) au studiat creșterea a t rei sușe de ciuperci
aparți nând speciilor Pleurotus ostreatus și P. pulmonarius , pe substraturi
constituite din coarde de viță de vie și tescovină.
Pentru fiecare sușă s -au preparat câte cinci subtraturi , în proporții de 1:0,
1:1, 2:1, 1:2 și 0:1 . Cele mai bune substraturi pentru cr eșterea miceliului au fost
cele în care predominau coardele de viță de vie. Pe de altă parte, pe substraturile
care aveau în compoziție doar tescovină, creșterea miceliului s -a desfășurat într-un
ritm foarte lent. Totodată, cea mai bună eficiență biologică (78,7 3%) a fost
înregistrată la sușa IE -8 (specia Pleurotus ostreatus ), unde substratul a fost
constituit în totalitate din coarde de viță de vie (Tabel ul 3.1).
Cea mai slabă eficiență biologică (37,27 %) s -a înr egistrat în cazul sușei
CCMC H -041 unde con ținutul substratului era format în întregime din tescovină.
Cea mai mare cantitate de biomasă fungică s -a obținut la substraturi le
mixte ,ce aveau conținut preponderent de coarde de viță de vie .

24
Tabelul 3.1. Rezultate obținute de Sanchez și colaboratorii (2002) prin cultivarea a
trei sușe din genul Pleurotus pe substraturi de deșeuri viti -vinicole
Tipul de sușă utilizat Raportul dintre coardele de
viță de vie și tescovină Eficiența biologică a
procesului de conversie

CCMC H -041 1:0 64,8±6, 1
2:1 55,53± 10,0
1:1 57,8±1, 10
1:2 54,53±2, 30
0:1 37,27±6, 90

IE-115 1:0 58,13±3, 13
2:1 56,93±19,43
1:1 62,67±7,60
1:2 44,60±12,08
0:1 38,27±11,95

IE-8 1:0 78,73±15,48
2:1 70,73±20,58
1:1 53,67±3,45
1:2 50,53±6,93
0:1 40,93±5,74

Gaitan -Hernandez și colab oratorii (2006) au studiat creșterea a patru sușe de
ciuperci din specia Lentinula elodes pe substraturi de coarde de viță -de-vie, paie
de orz și p aie de grâu.
Autorii au concluzionat următoarele aspecte :

25
– formarea miceliului s -a desfăș urat pe parcursul a 28 de zile;
– substraturile constituite din coarde de viță -de-vie au prezentat cea mai
ridicată eficiență biologică (93,25%) și respectiv cel mai mare randament
(37,46%);
– cel mai scurt ciclu de producție a fost de 6 zile.
De asemenea, în 2010 , Petre și Teodorescu au utilizat culturi pure de
Lentinula edodes și Pleurotus ostreatus în experimente. S -au preparat trei variante
de substraturi, din tescovină și coarde de viță -de-vie, în proporții de 1:1, 1:2 și 1:4.
Materialele au fost mărun țite în prealabil pentru a favoriza contactul cu enzimele. v
S-a studiat influenț a unor surse de carbon (xiloză, sucroză, maltoză,
glucoză), azot (tărâțe de grâu, peptonă, extract de malț, triptonă, extract de drojdie)
și respectiv substanțe minerale (CaCO 3, CaSO 4, KH 2PO 4, MgSO 4•5H 2O, K2HPO 4),
asupra creșterii miceliului.
Cantitatea de deșeuri viti-vinicole utilizată a fost de 10 kg, iar biomasa
fungică obținută s -a situat în intervalul 1,5 – 2,8 kg.
Cele m ai bune rezultate privind creșterea miceliului și a biomasei fungice au
fost obținute în următoarele situații:
1) utilizarea maltozei ca sursă de carbon a condus la o creștere d e 28-35 g%;
2) în cazul surselor de azot, cea mai mare influență asupra creșterii a u
manifestat -o tărâțele de grâu, cu 25 -30 g % ;
3) CaCO 3 a fost cea mai bună s ursă minerală , contribuind la o creștere cu
28-32 g %.

26

Fig. 3.1 . Influența surselor de carbon (stânga) și a surselor de substanțe minerale
(dreapta) asupra creșterii miceliului speciilor Pleurotus ostreatus și Lentinula
edodes (Petre și Teodores cu, 2010 )

Fig. 3.2 . Influența surselor de azot în privința creșterii miceliului speciilor
Lentinula edodes și Pleurotus ostreatus (Petre și Teodorescu, 2010 )

27
Zepf și Jin ( 2013) au studiat creșterea a două specii de fungi filamentoși,
Asperg illus oryzae și Trichoderma reesei pe substraturi de tescovină . Au fost
utilizate cantități mici de oligoelemente .
Creșterea fungilor a fost influențată de cantitatea de spori inoculați.
Astfel, probele la care s -au inoculat 102 și 103 spori / g au a vut c ele mai mici
creșteri, în timp ce intervalul optim a fost de 105 – 107 spori / g. După cinci zile de
fermentație, c onținutul de proteine a aju ns la 20,4% , iar după șapte zile s -a
observat un declin.
Autorii au concluzionat că perioada optimă de fermentare este de 5 zile, în
timp ce prelungirea acesteia nu este benefică. Tempera turile optime de fermentare
s-au situat în intervalul 27 -30 șC.
Cea mai bună sursă de azot a fost (NH 4)2SO 4. Utilizarea oligoelementelor a
condus la creșteri substanț iale ale fungil or filamentoși.
Pardo și colaboratorii (2007) au studiat creșterea ciupercilor din specia
Agaricus bisporus pe substraturi formate din coarde de viță -de-vie și rahisuri, în
proporții de 3:1, 1:1 și 1:3, tescovină, gips și uree.
Pentru fiecare kilogram de deșeuri utilizat s-au inoculat câte 10 gram e de
miceliu . În compoziția fiecărui substrat s -au adăugat cantități egale de tescovină ș i
gips și proporții diferite de uree .
Cele m ai multe exemplare de ciuperci (871) au crescut pe substratul format
din coarde de viță de vie și rahisuri aflate în proporții egale (Tabel ul 3.2).
În ceea ce privește greutatea ciupercilor, cele mai bune rezultate au fost
obținut e în cazul substraturilor formate din coarde de viță de vie și rahisuri cu
proporții de 1:3 și 3:1, respectiv 26,6 g și 24,1 g .

28
Tabel ul 3.2. Variante de substratur i pentru cultivarea speciei Agaricus bisporus și
rezultatele obținute după cultivare (modificat după Pardo și colab., 2007)
Tipul de
sușă utilizat Materiale utilizate
ca substraturi Raportul
materialelor
utilizate Număr de
exemplare
obținute /m2 Greutatea
exemplarelor
obținute

Gurelan 45 coarde de viță de –
vie / rahisuri
3:1
280
24,1
coarde de viță de –
vie / rahisuri
1:1
871
15,9
coarde de viță de –
vie / rahisuri
1:3
110
17,7

Portobello coarde de viță de –
vie / rahisuri
3:1
341
22,8
coarde de viță de –
vie / rahisuri
1:1
721
22,7
coarde de viță de –
vie / rahisuri
1:3
50
26,6

Ueitele și colaboratorii (2014) au realizat un studiu comparativ privind
cultivarea speciei Ganoderma lucidum pe sustraturi de tulpini de porumb ( Zea
mays ) și rumeguș.
Eficiența biologică a avut o valoare superioară în cazul substratului
constituit din tulpini de porumb (5, 32 %) față de cel format din rumeguș (0,05%).
Autorii au ajuns la conclu zia că substratul constituit din rumeguș poate fi înlocuit
cu succes de cel format din tulpini de porum b pentru cultivarea ciupercilor
(Tabel ul 3.3).

