Cultivo de hongos comestibles con empleo de aserrín hidrolizado

Resumen

El trabajo que se presenta es el resultado del
análisis realizado a partir de la necesidad del
aprovechamiento de las grandes masas de aserrín, que como
desecho industrial existen en aserríos de la provincia,
toda vez que una buena parte puede ser destinado a la
producción de alimentos, empleado como sustrato a partir
de su composición química luego del tratamiento
hidrolítico adecuado. A partir de estudios ya realizados
en nuestro Dpto. se fundamenta el empleo del mismo para el
cultivo de hongos comestibles.

Summary:

The work that shows up is the result of the analysis
carried out starting from the necessity of the use of the big
masses of sawdust that like industrial waste exists in
aserríos of the county, all time that a good part can be
dedicated to the production of foods, employee as sustrato
starting from its chemical composition after the treatment
appropriate hidrolítico. Starting from studies already
carried out in our Dpto the employment of the same one is based
for the cultivation of eatable mushrooms.

Introducción

Quizás el primer empleo directo que se les dio a
los hongos es el de alimento. Mucho se ha discutido sobre el
valor nutritivo de ellos, si bien es cierto a la mayoría
se les puede considerar con elevada calidad porque contienen una
buena proporción de proteínas y vitaminas y escasa
cantidad de carbohidratos y lípidos. Poseen una elevada
distribución en el planeta y un amplio rango de
hábitats, que incluyen ambientes extremos.

El cultivo de hongos es una actividad dedicada a la
producción de alimentos en un medio controlado, aunque
también son útiles en procesos como la
deslignificación de la madera. Muchos hongos son capaces
de digerir la lignina (pocos seres vivos pueden hacerlo) y
convertir nitrógeno no proteico en proteína De esta
forma aunque pueda perder algo de valor energético la
calidad como alimento tanto del sustrato como del fruto puede
mejorar

Dentro de los más consumidos tenemos: Boletus
edulis, Lactarius deliciosus, Russula brevipes y Amanita
caesarea. Otros hongos que se consumen notablemente son: Agaricus
campestris y A. bisporus, comúnmente conocidos como
"champiñones" u "hongos de París"; la importancia
de éstos se debe a que son de las pocas especies que
pueden cultivarse artificialmente y de manera
industrial.

Los hongos se pueden confundir con plantas. Sin embargo,
no son plantas y requieren diferentes condiciones para un
crecimiento óptimo, ya que su metabolismo se parece
más al de los animales al no producir compuestos complejos
gracias a la luz. Los hongos obtienen toda su energía y
materiales de crecimiento de su medio de desarrollo, a
través de procesos de descomposición
bioquímicos. De hecho muchos pueden ser cultivados en
espacios subterráneos y oscuros como túneles o
sótanos, siendo lugares muy adecuados, ya que mantienen
una temperatura fresca y una humedad alta y estable. Pero esto no
significa que la luz sea un requisito innecesario, ya que algunos
hongos usan la luz como señal para fructificar. No
obstante, todos los materiales necesarios para el crecimiento
deben estar ya presentes en el medio en que este se va a
producir. Los hongos se desarrollan bien con altos niveles de
humedad, de alrededor de entre el 95 y el 100%, y con una humedad
del sustrato de entre 50 y 75%.[1]

La composición del sustrato puede ser muy
variada: diversos estiércoles, paja, restos de madera
(serrín, astillas, etc.). Después de ser agotado el
sustrato puede tener otros usos desde compost o mejorante del
suelo, hasta de alimento para rumiantes y lombrices.
Además de proporcionar unas condiciones ambientales
adecuadas se debe preparar un sustrato adecuado para el hongo a
cultivar. Es básico realizar una buena
esterilización, para que ningún otro hongo o
microbio compita con el hongo a cultivar.

Los hongos se reproducen sobre todo por medio de
esporas, las cuales se dispersan en un estado aparentemente
inactivo, que se interrumpe sólo cuando se hallan
condiciones favorables para su germinación. Cuando estas
condiciones se dan, la espora germina, surgiendo de ella una
primera hifa, por cuya extensión y ramificación se
va constituyendo un micelio. La velocidad de crecimiento de las
hifas de un hongo es verdaderamente espectacular: en un hongo
tropical llega hasta los 5 mm por minuto. Se puede decir,
sin exagerar, que algunos hongos se pueden ver crecer bajo los
propios ojos.

