Съедобные грибы — типичные гетеротрофные организмы. Вопрос о том, как более эффективно преобразовывать и использовать органические вещества, такие как лигнин и целлюлоза, а также другие питательные вещества, всегда был центральным вопросом развития и технологических инноваций в индустрии съедобных грибов [1]. Будучи необходимым источником питания для роста и развития съедобных грибов, субстрат для выращивания обеспечивает источники углерода, азота и различные микроэлементы. Его типы, источники и методы обработки напрямую влияют на цикл роста, урожайность, пищевую ценность и экономическую эффективность съедобных грибов. С ускорением высококачественного экономического развития и реструктуризации промышленности в нашей стране применение субстратов для выращивания съедобных грибов сталкивается с новыми проблемами: во-первых, цена на объемный субстрат часто колеблется; во-вторых, на фоне все более строгой политики охраны окружающей среды стабильность поставок древесного опилочного субстрата сталкивается с большей неопределенностью, в то время как источники альтернативных субстратов ограничены, а скорость их продвижения низка; в-третьих, с продвижением таких технологий, как возвращение соломы на поля, силосование кукурузы и выращивание многолетнего риса, предложение субстрата из соломы в будущем может еще больше сократиться; в-четвертых, текущий коэффициент биоконверсии субстрата все еще относительно низок, и коэффициент использования ресурсов необходимо повышать; в-пятых, модель заводского производства способствовала значительному увеличению производственных мощностей съедобных грибов, и проблемы обработки остатков грибов и использования ресурсов субстрата становятся все более актуальными. Это показывает, что будущее развитие индустрии съедобных грибов сталкивается с риском пассивной корректировки базовой формулы выращивания. Разработка новых формул субстратов и поддерживающих технологий выращивания с более низкими затратами и более высокой урожайностью стала ключевым фактором устойчивого развития индустрии съедобных грибов.

Поэтому, основываясь на данных научной литературы Web of Science и основных журналов CNKI с 2015 года, в данной статье систематически обобщается прогресс исследований в области субстратов для выращивания съедобных грибов в нашей стране, обсуждаются горячие темы исследований, динамика развития и будущие тенденции, с целью предоставления теоретической основы для углубленных исследований, а также качественного и устойчивого развития индустрии съедобных грибов.

Применение новых субстратов

1.1 Древесные ветки и щепа

Щепа является основным источником субстрата для выращивания дереворазрушающих грибов. Текущие исследования субстратов из щепы расширились от твердой древесной щепы, представленной буковыми (такими как дуб, ликвидамбар, бук), до щепы фруктовых деревьев, такой как щепа яблони, шелковицы, персика, веток киви, грецкого ореха, груши, зизифуса (ююбы), веток дикого зизифуса, веток винограда, а также другой хозяйственной древесной щепы, такой как щепа камелии, чайных веток, веток шелковицы, каучукового дерева, веток перца, веток годжи, веток витекса, желтой ивы, моринги, эвкалиптовой коры, эвкалиптовой щепы и т.д. Кроме того, исследования применения маслянистой хвойной щепы, такой как японский кедр и ель, при выращивании вешенки послужили теоретической основой для разработки и использования ресурсов щепы с высоким содержанием функциональных компонентов, таких как танин, пектин и общие флавоноиды [2].

1.2 Стебли сельскохозяйственных культур

Рисовая солома, пшеничная солома, кукурузные стебли и другие стебли сельскохозяйственных культур богаты целлюлозой и гемицеллюлозой, что делает их важными субстратами для выращивания сапрофитных съедобных грибов, таких как шампиньоны, соломенные грибы (вольвариелла) и дождевики. Текущие исследовательские тенденции расширяют ассортимент сырья от традиционной соломы зерновых культур, таких как рис, кукуруза и сорго, до стеблей хозяйственных культур, таких как рапс, картофель, соя, конопля, рами, маниок, чайные стебли, полынь, а также стеблей и листьев овощных культур, таких как спаржа, имбирь и листовая горчица.