29
Tabel ul 3.3. Rezultate obținute în urma cultivării speciei Ganoderma lucidum pe
substraturi constituit e din tulpini de porumb / rumeguș
(modificat după Ueitele și colab., 2014)
Parametrii urmăriți în
cadrul experimentelor Substrat constituit din
tulpini de porumb Substrat constituit din
rumeguș
Masa substratului (kg) 3,80 3,30
Masa exemplarelor
obținute (kg)
0,202
0,00172
Eficiența biologică a
procesului de conversie
(%)
5,32
0,05

Paz și colaboratorii (2012) au studiat creșterea ciupercilor din specia
Pleurotus sajor -caju pe trei tipuri diferite de substraturi (constituite din păstăi de
fasole, d eșeuri provenite în urma prelucrării industriale a merelor și rahisuri) .
În urma cercetărilor au rezultat următoarele aspecte:
– exemplarele de ciuperci cultivate pe substrat de păstăi de fasole au avut cel
mai bogat conținut de carbohidrați ;
– cele mai m ari cantități de proteine, fibre și compuși fenolici s -au găsit la
exemplarele cultivate pe substrat de rahisuri;
– substratul constituit din deșeuri de mere a influențat cel mai mult can titatea
de grăsimi din ciuperci ( Tabel ul 3.4).

30
Tabel ul 3.4. Compo ziția chimică a exemplarelor de Pleurotus sajor -caju crescute
pe trei tipuri de substraturi (modificat după Paz și colab., 2012)

Tipul de
substrat
utilizat în
experimente

Umiditate (%)
Conținut de
proteine
(g / 100 g
masă uscată)
Conținut de
carbohid rați
(g / 100 g
masă uscată) Conținut total
de compuși
fenolici
(mg / 100 g
masă uscată)
Păstăi de
fasole 4,01 16,30 53,62 56,26
Deșeuri de
mere 5,22 24,44 49,80 88,91
Rahisuri 6,81 27,83 35,59 205,23

Lisiecka și colaboratorii (2015) au studiat cult ivarea ciupercilor din specia
Ganoderma lucidum pe substrat de rumeguș de stejar ( Quercus robur ). Ca
materiale auxiliare tărâțe de grâu, secară, soia, semințe de rapiță și carne dezosată
mecanic ( pulbere ). Autorii au concluzionat că utilizarea materialelor auxiliare
enumerate mai sus în compoz iția substraturilor de cultivare a ciupercilor
influențează semnificativ creșterea miceliului .
Mandeel și colaboratorii (2005) au utilizat patru tipuri de substrat pentru
cultivarea speciilor Pleurotus columbinus , P. ostreatus și P. sajor -caju. Fiecare
substrat a fost constituit dintr -un singur material.
S-au utilizat ca materiale : coli de hârtie, ambalaje din carton, fibre din plante
(specia Bromus fasciculatus ) și rumeguș. Rezultatele studiului au fost următoarele:
– eficiența biologică (Tabel 3.5 ) a avut cele mai ridicate valori în cazul
speciilor Pleurotus columbinus (134, 5%) și P. ostreatus (117, 5%), cultivate pe
substrat constituit din ambalaje de carton;
– cele mai scăzute valori ale eficienței biologice au fost obținute în cazul
speciei Pleurotus sajor -caju, indiferent de substratul pe care a fost cultivată .

31
Tabel ul 3.5. Rezultate obținute în urma cultivării a trei specii de ciuperci din genul
Pleurotus pe patru tipuri de substraturi (modificat după Mandeel și co lab., 2005)
Specia de ciuperci
utilizată Tipul de substrat folosit în
experimente Eficiența biologică a
proceselor de conversie

Pleurotus columbinus coli de hârtie 100,8±12, 982
ambalaje din carton 134,5±10,793
fibre din plante (specia
Bromus fascicu latus ) 87,7±15,253
rumeguș 66,4±4,791

Pleurotus sajor -caju coli de hârtie 47,0±6,549
ambalaje din carton 77,9±13,509
fibre din plante (specia
Bromus fasciculatus ) 78,4±8,058
rumeguș 47,2±12,253

Pleurotus ostreatus coli de hârtie 112,4±8,680
ambalaje din carton 117,5±7,485
fibre din plante (specia
Bromus fasciculatus ) 95,3±8,365
rumeguș 59,6±10,930

Concluzia autorilor a fost că biomasa fungică a avut o creștere superioară pe
substraturile constituite din coli de hârtie și respectiv amba laje din carton,
mărunțite în prealabil, în comparație cu celelalte două tipuri de substraturi
lignocelulozice utilizate.
Gurung și colaboratorii (2012) au studiat creșterea speciei Ganoderma
lucidum pe substraturi lignocelulozice constituite din rumeguș obținut prin
mărunțirea masei lemnoase a două specii de arbori, respectiv Shorea robusta și
Alnus nepalensis . Ca materiale auxiliare s -au folosit făin ă de năut, tărâțe de grâu,

32
făină de porumb și tărâțe de orez. Pentru fiecare substrat de cultivare s -a fol osit
câte un singur tip de rumeguș și de material auxiliar. S-au preparat opt variante de
substrat. Cele mai bune rezultate s -au obținut în caz ul substraturilor care au avut în
compoziția lor rumeguș din masa lemnoasă a speciei A. nepalensis (Tabel ul 3.6).

Tabel ul 3.6. Eficiența biologică a conversiei unor deșeuri lignocelulozice prin
cultivarea speciei Ganoderma lucidum (Gurung și colab., 2012).
Material ul principal
utilizat Materiale auxiliare folosite
în experimente
Eficiența biologică (%)

Rumeguș de Shorea
robusta făină de năut 1,75
tărâțe de grâu 0,00
făină de porumb 0,00
tărâțe de orez 0,81

Rumeguș de Alnus
nepalensis făină de năut 22,62
tărâțe de grâu 14,58
făină de porumb 13,81
tărâțe de orez 19,37

Cea mai crescută eficiență biolo gică s -a înregistrat la substraturile care
aveau ca materiale auxiliare în compoziție făină de năut (22,62%) și tărâțe de orez
(19,37%).
Erkel (2009a) a studiat creșterea ciupercilor din specia Ganoderma lucidum
pe substraturi de rumeguș și tărâțe cerealie re. A utilizat în experimente rumegușuri
de plop ( Populus spp .), stejar ( Quercus robur ) și fag ( Fagus sylvatica ) și tărâțe de
grâu, orez și porumb. S -au preparat nouă variante de substrat (Tabelul 3.7).

33
Tabelul 3.7. Randamentul și eficiența biologică a co nversiei unor substraturi
lignocelulozice prin utilizarea ciupercilor din specia Ganoderma lucidum
(modificat după Erkel, 2009a)
Materiale utilizate în
cadrul experimentelor Randamentul conversiei
(g / kg) Eficiența biologică a
conversiei (%)
Rumeguș de p lop, tărâțe
de grâu 66,72 20,85
Rumeguș de plop, tărâțe
de orez 51,44 16,08
Rumeguș de plop, tărâțe
de porumb 25,0 8,33
Rumeguș de stejar și
tărâțe de grâu 64,61 18,46
Rumeguș de stejar și
tărâțe de orez 47,67 13,24
Rumeguș de stejar și
tărâțe de poru mb 68,44 20,74
Rumeguș de fag și tărâțe
de grâu 59,67 16,57
Rumeguș de fag și tărâțe
de orez 36,39 11,37
Rumeguș de fag și tărâțe
de porumb 63,67 19,89

Cel mai mare randament al conversiei s -a înregistrat la substratul constituit
din rumeguș de stejar și tărâțe de porumb (68, 44 g·kg-1), iar cea mai mare eficiență
biologică a fost obținută la cel format din rumeguș de plop și tărâțe de grâu
(20,85%).
Cele mai ridicate valori medii ale randamentului de conversie și eficienței
biologice au fost obținute în cazul substraturilor ce aveau în componența lor
rumeguș de stejar, respectiv 60, 24 g·kg-1 și 17, 48%.

34
Erkel (2009b) a utilizat substraturi de cultivare pentru ciuperci din specia
Ganoderma lucidum , constituite din rumeguș de plop ( Populus spp .) și tărâțe de
grâu, la care s -au adăugat ca materiale auxiliare gluten de porumb (pulbere) și
melasă, în cantități procentuale de 1%, 2% și 3%.
Glutenul de porumb a fost utilizat ca sursă de proteine, iar melasa ca sursă
de carbon. Cele mai bune rezultate ale experi mentului s -au înregistrat în cazul
substratului care avea în compoziția sa melasă în proporție de 1% ( Tabel 3.8 ).
Randam entul de conversie a fost de 73, 2 g·kg-1, iar eficiența biologică a fost de
20,37%. Autorul a concluzionat că adăugarea surselor de carb on în substratul de
cultivare (în acest caz melasa) are efecte benefice superioare asupra creșterii
ciupercilor, comparativ cu suplimentele proteice.