Las esporas de los hongos se producen, ya sea
asexualmente o como resultado de un proceso de
reproducción sexual. Como la misma especie del hongo es
capaz de reproducirse tanto asexual como sexualmente, las
meiosporas ( esporas producidas a continuación de la
meiosis ) tienen una capacidad de resistencia que les permite
sobrevivir en las condiciones más adversas, mientras que
las esporas producidas asexualmente cumplen sobre todo con el
objetivo de propagar el hongo con la máxima rapidez y
extensión posible.

La afición a recolectar hongos ha aumentado de
modo asombroso en determinados países, no hay más
que ir a cualquier bosque un fin de semana otoñal para
comprobar la presencia de personas que van acumulando en una
bolsita los hongos que encuentran. El motivo de tal
afición se reduce a obtener unos alimentos que tienen fama
de sabores especiales, sin considerar un conocimiento
científico sobre los hongos en general. El riesgo de
intoxicación es mínimo pues se pueden identificar
fácilmente y a través de la visión los
considerados dañinos o venenosos.

En nuestro país no existe cultura alimentaria que
despierte el interés por este tipo de planta diminuta y de
condiciones atípicas de cultivo, no obstante si es
consumido en menor escala por el turismo que encuentra en este
sentido muy bajos niveles de oferta.

Como resultado de los análisis económicos
que se realizan en función de revertir los esfuerzos en
más y mejor alimentación, a partir de la necesaria
actualización del modelo económico cubano y
considerando el aporte dado al medio ambiente y a la
economía con el empleo de desechos de la madera procesados
para tal fin (aserrín hidrolizado) es de sumo
interés estudiar el cultivo de especies de hongos
comestibles con sustrato artificialmente preparado.

Desarrollo

Una parte de la energía que llega a la Tierra
procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través
de la fotosíntesis, y convertida en materia
orgánica con un mayor contenido energético que las
sustancias minerales. De este modo, cada año se producen
2·1011 toneladas de materia orgánica seca, con un
contenido de energía equivalente a 68000 millones de tep
(toneladas equivalentes de petróleo), que equivale
aproximadamente a cinco veces la demanda energética
mundial.[2] A pesar de ello, su enorme dispersión hace que
sólo se aproveche una mínima parte de la misma.
Entre las formas de biomasa más destacables por su
aprovechamiento energético aparecen los combustibles
energéticos (caña de azúcar, remolacha,
etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos,
urbanos, plantas, etc.)

Se distinguen varios tipos de biomasa. La biomasa
residual es aquella que corresponde a los residuos de paja,
aserrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras
urbanas, etc. Los residuos de la madera se pueden aprovechar para
producir energía y son considerados además como
biomasa seca. Esto tiene mucha importancia respecto del tipo de
aprovechamiento, y los procesos de transformación a los
que puede ser sometida para obtener la energía
pretendida.

Estudios realizados en nuestra provincia permitieron
concluir que: el 40% del aserrín se arroja y un 35 %
aproximadamente se regala tanto a instituciones como a
particulares siempre con un objetivo mayormente energético
a partir de la combustión del mismo y en menor escala para
ser empleado en limpieza, el resto (20%) es vendido para
similares fines y un 5 % se emplea en el propio
aserrío.

Madera

La madera es un material ortótropo
encontrado como principal contenido del tronco de un
árbol. Los árboles se caracterizan por tener
troncos que crecen cada año y que están compuestos
por fibras de celulosa unidas con lignina. Una vez cortada y
secada, la madera se utiliza para muchas aplicaciones.

• Fabricación de pulpa o pasta, materia prima
  para hacer papel.

• Alimentar el fuego (leña)

• Y muchas más

La composición media es de un 50% de carbono (C),
un 42% de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el
2% restante de nitrógeno (N) y otros elementos.

Los componentes principales son la celulosa, un
polisacárido que constituye alrededor de la mitad del
material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es un
polímero resultante de la unión de varios
ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que
proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa
(alrededor de un 25%) cuya función es actuar como
unión de las fibras. Existen otros componentes
minoritarios como resinas, ceras, grasas y otras
sustancias.

Celulosa

Es un polisacárido estructural formado por
glucosa que forma parte de la pared de las células
vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con
el valor mínimo de n = 200.

Sus funciones son las de servir de aguante a la planta y
la de darle una protección vegetal. Es muy resistente a
los agentes químicos, insoluble en casi todos los
disolventes y además inalterable al aire seco, su
temperatura de astillado a presión de un bar, son
aproximadamente unos 232,2 °C.

