Βιομετατροπές γεωργικών παραπροϊόντων σε αποτοξικοποιημένα παράγωγα και εδώδιμη βιομάζα με τη χρήση επιλεγμένων στελεχών βασιδιομυκήτων
Authors: Κουτρώτσιος Γεώργιος 
Published: September 2021

Η αξιοποίηση αγροβιομηχανικών αποβλήτων και υπολειμμάτων αποτελεί σημαντική πρόκληση για την επιστημονική κοινότητα, ιδιαίτερα αν ληφθούν υπόψιν η αφθονία και η εποχικότητα της παραγωγής καθώς και οι φυσικοχημικές ιδιότητες (και ως εκ τούτου η δυσκολία στην επεξεργασία) τους. Η χρήση μακρομυκήτων, οι οποίοι αναπτύσσονται στη φύση σαπροτροφικά εκκρίνοντας συγκεκριμένα οξειδωτικά ένζυμα για την αποδόμηση της λιγνίνης, των ημικυτταρινών και της κυτταρίνης, μπορεί να προσφέρει λύσεις για την ολοκληρωμένη διαχείριση τέτοιων υλικών. Αξίζει να σημειωθεί, ότι οι εν λόγω μικροοργανισμοί αποδεικνύονται ιδιαίτερα αποδοτικοί στη βιομετατροπή διαφόρων γεωργικών, αγροβιομηχανικών και δασικών παραπροϊόντων σε εδώδιμη βιομάζα. Η συγκεκριμένη διαδικασία συνιστά μια ελεγχόμενη ζύμωση στερεάς φάσης που οδηγεί στην παραγωγή εδώδιμων ή/και φαρμακευτικών μανιταριών, παρέχοντας κατ’ αυτό τον τρόπο, τρόφιμα υψηλής οργανοληπτικής και διαιτητικής αξίας. Επιπροσθέτως, τα βιοδραστικά συστατικά που περιέχουν έχει αποδειχθεί ότι σχετίζονται με αντικαρκινικές, αντιδιαβητικές, αντιφλεγμονώδεις, ανοσορυθμιστικές και άλλες ευεργετικές για την ανθρώπινη υγεία ιδιότητες.Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής πραγματοποιήθηκαν εργασίες οι οποίες συνδέονται ευθέως με τους στόχους που προαναφέρθηκαν και μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο επιμέρους ενότητες. Η πρώτη, αναφέρεται στη βιομετατροπή λιγνοκυτταρινούχων υπολειμμάτων με τη χρήση επιλεγμένων βασιδιομυκήτων για την παραγωγή εδώδιμων – φαρμακευτικών μανιταριών. Αρχικά μελετήθηκε η ενδοειδική ποικιλότητα που εμφανίζει το Pleurotus ostreatus, δηλαδή ένα από τα πιο ευρέως καλλιεργούμενα είδη μανιταριών, όσον αφορά στις καλλιεργητικές παραμέτρους και επιλεγμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά των μανιταριών που παράγονται υπό όμοιες συνθήκες (υπόστρωμα, περιβαλλοντικές παράμετροι ανάπτυξης). Ανάμεσα στα 16 στελέχη που εξετάστηκαν διαπιστώθηκε μεγάλο εύρος στις τιμές παραμέτρων που σχετίζονται με την αποδοτικότητα της καλλιέργειας αλλά και την περιεκτικότητα των βιοδραστικών συστατικών. Τα εν λόγω αποτελέσματα συνέβαλαν και στην επιλογή συγκεκριμένων στελεχών P. ostreatus προς αξιολόγηση σε επόμενα πειράματα. Ακολούθως, διερευνήθηκε η παραγωγή μανιταριών σε μεγάλο εύρος διαφορετικών λιγνοκυτταρινούχων παραπροϊόντων χρησιμοποιώντας δύο είδη βασιδιομυκήτων (P. ostreatus και Cyclocybe cylindracea) όπως και η επίδραση που τα