Tabel 3.8 Rezultate obținute în urma cultivării speciei Ganoderma lucidum pe
substraturi lignocelulozic e suplimentate cu materiale auxiliare (Erkel, 2009b)
Variante de substrat
utilizate în experimente Randamentul conversiei
g·kg-1 Eficiența biologică a
conversiei (%)
Rumeguș, tărâțe de grâu,
gluten 1% 68,40 19,00
Rumeguș, tărâțe de grâu,
gluten 2% 61,23 18,00
Rumeguș, tărâțe de grâu,
gluten 3% 60,90 17,90
Rumeguș, tărâțe de grâu,
melasă 1% 7320 20,37
Rumeguș, tărâțe de grâu,
melasă 2% 56,00 15,53
Rumeguș, tărâțe de grâu,
melasă 3% 47,03 13,07

35
Babu și Subhasree (2010) au utilizat miceliu de ciuperci d in speciile
Pleurotus patypus și P. eous pentru cultivare pe substraturi lignocelulozice. Pentru
fiecare substrat s -a folosit câte un singur tip de material.
Materialele utilizate de autori în experimente au fost: tulpini de orez, tulpini
de sorg, deșeuri din trestie de zahăr și tulpini de Paspalum scrobiculatum .
Cele mai bune rezultate (exprimate în procente) au fost obținute în cazul
speciei Pleurotus patypus , cultivată pe substrat d e tulpini de orez, respectiv
39,66% ( Tabel 3.9) .

Tabel 3.9 Rezultate obț inute în urma cultivării speciilor Pleurotus patypus și P.
eous pe substraturi lignocelulozice (modificat după Babu și Subhasree, 2010)
Specii de ciuperci
utilizate în experimente Variante de substraturi Randamentul conversiei
(%)

Pleurotus platypus Tulpini de orez 39,66
Tulpini de Paspalum
scrobiculatum 36,67
Tulpini de sorg 28,5
Deșeuri din trestie de
zahăr 24,16

Pleurotus ostreatus Tulpini de orez 36,16
Tulpini de Paspalum
scrobiculatum 30,5
Tulpini de sorg 24,33
Deșeuri din trestie de
zahăr 19,5

Alananbeh și colaboratorii (2014) au utilizat trei tipuri de substraturi pentru
cultivarea ciupercilor din specia Pleurotus ostreatus . Toate substraturile aveau în
compoziția lor frunze de curmal ( Phoenix dactylifera ), precum și alte ingredien te
în diferite variante (Tabel 3.10 ). Substraturile au fost introduse în saci de plastic
rezistenți la termorezistenți, apoi au fost steri lizate și inoculate cu miceliu. La

36
finalul experimentelor, c ele mai bune rezultate au fost obținute pe substratul
constituit din frunze de curmal și tulpini de grâu, în raport procentual de 25:75.
Eficiența biologică în cazul acestui substrat a fost de 25%. Totodată s -a
obținut și cel mai mare număr de exemplare, respectiv 15 / sac. Concluzia autorilor
a fost că utilizare a frunzelor de curmal sub formă simplă sau combinată ca substrat
de cultivare a ciupercilor este benefică.

Tabel 3.10 Variante de substraturi pentru cultivarea ciupercilor din specia
Pleurotus ostreatus (Alananbeh și colab., 2014)
Numărul variantei
de cu ltivare Compoziția substra turilor Raportul proce ntual al
componentelor
substratur ilor
1 Frunze de curmal și rumeguș 25:75
2 Frunze de curmal și rumeguș 50:50
3 Frunze de curmal și rumeguș 75:25
4 Frunze de curmal și paie de
grâu 25:75
5 Frunze de cur mal și paie de
grâu 50:50
6 Frunze de curmal și paie de
grâu 75:25
7 Frunze de curmal și frunze
de Myoporum serratum 25:75
8 Frunze de curmal și frunze
de Myoporum serratum 50:50
9 Frunze de curmal și frunze
de Myoporum serratum 75:25

Rezultatele exp erimentelor expuse mai sus confirmă faptul că ciupercile
macromicete pot fi cultivate pe diverse substraturi vegetale (rumeguș, frunze,
rahisuri, coarde de viță de vie, subproduse cerealiere etc), cantitatea și calitatea
carpoforilor recoltați depinzând de tipul de substrat utilizat.

37
CAPITOLUL 4

MATERIALE ȘI METODE
UTILIZATE ÎN CADRUL LUCRĂRII DE DISERTAȚIE

4.1. Obiectivele cercetărilor efectuate

Scopul prezentei lucrări de disertație este reprezentat de studierea proceselor
de conversie fungică a deșe urilor viticole în biomasă proteică de uz alimentar și
agricol, prin intermediul unor specii de ciuperci comestibile și medicinale cultivate
in vitro , în condiții aseptice.
Obiectivele stabilite în vederea atingerii scopului propus au fost următoarele:
 Reciclarea ecologică a deșeurilor viticole prin mijloace exclusiv
biologice, respectiv prin cultivarea controlată a speciilor de macromicete Pleurotus
ostreatus și Ganoderma lucidum ,
 Obținerea de biomasă fungică cu proprietăți nutritive și terapeutice,
prin utilizarea biotehnologiilor de valorificare ecologică a deșeurilor din viticultură

4.2. Instalații, aparate și dispozitive utilizate în laborator

Autoclava tip Raypa AES 110, având o capacitate de 70 de litri a fost
utilizată pentru sterilizarea termi că, în mediu umed, a substraturilor de cultivare, în
intervalul de temperatură 121 -125 șC, timp de 15 până la 50 min (Fig. 4.1).
Această instalație de laborator permite decontaminarea materialelor folosite în
laborator și pregătirea mediilor de cultivare) pentru utilizarea în laborator, prin
distrugerea microorganismelor.

38

Fig. 4.1 . Autoclavă tip Raypa AES 110 (original)

Pentru asigurarea condițiilor corespunzătoare de creștere și dezvoltare a
miceliului ciupercilor utilizate în experimente, a f ost utilizat incubatorul pentru
culturi microbiene de tip staționar, care posedă o capacitate utilă de lucru de 100
cm3 și asigură o temperatură de incubare cuprinsă între 3 -50 șC (Fig. 4.2).

Fig. 4.2 . Incubator pentru culturi microbiene stațion are,
tip POL -EKO ILW (original)

39
Pentru sterilizarea obiectelor confecționate din sticlă (vase de cultivare,
eprubete, cutii Petri etc) și materiale de lucru rezistente la temperatură ridicată a
fost utilizată etuva tip Bender, aplicându -se un program auto mat de sterilizate
termică în mediu uscat la 180 șC, timp de 1h (Fig. 4.3).

Fig. 4.3 . Etuva tip Binder FD 53 (original)

În vederea asigurării condițiilor de asepsie totală, necesare efectuării
operațiunilor de manipulare a vaselor de cultivare și a culturilor microbiene, în
cursul proceselor de inoculare, se utilizează hota cu aer steril în flux laminar (Fig.
4.4). Prin intermediul acesteia sunt eliminate riscurile contaminării cu agenți
microbieni a mediilor de cultivare și a culturilor pure de c iuperci, pe toată durata
executării operațiunilor de inoculare a substraturilor de creștere, constituite din
deșeuri viticole sterilizate termic.

40

Fig. 4.4 . Hotă cu aer steril cu flux laminar tip Faster KBN (original)

4.3. Compoziția substraturilor pent ru creșterea speciilor fung ice

Pentru prepararea substraturilor de cultivare au fost utilizate ca materiale
principale mai multe tipuri de deșeuri viticole, rezultate după recoltarea strugurilor,
respectiv, rahisuri, frunze și coarde de viță -de-vie. Astfe l, au fost stabilite trei
variante compoziționale de substraturi destinate cultivării ciuper cilor comestibile și
medicinale a căror compoziție se prezintă în Tabelul 4.1.