Hemicelulosas

Las hemicelulosas son heteropolisacáridos
(polisacárido compuesto por más de un tipo de
monómero), formado, en este caso un tanto especial, por un
conjunto heterogéneo de polisacáridos, a su vez
formados por un solo tipo de monosacáridos unidos por
enlaces ß (1-4)(fundamentalmente xilosa, arabinosa,
galactosa, manosa, glucosa y ácido glucurónico) ,
que forman una cadena lineal ramificada. Entre estos
monosacáridos destacan más: la glucosa, la
galactosa o la fructosa.

Forma parte de las paredes de las diferentes
células de los tejidos del vegetal, recubriendo la
superficie de las fibras de celulosa y permitiendo el enlace de
pectina. En la madera del pino insigne, las hemicelulosas, que
forman parte de la matriz, junto a la lignina, donde reside la
celulosa, representan entre un 27 y un 29% de la misma, mientras
que en la corteza solo alcanzan un 15%. También es
importante considerar que este compuesto varía dependiendo
de la edad y variabilidad de las especies cultivadas y
mejoradas.

La hemicelulosa se caracteriza por ser una
molécula con ramificaciones, como lo es el ácido
urónico, capaz de unirse a las otras moléculas
mediante enlaces que constituyen la pared rígida que
protege a la célula de la presión ejercida sobre
esta por el resto de las células que la rodean.

Lignina

La palabra lignina proviene del término latino
lignum, que significa madera; así, a las plantas que
contienen gran cantidad de lignina se las denomina
leñosas. La Lignina se encarga de engrosar el
tallo.

La lignina está formada por la extracción
irreversible del agua de los azúcares, creando compuestos
aromáticos. Los polímeros de lignina son
estructuras transconectadas con un peso molecular de 10.000
uma.

Se caracteriza por ser un complejo aromático (no
carbohidrato) del que existen muchos polímeros
estructurales (ligninas). Resulta conveniente utilizar el
término lignina en un sentido colectivo para
señalar la fracción lignina de la fibra.
Después de los polisacáridos, la lignina es el
polímero orgánico más abundante en el mundo
vegetal. Es importante destacar que es la única fibra no
polisacárido que se conoce.

Este componente de la madera realiza múltiples
funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por
ejemplo, proporciona rigidez a la pared celular. Realmente, los
tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos,
impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en
la pared celular.

Aserradero

Un aserradero (var. serrería) es
una instalación industrial o artesanal dedicada al
aserrado de madera.

Los aserraderos son industrias de primera
transformación de la madera; proveen de productos
semi-acabados que generalmente son destinados a una industria de
segunda transformación (carpintería,
ebanistería, construcción, etc.) encargada de
fabricar objetos o partes de objetos de consumo.

Las primeras sierras mecánicas eran movidas por
molinos; por lo que, los aserraderos, estaban situados
tradicionalmente en las proximidades de los cursos de
agua.

Aserrín
(serrín)

El serrín o aserrín es el
desperdicio del proceso de serrado de la madera, como el que se
produce en un aserradero.

A este material, que en principio es un residuo o
desecho de las labores de corte de la madera, se le han buscado
destinos diferentes con el paso del tiempo. Dentro del campo de
la carpintería se usa para fabricar tableros de madera
aglomerada y de tablero de fibra de densidad media (DM). Ya fuera
del campo de la carpintería ha sido usado durante mucho
tiempo en el campo de la higiene para ser extendido en el suelo y
mejorar la adherencia de este y facilitar su limpieza por ejemplo
en negocios donde pueda ser habitual el derrame de
líquidos en el suelo. Se ha usado también como cama
o lecho para animales, bien en bruto o bien tras su procesado,
siendo aglutinado y pelletizado. En los últimos
años ha aumentado su uso para la fabricación de
pellets destinados a la alimentación de calderas de
biomasa.

Tipos de
organismos

Los seres autótrofos son una parte esencial en la
cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o
fuentes inorgánicas como el dióxido de carbono y
las convierten en moléculas orgánicas que son
utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su
propio crecimiento celular y el de otros seres vivos llamados
heterótrofos que los utilizan como alimento. Los seres
heterótrofos como los animales, los hongos, y la
mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los
autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la
materia que contienen para fabricar moléculas
orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la
energía rompiendo las moléculas de los seres
autótrofos que han comido. Incluso los animales
carnívoros dependen de los seres autótrofos porque
la energía y su composición orgánica
obtenida de sus presas proceden en última instancia de los
seres autótrofos que comieron sus presas.

Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su
carbono y nitrógeno de la materia orgánica de otros
y también en la mayoría de los casos obtiene su
energía de esta manera. A este grupo pertenecen todos los
integrantes del reino animal, los hongos, gran parte de las
bacterias y de las arqueas. En el heterotrofismo las sustancias
nutritivas son materias orgánicas ricas en energía
(carbohidratos, lípidos, proteínas), pues los seres
heterótrofos son incapaces de tomar energía libre
para transformar materia inorgánica en orgánica.
Estos organismos viven, por tanto, a expensas de la materia
orgánica (viva, muerta o en descomposición)
sintetizada por los autótrofos, o a expensas de otros
seres heterótrofos.

La nutrición heterótrofa se realiza cuando
la célula va consumiendo materia orgánica ya
formada. En este tipo de nutrición no hay, pues,
transformación de materia inorgánica en materia
orgánica. Sin embargo, la nutrición
heterótrofa permite la transformación de los
alimentos en materia celular propia. Este es el caso de los
hongos.

Acondicionador de suelo

Un acondicionador de suelos es un material
añadido al suelo para mejorar el crecimiento y la salud
vegetal. Un acondicionador o una combinación de
acondicionadores corrige las deficiencias del suelo en cuanto a
la estructura y nutrientes necesarios para el crecimiento de las
plantas.

Tipos de acondicionadores

El tipo de acondicionador a agregar depende de la
composición del suelo, del clima, y el tipo de cultivo.
Algunos suelos carecen de nutrientes necesarios para el
crecimiento vegetal, otros retienen demasiado o demasiado poco el
agua. Los acondicionadores pueden ser incorporados al suelo o
aplicados a la superficie, para corregir estas
deficiencias.

Los fertilizantes orgánicos tienen las siguientes
ventajas:

• Permiten aprovechar residuos
  orgánicos.

• Recuperan la materia orgánica del suelo y
  permiten la fijación de carbono en el suelo,
  así como la mejoran la capacidad de absorber
  agua.

• Suelen necesitar menos energía. No la
  necesitan para su fabricación y suelen utilizarse
  cerca de su lugar de origen.

Pero también tienen algunas
desventajas:

• Pueden ser fuentes de patógenos si no
  están adecuadamente tratados.

• También pueden provocar eutrofización.
  Por ejemplo, granjas con gran concentración de
  animales o por las aguas residuales humanas. Pero es
  más difícil que con fertilizantes
  inorgánicos.

• Pueden ser más caros, aunque puede salir
  gratis si es un residuo propio de la granja o es un problema
  para otra explotación. Es fácil que una
  explotación agrícola necesite fertilizante y
  otra de animales tenga problemas para desprenderse de los
  desechos que produce.

Actualmente el consumo de fertilizantes orgánicos
está aumentando debido a la demanda de alimentos
orgánicos y la concientización en el cuidado del
medio ambiente.

Características del aserrín
hidrolizado.

El producto que se obtiene como resultado de la pre
hidrólisis del aserrín es en sí,
lignocelulosa enriquecida en azúcares (mono y
oligosacáridos) cuya masa se muestra suave y desgranada
sin notables diferencias con la masa original. Su color es pardo
y agradable al olfato.

Características químicas de la madera.
(Anexo I)

Para las especies de Pinus caribaea y Eucalyptus
saligna (% en masa seca) la composición química
en:

. Polisacáridos fácilmente hidrolizables
(P.F.H.)

. Polisacáridos difícilmente hidrolizables
(P.D.H.)

. Cenizas

Tabla 1.-. Composición química de la
madera de P. caribaea y E. saligna con fines hidrolíticos
(% masa seca).

Tomado de Tesis Doctoral Lic Esther Alvarez Godoy
(2009)

Se observa un contenido de polisacáridos
fácilmente hidrolizables de 18,40 % para Pinus caribaea y
de 20,5 % para Eucalyptus saligna. Estos polisacáridos
representan fundamentalmente las hemicelulosas del tejido
vegetal. Incluye, además, al almidón y las
pectinas.

Los polisacáridos difícilmente
hidrolizables representan a la celulosa y alcanzan, para la
madera de Pinus caribaea, un valor de 49,9 % y un valor de 37,9 %
para Eucalyptus saligna.