συγκεκριμένα υποστρώματα παρουσιάζουν στη σύσταση των καρποφοριών. Σχετικά με τη βιολογική αποδοτικότητα της καλλιεργητικής διαδικασίας, ξεχώρισαν τα υποστρώματα που2περιείχαν παραπροϊόντα οινοποιίας και ελαιοκομίας και για τα δύο είδη βασιδιομυκήτων, ενώ παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στη βασική σύσταση των μανιταριών που αναπτύχθηκαν σε διαφορετικά υλικά. Συν τοις άλλοις, η χρήση μεγάλου εύρους υποστρωμάτων έδωσε τη δυνατότητα για τη μελέτη της επίδρασης των επιμέρους συστατικών του υποστρώματος τόσο στις καλλιεργητικές παραμέτρους όσο και στη σύσταση των μανιταριών.Στη συνέχεια, η παρούσα μελέτη εστίασε στην αξιολόγηση υπολειμμάτων οινοποιίας και αποβλήτων-παραπροϊόντων ελαιουργίας και ελαιοκομίας ως προς την καταλληλότητα τους να υποστηρίξουν την καλλιέργεια διαφορετικών ειδών βασιδιομυκήτων (οκτώ είδη από τα γένη Pleurotus, Cyclocybe, Hericium και Ganoderma). Σε όλες τις περιπτώσεις, αποδείχθηκε ότι τα παραπάνω υπολείμματα μπορούν (σε κατάλληλες αναλογίες με υλικά που χρησιμοποιούνται στη συμβατική καλλιέργεια) όχι μόνο να βελτιώσουν την απόδοση σε παραγόμενα μανιτάρια, αλλά να αυξήσουν σημαντικά τη συγκέντρωση συγκεκριμένων βιοδραστικών συστατικών, σημαντικών για την ανθρώπινη υγεία. Επιπλέον, η μείωση των δύσκολα αποδομήσιμων συστατικών στα εξαντλημένα υποστρώματα της καλλιέργειας, επιτρέπει την εύκολη διαχείριση τους χωρίς να απαιτείται επιπλέον επεξεργασία τους.Η δεύτερη ενότητα περιλαμβάνει τη διαχείριση υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) με τη χρήση μυκήτων λευκής σήψης. Αρχικά, εξετάστηκε μεγάλο πλήθος διαφορετικών ειδών βασιδιομυκήτων όσον αφορά στην αποτοξικοποίηση ΥΑΕ και στη συνέχεια τα αποδοτικότερα από αυτά χρησιμοποιήθηκαν περαιτέρω για να αποσαφηνιστεί ο ρόλος των ενζύμων που εκκρίνουν στη διαδικασία βιοαποδόμησης. Εκτός από την υψηλή μείωση των ρυπαντικών παραμέτρων των ΥΑΕ μετά την ανάπτυξη των αποδοτικότερων μυκητιακών στελεχών, πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα σημειώθηκαν και με την χρήση εκχυλισμάτων ενζύμων που προήλθαν από την καλλιέργεια του μύκητα Abortiporus biennis υπό βελτιστοποιημένες συνθήκες. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν προκαταρκτικές δοκιμές αξιοποίησης βιοεπεξεργασμένου αποβλήτου ελαιοτριβείου στην παραγωγή οργανικών εδαφοβελτιωτικών και αξιολογήθηκε η εφαρμογή του σε καλλιέργεια κηπευτικών, αποδεικνύοντας ότι το τελικό προϊόν θα μπορούσε να εφαρμοστεί τόσο ως υπόστρωμα για τη βλάστηση σπόρων ντομάτας και μαρουλιού όσο και ανάπτυξης φυτών μαρουλιού, μειώνοντας τη χρήση χημικών λιπασμάτων και συμβάλλοντας στην περαιτέρω αξιοποίηση των ελαιουργικών παραπροϊόντων.