Tabel 4.1. Variante ale substraturilor de cultivare
Variante
substrat Compoziția su bstraturilor de cultivare (%)
S1 Frunze și coarde (1:1) 70%, tărâțe de grâu 3,5%, CaCO 3 1,5%, apă 25%
S2 Rahisuri și coarde (1:1) 70%, tărâțe de grâu 3,5 %, CaCO 3 1,5%, apă
25%
S3 Frunze și rahisuri (1:1) 70%, tărâțe de grâu 3,5%, CaCO 3 1,5%, apă 25%

41

Deșeurile viticole necesare pentru prepararea celor trei variante de
substraturi au fost pretratate prin mărunțire, apoi hidratate timp de 10 – 12 h în apă
de robinet. Ca materiale auxiliare au fost utilizate tărâțe de grâu și CaCO 3. Toate
ingredientele di n compoziția substraturilor de cultivare au fost omogenizate și apoi
s-a efectuat transvazarea lor în recipiente din sticlă cu capacitatea de 1000 mL
(Fig. 4.5) .

Fig. 4.5. Pregătirea substraturilor de cultivare (original)

42
4.4. Mediile de cultivare utili zate în experimente

În cadrul experimentelor s -au utilizat medii de creștere agarizate de tip MEA
(malț extract agar 4%), ce au fost preparate în cadrul Laboratorului de
Biotehnologii din cadrul Centrului de Cercetări Biotehnologice în Horticultură și
Protecția Mediului , Facultatea de Științe, Universitatea din Pitești.
În acest context, s-au cântărit cu ajutorul balanței tehnice: 24 g de malț
extract agar, 1 g de drojdie și 1 g de tărâțe de grâu (pulbere). Toate aceste
ingrediente au fost solubilizate în 500 mL de apă ultrapură, într-un recipient
metalic, întreaga soluție fiind încălzită până la fierbere, prin intermediul unei plite
electrice. Când apa a atins temperatura de fierbere, s -a adăugat, mai întâi , cantitatea
de malț extract agar, apoi celelalte două ingrediente.
După prepara rea mediului de cultură, s -a efectuat repar tizarea acestuia în
patru baloane de tip Erlenmeyer, care au fost apoi prevăzute cu dopuri de vată
învelite în folie de aluminiu. Acestea au fost apoi sterlizate în mediu umed, cu
ajutorul autoclavei, la temperatura de 121ș C și presiunea de 1, 1 atm , timp de 10
min.

4.5. Materialul biologic utilizat în cadrul experimentelor

În cursul experimentelor efectuate, au fost utilizate culturi pure ale speciilor
Pleurotus ostreatus și Ganode rma lucidum , din Colecția de macromicete a
Laboratorului de Biotehnologii din cadrul Centrului de Cercetări Biotehnologice în
Horticultură și Protecția Mediului , Facultatea de Științe, Universitatea din Pitești.
Specia Pleurotus ostreatus (Jaquin ex Fries) Kummer prezintă carpofori cu o
pălărie cărnoasă, convexă la început, apoi plată, iar spre sfârșitul maturizării devine
groasă și adâncită, asemenea unei scoici, cu suprafață netedă. Culoarea pălăriei

43
variază de la gri -închis, cu nuanțe de violet, până la brună. Piciorul poate fi foarte
scurt, de culoare albă.
Ganoderma lucidum (Curt. :Fr) P. Karts se caracterizează prin următoarele
aspecte morfo -fiziologice: bazidicarp cu o pălărie groasă și lemnoasă, cu formă
asemănătoare unor rinichi sau ovoidală, picior prins excentric de pălărie, lung și de
formă cilindrică; culoarea pălăriei este variabilă, roșiatică, brun -violacee, uneori
tinzând spre o nuanță neagră
Aceste culturi pure au fost păstrate în stare viabilă pe tot parcursul efectuării
experimentelor, prin cultivarea și menținerea acestora pe medii de creștere
agarizate de tip MEA (malț extract agar 4%), în vederea utilizării lor ca material
biologic pentru inocularea în condiții aseptice a substraturilor constituite din
deșeuri viticole, după ster ilizarea lor prealabil (Fig. 4.6 ).

Fig. 4.6. Culturi pure de Pleurotus ostreatus și Ganoderma lucidum
(original)

44
4.6. Metode de cercetare utilizate în cadrul lucrării de cercetare

Metodologia de cercetare aplicativă, utilizată în prezenta lucrare , cuprinde
totalitatea metodelor, măsurătorilor și determinărilor ce au stat la baza
rezultatelor obținute și prezentate în acest capitol.
În funcție de particularitățile domeniului abordat sunt selectate metodele
corespunzătoare pentru realizarea experimente lor ce urmează a fi efectuate.
Schema metodologică , elaborată pentru utilizarea biotehnologiilor de
conversie fungică a deșeurilor viticole , a avut următoarea succesiune:
1. Formularea problemei de rezolvat, respectiv transformarea deșeurilor viti-
vinico le în biomasă fungică nutritivă prin cultivarea dirijată a unor specii de ciuperci
comestibile.
2. Stabilirea metodelor de cercetare, a condițiilor experimentale, a
observațiilor și a metodelor biostatistice de prelucrare a datelor.
3. Descrierea modului de efectuare a experimentelor și a observațiilor
4. Inregistrarea și prelucrarea datelor prin utilizarea metodelor biostatistice
5. Interpretarea rezultatelor și stabilirea concluziilor
În cadrul etapei de stabilire a metodelor de cercetare, a condițiilor
experimentale, a observațiilor și a metodelor biostatistice de prelucrare a datelor sunt
prevăzute următoarele faze:
– pregătirea materialului biologic;
– prepararea mediilor nutritive;
– prelevarea probelor de inoculum;
– pregătirea substr aturilor nutritive pentru inoculare și incubare în condiții
controlate de temperatură și umiditate;
– montarea și derularea variantelor experimentale în funcție de specia de
ciuperci utilizată, precum și de substraturile nutritive ce urmează a fi testate în

45
culturi fungice;
– efectuarea de observații biometrice, măsurători morfologice;
– interpretarea rezultatelor obținute

4.6.1. Metoda sterilizării

Respectând protocolul de lucru, materialele confecționate din sticlă și metal
au fost sterilizate prin căldură în mediu uscat, la temp eratura de 180 șC, timp de 1
h, cu ajutorul etuvei (Fig. 4.7) .

Fig. 4.7 . Sterilizarea sticlăriei la etuvă (original)

În prima etapă au fost sterilizate mediile de multiplicare a culturilor pure de
ciuperci utilizate, a c ăror compoziție a fost de tip MEA. Aceste medii au fost
sterilizate la autoclavă, la temperatura de 121 șC, presiun ea de 1,1 atm, timp de 10
min (Fig. 4.8) .

46

Fig. 4.8 . Introducerea coșului cu recipient e în autoclavă (original)

Recipientele din sticlă c onținând substraturile de cultivare preparate anterior
au fost introduse în autoclavă și au fost supuse sterilizării la temperatura de 123 șC,
timp de 50 de min.

47
4.6.2. Metode utilizate pentru multiplicarea culturilor pure de macromicete

Selecția și mul tiplicarea in vitro a materialului biologic necesar efectuării
variantelor experimentale de cultivare a macromicetelor în vederea producerii
multiplicării acestora reprezintă una dintre cele mai importante etape din cadrul
procesului biotehnologic de produ cere a miceliului secundar.
Culturile pure pentru prepararea de inoculum au fost multiplicate in vitro
prin tehnici speecific de repicare și inoculare, utilizând hota cu aer steril în flux
laminar.

4.6.3. Metoda inoculării
Inocularea miceliului de ciuper ci s-a efectuat prin utilizarea hotei cu aer
steril în flux laminar, asigurându -se condițiile necesare de asepsie totală (Fig. 4.9) .