Las cenizas se encuentran en un 0,40 %, para Pinus
caribaea en un 0,16 % para Eucalyptus saligna, según
estudios realizados por la Dra. Esther Alvarez Godoy (1999),
coincidentes con resultados investigativos obtenidos en especies
de coníferas, (Ernst, 1982; Utkin, 1984). Emilianova
(1969), reporta como promedio para madera de pino 17,84 % de PFH
y 47,65 % de PDH. Villar y colaboradores (1991) estudiaron el
comportamiento de la madera de Pinus cubensis de la región
de Moa, y encontraron la siguiente composición en
polisacáridos: 15,3 % de PFH y 36,5 % de PDH. Las maderas
de coníferas presentan un menor contenido de PFH que las
latifolias y mayor de PDH.

En cuanto a los valores alcanzados para E. saligna,
estos resultados coinciden con los reportados por Ladinskaya y
Naumenko (1987) para madera de álamo: entre 16,3 – 17,4 %
de PFH y entre 39,6 – 43,0 % de PDH.

Por el porcentaje de polisacáridos
fácilmente hidrolizables elevado, de 18,40 % y 20,5 % para
P.caribaa y E. saligna, respectivamente (Este porcentaje en las
maderas alcanza valores entre 15 y 30 %), se cataloga a estas
maderas como materia prima valiosa para el tratamiento
prehidrolítico.

Para diferentes especies de Pino estudiadas por otros
investigadores el reporte de similar composición es
alentador, pues no marca mucha diferencia. Estudios realizados en
Pinos de la región de Viñales, igualmente reportan
valores similares, aunque se plantea que, dado el tratamiento
como desecho industrial (restos de corteza, exposición
prolongada a la interperie, contaminación variada) puede
no coincidir exactamente con los resultados de los practicados al
aserrín obtenido directamente para su estudio.

Tabla 2.- Composición química del
aserrín de P. caribaea (% masa seca)

Tomado de Tesis Doctoral Lic Esther Alvarez Godoy
(2009)

Conclusiones

Los estudios realizados por Alvarez Godoy, constituyen
un aspecto relevante en el tratamiento hidrolítico del
aserrín de las especies de pino estudiadas y una gran
esperanza en la utilización del mismo para la
elaboración y empleo de sustrato destinado a cultivos como
el de hongos comestibles.

En el heterotrofismo las sustancias nutritivas son
materias orgánicas ricas en energía (carbohidratos,
lípidos, proteínas), pues los seres
heterótrofos son incapaces de tomar energía libre
para transformar materia inorgánica en orgánica.De
tal manera que los macro y micronutrientes requeridos por estos
organismos, son fácilmente obtenidos del aserrín
hidrolizado, si tenemos en cuenta que, para el caso
específico estudiado de la especie P. caribaea se
encuentran en un rango elevado en la composición, lo que
favorece el entorno nutricional.

Además se logra una utilización de este
residuo maderero, en destinos para los que estamos llamados dada
la necesidad del incremento de la producción de alimentos
para la población y de fuentes generadoras de
divisas.

Las grandes masas de aserrín existentes no
aprovechables, desprovistas de protección y áreas
especiales para su acumulación las convierten en fuentes
de daño medioambiental, incendios e impiden que las mismas
sean empleadas en todas sus potencialidades, lo anterior unido al
ineficiente manejo que se realiza con estos residuos (quemas a
cielo abierto y arrojo en vertederos inapropiados) provocan
serios problemas de contaminación ambiental que se
traducen en problemas a la salud y daño al medio ambiente.
Lo ideal es que todos los desechos sean reaprovechados y
reincorporados de alguna forma al medio, en nuestro caso como
sustrato.

Bibliografía

1.- Le Calvez T, Burgaud G, Mahé S, Barbier G,
Vandenkoornhuyse P. (2009). «Fungal diversity in deep sea
hydrothermal ecosystems». Applied and Environmental
Microbiology 75 (20):
 pp. 6415–21

2. – Hanson JR. (2008), the Chemistry of Fungi, Royal
Society of Chemistry,

3.- Vignote Peña, Santiago (2006).
Tecnología de la madera. Mundi prensa libros.
pp. 678.

4.- Corona M, Carballo L, (2007) Componentes
Químicos de la Madera.UPR "Hnos Saiz" P. del Río.
Ed Félix Varela.

5.- Alvarez E. (2009) Tésis de Doctorado. UPR
"Hnos. Saiz". P. del Río

Autor:

Juan Carlos Díaz
Gispert

Avilio A. Martínez
Seara

María T. Martínez
Echevarría

Bárbara Blanco
Correa

Enviado por:

Leilar

UNIVERSIDAD DE PINAR DEL RIO

HERMANOS "SAIZ MONTES DE OCA"

Facultad de Agronomía y

Dpto. de Química

Facultad de Agronomía y
Forestal

15 de abril de 2013