Fig. 4.9 . Inocularea cu miceliu din culture p ure a substraturilor din recipien tele
sterilizate (original)
4.6.4 . Metoda incubării

Perioada de incubare a fost cuprinsă între 15-20 de zile, la temperatura de
23-25 șC, în funcție de specia de ciuperci, timp în care miceliul fiecăreia dintre cele

48
trei specii fungice s -a dezvoltat pe întreaga suprafață a substratuilor de cultiv are
din interiorul recipientelor din sticlă, formând o biomasă miceliană compactă, de
culoare albă.
După incubare, recipientele s -au transferat în camera de fructificare, unde au
fost menținute timp de 15 – 30 de zile, în funcție de specia de ciup erci, la
temperatura de 18 – 20o C și umiditatea relativă de 80 – 90% UR, cu ajutorul unui
dispozitiv de umidificare a aerului.

Fig. 4.10 . Aspect din camera de fructificare a ciupercilor Ganoderma lucidum
(original)

49

Fig. 4.11 . Aspect din camera de fructific are a ciupercilor Pleurotus ostreatus
(original)

50
CAPITOLUL 5

REZULTATE PRIVIND CULTIVAREA CONTROLATĂ A
CIUPERCILOR GANODERMA LUCIDUM ȘI PLEUROTUS OSTREATUS
PE SUBSTRATURI FORMATE DIN DEȘEURI VITICOLE

Conform protoco lului de lucru , material ele confecționate din sticlă și metal
au fost sterilizate la temperatura de 180 șC timp de 1 oră.
În prima etapă au fost sterilizate mediile de multiplicare a culturilor pure de
ciuperci utilizate, a căror compoziție a fost de tip MEA.
Aceste medii au fos t sterilizate la autoclavă, la temperatura de 121 șC,
presiun ea de 1,1 atm, timp de 10 min .
Recipientele din sticlă conținând substraturile de cultivare preparate anterior
au fost introduse în autoclavă și au fost supuse sterilizării la temperatura de 123 șC,
timp de 50 de min.
Inocu larea miceliului de ciuperci a fost efectuat ă prin utilizarea hotei cu aer
steril în flux laminar, asigurându -se condițiile de asepsie totală.
Creșterea și dezvoltarea miceliului ciupercilor cultivate pe substraturile
constitui te din deșeuri viticole, s -a realizat cu ajutorul incubatorului pentru cultu ri
microbiene staționare (Fig. 5.1 ).

51

Fig. 5.1 . Incubator conținând culture fungice (original)

Durata incubării a fost de 15 -20 de zile, la temperatura de 23 -25 șC, în
funcție de specia de ciuperci, timp în care mic eliul fiecăreia dintre cele două specii
fungice s -a dezvoltat pe întreaga suprafață a substratu rilor de cultivare din
interiorul recipientelor din sticlă, formând o biomasă miceliană compactă, de
culoare al bă, așa cum se poate observa în figura 5.2.

Fig. 5.2 . Recipiente cu substraturile de cultivare a ciupercilor G. lucidum și
P. ostreatus , inoculate cu miceliu și amplasate în incubator la 23o C (original)

52
După incubare, recipientele s -au transferat în ca mera de fructificare, unde au
fost menținute timp de 15 – 30 de zile, în funcție de specia de ciuperci, la
temperatura de 18 – 20o C și umiditatea relativă de 80 – 90% UR, cu ajutorul unui
dispozitiv de umidificare a aerului, așa cum se poate observa în partea de jos a
imaginii (Fig. 5.3 ).

Fig. 5.3 . Aspect din camera de cre ștere a ciupercilor, în care se asigură condiții
optime de temperatură și umiditate relativă a aerului atmosferic (original)

La finalul ciclului de cultivare a speciei P. ostreatus , cuprins între 15 -20
zile, s -au colectat carpoforii (corpurile de fructificare) ce s -au dezvoltat pe
substraturile viticole, la suprafața deschis ă a vaselor de cultivare (Fig. 5.4, 5.5 A,
5.5. B).

53

Fig. 5.4 . Carpofori de P. ostreatus crescuți pe varianta I I de substraturi (original)

A B
Fig. 5.5 A, 5.5 B. Carpofori de P. ostreatus crescuți pe substraturi din varianta II
(original)

54
Astfel, fructificarea miceliului terțiar sub formă de carpofori la exteriorul
recipientelor din sticlă a fost posibilă prin asigurarea condițiilor necesare de
climatizare, după cum urmează: temperatură 17 –20 oC; umiditate relativă 85 –
90%; aerare 3 schimburi de volum /h .

Fig. 5.6 . Carpofori de P. ostreatus formați pe substraturi din corzi și rahisuri
(original)

55

Fig. 5.7 . Carpofori de G. lucidum formați pe substraturi din corzi și frunze de viță
de vie (original)

În etapa finală a cicluril or de cultivare, s -a procedat la colectarea corpurilor
de fructificare apărute atât la suprafața recipientelor din sticlă, cât și a sacilor cu
substraturi de cultivare, amplasate în camerele de creștere.
În cursul acestei etape, au fost recoltați carpofor ii formați în recipientele din
sticlă, cele mai reprezentative exemplare ale speciei P. ostreatus , crescute pe cele 3

56
tipuri de substraturi, fiind înfățișate în imaginile corespunzătoare figuri lor 5.8, 5.9,
5.10, în timp ce în cazul speciei G. lucidum acestea pot fi observate în figurile
5.11, 5.12, 5.13.

Fig. 5.8 . Carpofori ai speciei P. ostreatus , crescuți pe substratul S1 (original)

Fig. 5.9 . Carpofori ai speciei P. ostreatus , crescuți pe substratul S2 (original)

57

Fig. 5.10 . Carpofori ai speciei P. ostreatus , crescuți pe substratul S3 (original)

Fig. 5.11. Carpofori ai speciei G. lucidum , crescuți pe substratul S1 (original)

58

Fig. 5.12. Carpofori ai speciei G. lucidum , crescuți pe substratul S2 (original)

Fig. 5.13. Carpof ori ai speciei G. lucidum , crescuți pe substratul S3 (original)

59
Pentru a demonstra eficacitatea procedeelor biotehnologice în intensificarea
proceselor metabolice de conversie fungică a deșeurilor pomicole, au fost efectuate
analize fizico -chimice ale biom asei obținute la finalul ciclurilor de cultivare
privind conținutul în substanță uscată, glucide, proteine, atât în cazul miceliului
secundar, cât și carpoforilor celor două specii de ciuperci.
Inițial, a fost analizat conținutul în substanță uscată al mi celiului secundar,
precum și al fructificațiilor, la speciile de ciuperci comestibile G. lucidum și P.
ostreatus , prin uscare la etuvă, la temperatura de 105 oC și cântărirea directă a
probelor deshidratate.
Diferențele dintre conținutul de substanță usca tă al miceliului secundar și cel
al carpoforilor ambelor specii sun t similare procentual (Tabelul 5.1 ).

Tabelul 5 .1
Conținutul de substanț ă uscată în biomasa ciuperci lor G. lucidum și
P. ostreatus
Proba analizată Conținutul în substanță uscată (g%)
G. lucidum P. ostreatus
Miceliul secundar 23,21 20,35
Miceliul terțiar (Carpofor) 37,67 35,27

Rezultatele înregistrate au evidențiat faptul că specia G. lucidum posedă un
conținut mai ridicat de substanță uscată comparativ cu specia P. ostreatus . Variaț ia
conținutului de substanță uscată din biomasa ciupercilor testate în experimente a
demonstrat diferențe semnificative de 15 -16 g% între miceliul secundar și
corpurile de fructificație la fiecare dintre aceste specii.
Pentru determinarea conținutului în g lucide solubile al miceliului secundar și
al carpoforilor, la speciile G. lucidum și P. ostreatus s-a întrebuințat metoda

60
colorimetrică cu reactiv anthronă (Dubois și colab., 1956), rezultatele fiind
prezentate în tabelul 5.2 .

Tabelul 5.2
Conținutul de g lucide solubile în biomasa ciuperci lor G. lucidum și P. ostreatus
Proba analizată Conținutul în glucide solubile
(g% s.u.)
G. lucidum P. ostreatus
Miceliul secundar 1,53 1,35
Miceliul terțiar
(Carpofor) 5,63 4,70

Prin compararea acestor rezultate nu se constată diferențe semnificative între
cele două specii cultivate.
În privința variației conținutului de glucide solubile determinat prin analiza
biomasei speciilor de ciuperci G. lucidum și P. ostreatus , în funcție de stadiul
dezvoltării miceliulu i, se observă o diferență semnificativă de 4,1 g% s.u. între
stadiul secundar și cel terțiar (corespunzător formării carpoforilor), la specia G.
lucidum și de 3,35 g% s.u. la P. ostreatus , așa cum rezultă din tabelul 5.2 .
În schimb, în urma analizei variaț iei aceluiași parametru biochimic, în
funcție de speciile de ciuperci utilizate în experimente, s -a constatat o diferență
relativ semnificativă între cele două specii fungice doar în privința miceliului
terțiar, corespunzător formării carpoforilor, de 0,97 g% s.u., în timp ce pentru
miceliul secundar al acestor specii diferențele au fost nesemnificative, respectiv de
numai 0,2 g% s.u.

61
La încheierea ciclurilor de cultivare, s -a efectuat analiza conținutului în
proteine totale al miceliului secundar și fruct ificațiilor, la speciile de ciuperci
comestibile G. lucidum și P. ostreatus , prin aplicarea metodei Lowry (1951).
Rezultatele obținute în urma acestor analize sunt prezentate în tabelul 5.3 .

Tabelul 5.3
Conținutul total de proteine în biomasa speciilor d e ciuperci G. lucidum și
P. ostreatus
Proba analizată Conținutul total în proteine (g/kg substanță uscată)
G. lucidum P. ostreatus
Miceliul secundar 1,7 – 2,1 1,9 – 2,3
Miceliul
terțiar
(Carpofor) Pălărie 10,7 8,3
Picior
6,4 7,1

Conform datelor pr ezentate, se observă faptul că nu există diferențe
semnificative între conținutul total de proteine al miceliului secundar, comparativ
cu cel al miceliului terțiar, din care, la maturitate, se formează carpoforii (corpurile
de fructificație propriu -zise) c elor două specii de ciuperci comestibile.
Conținutul total de proteine al carpoforilor speciei G. lucidum este de 17,1
g/kg s.u., fapt care demonstrează o îmbunătățire semnificativă a procentului de
proteine totale înregistrat în experimentele anterioare;
În privința conținutului total de proteine al carpoforilor aparținând speciei P.
ostreatus , acesta este de numai 15,4 g/kg s.u., însă diferențele între părțile
componente ale fructificațiilor sunt semnificativ mai mici, comparativ cu cele ale
speciei G. lucidum .

62
Analiza cantitativă a concentrației de azot total din biomasa fungică obținută
la încheierea ciclurilor de cultivare controlată a speciilor G. lucidum și P. ostreatus
a fost efectuată utilizând metoda Kjeldhal.
Astfel, s -au constatat variații ale conținutului în azot total, calculate prin
raportare la substanța substanță uscată a biomasei obținute, valorile maxime,
înregistrate în ordine descendentă, fiind obținute în cazul speciei P. ostreatus
cultivate pe substraturile S1, S3 și S2, la valori sit uate între 14,7 g% s.u. și 12,3 g%
s.u., în timp ce , în condițiile cultivării speciei G. lucidum cantitățile cele mai mari
de azot total au fost înregistrate pentru substraturile S3, S2 și S1, între 14,3 g% s.u.
și 12,1 g% s .u. (Fig. 5.14, 5.15).

0246810121416
50 100 150 200 250 300
Timp (ore)Cantitate de azot total (g% s.u.)S1
S2
S3
Martor
(Celuloza pura)

Fig. 5.14 . Variația cantității de azot total din biomasa de P. ostreatus

63

0246810121416
50 100 150 200 250 300
Timp (ore)Cantitate de azot total (g% s.u.)S1
S2
S3
Martor
(Celuloza pura)
Fig. 5.15. Variația cantității de azot total din biomasa de G. lucidum

Pe parcursul perioadei de formare a carpoforilor aparțin ând celor două specii
de ciuperci cultivate, de -a lungul a 30 de zile de creștere și dezvoltare a miceliului
terțiar, s -au înregistrat trei perioade de câte 10 -15 zile, corespunzătoare apariției
ciclice a corpurilor de fructificare aferente speciilor respe ctive (Petre și Petre,
2012; Petre și colab., 2014c).
Datele referitoare la greutatea totală a carpoforilor speciei P. ostreatus ,
formați în sacii conținând toate cele 5 tipuri de substraturi de cultivare, au fost
înregistrate periodic și sunt prezentate în tabelul 5.4 .
Întreaga perioada de fructificare s -a derulat pe parcursul a 45 zile, în condiții
constante de temperatură (18 -20 oC), umiditate (80 -85% U.R.) și aport de aer (4
volume de aer/h).
Analiza rezultate lor privind greutatea carpoforilor recol tați la finalul
ciclurilor de cultivare pe substraturile utilizate evidențiază faptul că valorile cele
mai ridicate au fost înregistrate în cazul primelor trei tipuri de substraturi de

64
cultivare, la care s -au înregistrat cele mai semnificative rezultate (P etre și colab.,
2014d).
Totodată, cel mai productiv substrat s -a dovedit a fi S1, urmat de S2 și, în
final, de substratul S3.

Tabelul 5.4
Variația cantităților de carpofori obținute în decursul ciclurilor de cultivare a
speciei P. ostreatus , raportate la tipul de substrat de cultivare
Etapa
de
fructificare
Producția de
carpofori pe
substratul S1
(g/1 kg substrat) Producția de
carpofori pe
substratul S2
(g/1 kg substrat) Producția de
carpofori pe
substratul S3
(g/1 kg substrat)
I 35 33,5 32 27 23,5 25
II 34 32 28 25 21 21,5
III 31 28 27,5 23 17 17

În consecință, pe baza rezultatelor experimentale obținute, s -a elaborat
biotehnologia la nivel de laborator privind reciclarea ecologică a deșeurilor
pomicole lignocelulozice, prin cultivarea controlată a speciilor de ciuperci G.
lucidum și P. ostreatus , conform scheme i prezentate în figura 5.16.

65

Fig. 5.16 . Schema biotehnologiei de reciclare ecologică a deș eurilor viticole ,
prin cultivarea controlată a sp eciilor de ciuperci G. lucidum și P. ostreatu s Culturi pure
de P. ostreatus Culturi pure
de G. lucidum

Incubarea substraturilor de cultivare
inoculate cu culturi pure de ciuperci
(23 – 25o C, 15 – 35 zile)
Colectarea carpoforilor (corpurilor de fructificare) aparținând
speciilor de ciuperci comestibile G. lucidum și P. ostreatus Fragme ntarea mecanică a coardelor,
a rahisurilor și a frunzelor de viță de vie
Sterilizarea termic ă prin autoclavare
(123o C, 1,2 atm., 60 min)
a substraturilor de cultivare
Inocularea aseptică
a substraturilor de cultivare Hidratarea substraturilor de cultivare,
timp de 24 -30 h în apă de robinet Adăugarea de tărâțe de grâu

66
CONCLUZII

1. În vederea elaborării și aplicării biotehnologiilor de laborator privind
reciclarea ecologică a deșeurilor viticole rezultate după recoltarea strugurilor,
respectiv, rahisuri, frunze și coarde de viță-de-vie, au fost montate experimente în
scopul utilizării acestora sub formă de substraturi de creștere pentru cultivarea
controlată a speciilor de ciuperci Ganoderma lucidum și Pleurotus ostreatus .
2. Într -o prima fază, materialele lignocelulozice au fost fragmentat e și apoi
au fost hidratate cu apă de robinet , timp de 24 -30 h. În cea de -a doua fază a
experimentelor, materialele deja hidratat e au fost introdus e în recipiente din sticlă
cu volumul de 1.000 ml, după care acestea au fost sterilizate în autoclavă la 123 oC,
timp de 60 min.
3. După răcirea la temperatura camerei, recipientele din sticlă au fost
inoculate cu miceliu din culturi pure aparținând speciilor G. lucidum și P.
ostreatus , iar după primele 5 -7 zile de la inoculare în interi orul rec ipientelor
respective s-a constatat extinderea biomasei miceliene la suprafața mat erialului
lignocelulozic .
4. Recipientele cu substraturi de creștere, inoculate cu miceliu din culturile
pure ale celor două specii de ciuperci au fost menținute la temperatu ra de 23 oC, iar
după 25 –35 de zile s -au obținut carpoforii acestor ciuperci. Fructificarea miceliului
terțiar la exteriorul sacilor a fost posibilă prin asigurarea condițiilor necesare de
climatizare, după cum urmează: temperatură 17 –20 oC; umiditate rela tivă 85 –90%;
aerare 3 schim buri de volum/h.
5. La finalul ciclurilor de cultivare a ciupercilor menționate, au fost efectuate
analize fizico -chimice ale biomasei obținute privind conținutul în substanță uscată,
glucide, proteine atât în cazul miceliului se cundar, cât și carpoforilor celor două
specii de ciuperci. Inițial, a fost analizat conținutul în substanță uscată al miceliului

67
secundar, precum și al carpoforilor, la speciile de ciuperci comestibile G. lucidum
și P. ostreatus . Rezultatele înregistrate a u evidențiat faptul că specia G. lucidum
are conținut mai ridicat de substanță uscată comparativ cu specia P. ostreatus .
6. Variația conținutului de substanță uscată din biomasa speciilor de ciuperci
testate a demonstrat diferențe semnificative de 15 -16 g% între miceliul secundar și
corpurile de fructificație la fiecare dintre aceste specii.
7. În privința variației conținutului de glucide solubile determinat prin
analiza biomasei speciilor de ciuperci G. lucidum și P. ostreatus , în funcție de
stadiul dez voltării miceliului, se observă o diferență semnificativă de 4,1 g% s.u.
între stadiul secundar și cel terțiar (corespunzător formării carpoforilor), la specia
G. lucidum și de 3,35 g% s.u. la P. ostreatus . În schimb, în urma analizei variației
aceluiași p arametru biochimic, în funcție de speciile de ciuperci utilizate în
experimente, s -a constatat o diferență relativ semnificativă între cele două specii
fungice doar în privința miceliului terțiar, corespunzător formării carpoforilor, de
0,97 g% s.u., în ti mp ce pentru miceliul secundar al acestor specii diferențele au
fost nesemnificative, respectiv de numai 0,2 g% s.u.
8. Conținutul total de proteine al carpoforilor la specia G. lucidum a fost de
17,1 g/kg s.u, fapt care demonstrează o îmbunătățire semnifi cativă a procentului de
proteine totale înregistrat în experimentele anterioare, în timp ce conținutul total de
proteine al carpoforilor aparținând speciei P. ostreatus a fost de numai de 15,4 g/kg
s.u, însă diferențele între părțile componente ale corpuri lor de fructificare sunt
semnificativ mai mici, comparativ cu cele ale speciei G. lucidum .
9. Analiza cantitativă a concentrației de azot total din biomasa fungică
obținută la încheierea ciclurilor de cultivare controlată a speciilor G. lucidum și P.
ostre atus a evidențiat variații semnificative ale acestui element, valorile maxime
înregistrate în ordine descendentă fiind obținute în cazul speciei P. ostreatus
cultivate pe substraturile S1, S3 și S2 (între 14,7 g% s.u. și 12,3 g% s.u)., în timp

68
ce, în condi țiile cultivării speciei G. lucidum cantitățile cele mai mari de azot total
au fost înregistrate la substraturile S3, S2 și S1 (între 14,3 g% s.u. și 12,1 g% s.u).
10. Experimentele efectuate au demonstrat fezabilitatea și eficiența
productivă a proceselo r de conversie a deșeurilor viticole în biomasă fungică, sub
acțiunea speciilor de ciuperci comestibile și medicinale menționate, pentru
obținerea de carpofori utilizabili în alimentația umană, precum și compost rezultat
din ciclurile de cultivare, ce poat e fi folosit drept fertilizant agricol natural.

69
BIBLIOGRAFIE

Alananbeh K.M., Bouqellah N.A., Al Kaff N.S. (2014). Cultivation of oyster
mushroom Pleurotus ostreatus on date -palm leaves mixed with other agro –
wastes in Saudi Arabia . Sau di Journal of Biological Sciences 21, pp. 616 –
625
Arnous A., Meyer A.S. (2008) . Comparison of methods for compositional
characterization of grape (Vitis vinifera L.) and apple (Malus domestica)
skins . Food and Bioproducts Processing 86, pp. 79 -86
Arvanitoy annis I.S., Demetrios L., Athanasios M., (2006). Potential uses and
applications of treated wine waste: a review . International Journal of Food
Science and Technology, 41, p. 475 –487
Bernal -Vicente A., Ros M., Pascual J.A., (2012). Inoculation of Trichod erma
harzianum during maturation of vineyard waste compost to control
muskmelon Fusarium wilt , ''Compost inoculation'', Bioresourses 7(2), p.
1948 -1960.
Bertran E., Sort X., Soliva M., Trillas I. (2004). Composting winery waste:
sludges and grape stalks , Bioresourse Technology, Vol. 95, pp. 203 -208
Bordiga M. (2015). Valorization of wine making by -products , CRC Press, Boca
Raton, USA
Botella C., Ory I., Webb C., Cantero D., Blandino A. (2005). Hydrolytic enzyme
production by Aspergillus awamori on grape p omace . Biochemical
Engineering Journal 26, pp. 100 –106
Bustamante M.A., Paredes C., Perez -Murcia M.D., Perez -Espinosa A., Moreno –
Caselles J., Marhuenda -Egea F.C., Moral R. (2008). Co-composting of

70
winery -distillery wastes with orange juice waste . 13th Rami ran International
Conference , Albena, Bulgaria, pp. 401 -404
Bustamante M.A., Paredes C., Moral R., Moreno -Caselles J., Perez -Espinosa A.,
Perez -Murcia M.D.(2005). Uses of winery and distillery effluents in
agriculture: characterisation of nutrient and haz ardous components .Water
Science and Technology, Vol 51, No 1, pp 145 –151
Chandra R., Yadav S ., Mohan D. (2008) . Effect of distillery sludge on seed
germination and growth parameters of green gram (Phaseolus mungo L.) ,
Journal of Hazardous Materials 152, p p. 431 –439
Colin T., Bories A., Sire Y., Perrin R. (2005). Treatment and valorisation of
winery wastewater by a new biophysical process . Water Science and
Technology, Vol 51, pp. 99 -106
Conradie A., Sigge G.O., Cloete T.E.(2013) . Influence of winemaking pr actices on
the characteristics of winery wastewater and water usage of wineries . South
African Journal of Enology and Viticulture , pp. 10 -19
Devesa -Rey R., Vecino X., Varela -Alende J.L., Barral M.T., Cruz J.M., Moldes
A.B. (2011 ). Valorization of winer y waste vs. the costs of not recycling ,
Waste Management , pp. 2327 –2335
Babu D. P., Subhasree R.S. (2010). Valuing the Suitable Agro -Industrial Wastes
for Cultivation of P. platypus and P. eous . Advances in Biological Research
4 (4): 207 -210
Dwyer K., Ho sseinian F., Rod M. (2014). The Market Potential of Grape Waste
Alternatives . Journal of Food Research, Vol. 3, No. 2; pp. 91 -106
Erkel E.I. (2009a). The effect of different substrate mediums on yield of
Ganoderma lucidum (Fr.) Karst . Journal of Food, Ag ricultur e &
Environment Vol.7 (3&4) : 841 -844
Erkel E.I. (2009b). Yield performance of Ganoderma lucidum (Fr.) Karst

71
cultivation on substrates containing different protein and carbohydrate sources .
African Journal of Agricultural Rese arch Vol. 4 (11), pp. 1331 -1333
Gaitan -Hernandez R., Esqueda M., Gutiérrez A., Sánchez A., Beltrán -García M.,
Mata G. (2006). Bioconversion of agrowastes by Lentinula edodes: the high
potential of viticulture residues , Applied Microbiology and Biotechnology
71, pp. 432 –439
Gâdei R. (1999). Ciuperci: cunoașterea, recunoașterea și căutarea celor mai
cunoscute specii de ciuperci . Editura ALL Educațional, București
Gregori A., Švagelj M., Pohleven J. (2007). Cultivation Techniques and Medicinal
Properties of Pleurotus spp ., Foo d Technology and Biotechnology, 45 (3)
pp. 238 –249
Gurung O.K., Budathoki U., Parajuli G. (2012 ). Effect of different substrates on the
production of Ganoderma lucidum (Curt.:Fr.) Karst. Our nature 10: pp.
191-198
Johannes B, (2000). The use of recycled or ganics compost in viticulture – a review
of the international literature and experience , Federal Ministry for the
Envrionment, Canberra , pp 130 -134
Kherici S., Benouali D., Benyetou M.( 2013). Recovery of cream of tartar from
winemaking solid waste by coo ling crystallization process. Journal of
Chemical Engineering & Process Technology, pp. 1 -5
Kulshreshtha S., Mathur N., Bhatnagar P. (2014). Mushroom as a product and
their role in mycoremediation . AMB Express 4:29, pp.1 -7
Lalevic B., Sivcev B., Raicevic V. , Rankovic Vasic Z., Petrovic N., Milinkovic
M. (2013). Environmental impact of viticulture: Biofertilizer influence on
pruning and wine waste . Bulgarian Journal of Agricultural Science, 19 (No
5), Agricultural Academy, pp. 1027 -1032

72
Lisiecka J., Ro galsky J., Sobieralski K., Siwulski M., Sokol S., Ohga S. (2015).
Mycelium growthand biological efficiency on Ganoderma lucidum on
substrate suplemented with different organic additives . Journal of the
Faculty of Agriculture, Kyushu University, 60 (2), pp. 303–308
Maftoun P., Malek R., Mahmoud A.M., Ramlan A., El Enshasy H. (2013).
Bioprocess for semi -industrial production of immunomodulator
polysaccharide Pleuran by Pleurotus ostreatus in submerged culture ,
Journal of Scientific & Industrial Research, Vol. 2, pp. 655 -662
Mandeel Q.A., Al -Laith A.A., Mohamed S.A. (2005). Cultivation of oyster
mushrooms (Pleurotus spp.) on various lignocellulosic wastes , World
Journal of Microbiology & Biotechnology 21, pp.601 –607
Mateescu N. (1982). Producerea ciupercilor . Editura Ceres, București
Miles P.G., Chang S.T. (2004). Mushrooms: Cultivation, nutritional value,
medicinal effect and environmental impact. Second edition, CRC Press, USA
Moncalvo J.M. (2005). Molecular systematics of Ganoderma: What is Reishi? .
Interna tional Journal of Medicinal Mushrooms, vol. 7, pp. 353 -354
Moschona A., Ziagova G. M., Aryal M., Liakopoulou -Kyriakides M. (2015).
Valorization of wine wastes for added -value and/or biological products,
Advances in Environmental and Geological Science and Engineering ,
Proceedings of the 8th International Conference on Environmental and
Geological Science and Engineering, Salerno, pp. 152 -156
Nerantzis E.T., Tataridis P. (2006). Integrated Enology – Utilization of winery by –
products into high added value p roducts , e-Journal of Science &
Technology, pp.1 -12
Nistor E., Dobrei A., Kiss E., Ciolac V. (2014 ). Grape pomace as fertilizer .
Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 18 (2), pp.
141- 145

73
Pardo A., Perona M.A., Pardo J. (2007 ). Indoo r composting of vine by -products to
produce substrates for mushroom cultivation . Spanish Journal of
Agricultural Research, 5(3), pp. 417 -424
Paz, M.F., Breyer C.A., Longhi R.F., Oviedo M.S. (2012). Determining the basic
composition and total phenolic compo unds of Pleurotus sajor -caju
cultivated in three different substrates by solid state bioprocess . Journal of
Biotechnology and Biodiversity, Vol. 3, N. 2: pp. 11 -14
Petre M.(2012). Manual pentru lucrări practice de microbiologie . Editura CD
Press, Bucureșt i
Petre M., Petre V., (2011). Biotechnology for solid -state cultivation of mushrooms
on organic wastes from wine making industry . Lucrări științifice – Seria B –
LV, Horticultură, p. 128 -135
Petre M., Teodorescu A. (2009). Biotehnologia protecției mediulu i, vol. I, Ediția a
2-a revizuită și adăugită, Editura CD Press, București
Petre M., Teodorescu A. (2009). Biotehnologia protecției mediului , vol. II, Ediția a
2-a revizuită și adăugită, Editura CD Press, București
Petre M., Teodorescu A. (2010). Biotechno logy of Edible Mushrooms Cultivation
on Vine and Winery Wastes. Food and Environment Safety, Univ. Stefan cel
Mare – Suceava, vol IX, 3: 17 -21
Petre M., Teodorescu A., Bejan C., Andronescu A. (2010). High nutritive biomass
of edible and medicinal mushrooms produced by submerged fermentation of
cereal by -products. Biotechnology, Series F, Supplementary volume,
Proceeding of the 3rd International Symposium “New Researches in
Biotechnology” SimpBTH2010 , București
Petre M., Teod orescu A., Neblea M., Stancu E. (2010). Biotechnology of Winery
and Vine Wastes Recycling by In Vitro Cultivation of Edible and Medicinal

74
Mushrooms . Contribuții Botanice, 2010, XLV, p. 57 -64, Grădina Botanică
“Alexandru Borza” Cluj -Napoca
Petre M., Teodorescu R.I., (2010). Biotechnology of vineyard and winery wastes
recycling through the cultivation of edible and medicinal mushrooms .
Annals of Agriculture – “Valahia” University of Târgoviște, p.55 -59
Petre M. (2006). Manual de utilizare a biotehnologiilor ecologice de cultivare a
ciuperc ilor comestibile , Editura Didactică si Pedagogică, București
Rada E.C., Ragazzi M.(2012). Potential of bio -drying applied to exhausted grape
marc , Wine studies, vol.2, p.1 -6
Sanchez A., Ysunza F., Beltran -Garcia M.J., Esqueda M.(2002). Biodegradation of
viticulture wastes by Pleurotus: A source of microbial and human food and
Its potential use in animal feeding , Journal of agricultural and food
chemistry, pp. 2537 -2542
Smith J.E., Rowan N.J., Sullivan R. (2002). Medicinal mushrooms: a rapidly
developing ar ea of biotechnology for cancer therapy and other bioactivities .
Biotechnology Letters 24: 1839 -1845
Stamets P. (2000). Growing gourmet and medicinal mushrooms . Ten Speed Press.
1193, pp. 554 -560
Stamets P. (1993 ). Growing gourmet and medicinal mushrooms . Ten Speed, pp.
313-315
Șesan T.A., Tănase C. (2004). Ghid de recunoaștere a ciupercilor comestibile și
toxice . Editura Geea, București
Ștefănescu, C.G., (2016 ). Rezultate preliminare privind cultivarea unor
ciuperci comestibile și medicinale pe substraturi constituite din deșeuri
viticole. Sesiunea de Comunicări Științifice ale Studenților, secțiunea
„Ingineria Mediului ș i Științe Inginerești Aplicate” , Pitești, 17 mai 2016

75
Teixeira A., Baenas N., Dominguez -Perles R., Barros A., Rosa E., Moreno D.A.,
Garcia -Viguera C. (2014). Natural Bioactive Compounds from Winery By –
Products as Health Promoters: A Review , International Journal of Molecular
Science, pp. 15638 -15678
Ueitele I.S.E., Kadhila –Muandingi N.P., Matundu N. (2014). Evaluating the
production of Ganod erma mushroom on corn cobs . African Journal of
Biotechnology. Vol. 13 (22), pp. 2215 -2219
Zepf F., Jin B. (2013). Bioconversion of grape marc into protein rich animal feed
by microbial fungi . Chemical Engineering & Process Techniques 1(2): 1011 ,
pp. 1 -7