1.3 Побочные продукты пищевой промышленности

Источники субстратов из побочных продуктов пищевой промышленности расширились от традиционных остатков переработки масличных культур, таких как отруби и соевый шрот, до различных видов, таких как жмых масличных культур, шелуха семян и барда. Жмых масличных культур в основном включает остатки переработки масличных культур, такие как хлопковый шрот, касторовый шрот и рапсовый шрот, а также шрот семян пиона и шрот семян перца. Исследования шелухи семян расширились от обычного сырья, такого как скорлупа кофе и арахисовая шелуха, до региональных ресурсов, таких как ядра ареки, ядра зизифуса, виноградные косточки, скорлупа лотоса и скорлупа эвриалы. Пищевая барда в основном включает различные виды, такие как алкогольная барда, пивная дробина, уксусная барда, остатки водяного ореха, остатки кизила, остатки облепихи, кофейная гуща и чайные остатки. Кроме того, фильтр-прессный ил сахарного завода также считается хорошим дополнительным материалом, который можно использовать в качестве быстрого источника углерода для съедобных грибов [3].

1.4 Лекарственные растения и их остатки

Субстраты для выращивания лекарственных растений в основном происходят из растительных остатков после сбора лекарственного сырья, таких как ветки и листья эводии, ветки и листья жимолости, стебли и листья кодонопсиса, листья и кора эвкоммии, платикодон, стебли периллы и побочные продукты переработки древесины коричника. Хотя побочные продукты фармацевтической переработки (остатки) не являются традиционным источником субстратов для выращивания съедобных грибов, соответствующие исследования в последние годы активизировались, в основном касаясь остатков лекарственных материалов традиционной китайской медицины, остатков рецептов традиционной китайской медицины и остатков западных лекарств. Например, ежевик гребенчатый (Hericium erinaceus) можно выращивать с использованием остатков астрагала [4], а остатки вешенки королевской (Pleurotus eryngii) можно культивировать с использованием остатков горца остроконечного (Polygonum cuspidatum) [5]. Вешенку королевскую можно выращивать с использованием остатков шести видов препаратов традиционной китайской медицины, а именно перорального раствора агастахиса, гранул лизимахии, сиропа Цзичжи, капсул Дабайду, комплексного препарата Бачжэн и гранул шлемника байкальского [6]. Вешенку обыкновенную (Pleurotus ostreatus) можно выращивать с использованием остатков сиропа Цзичжи [7]. Навозник белый (Coprinus comatus) можно выращивать с использованием остатков таблеток Витамина С Иньцяо [8-9]. Вешенку королевскую можно выращивать с использованием остатков западного лекарства окситетрациклина [10]. Лекарственные растения и лекарственные остатки имеют большой потенциал в выращивании специфических питательных или функциональных плодовых тел, но их безопасность все еще требует систематической проверки.

1.5 Другие субстраты

Субстраты для выращивания на основе Чжунцао (вид травы) — это новая область исследований субстратов для съедобных грибов в последние годы. Обычно используемые материалы Чжунцао включают гигантский тростник, слоновую траву, мискантус пятиузловой, тростник и люцерну, в то время как тростник и камыш являются потенциальными ресурсами с местными характеристиками. Стоит отметить, что микроскопическая морфология мицелия шиитаке в свежих и сушеных питательных средах Чжунцао показывает очевидные различия, предоставляя новое направление для изучения его субстрата для выращивания [11].

Исследования субстратов на основе почвы в основном сосредоточены на суглинке, песке, торфяном мху, почве пшеничного поля, почве рисового поля, почве огорода, остатках грибов, остатках тростника, прудовом иле и т.д., которые часто используются при выращивании соломоразрушающих грибов, таких как шампиньоны, чернокожий куриный гриб, гриб с волосатой шляпкой и крупношляпковые грибы.

Физико-химические показатели субстрата и методы его обработки

2.1 Физико-химические показатели субстрата

Размер частиц, углеродно-азотное соотношение, содержание воды, воздухопроницаемость, pH и т.д. являются важными физико-химическими показателями, которые влияют на эффект выращивания съедобных грибов. Разумный контроль этих показателей позволяет улучшить урожайность и качество. Размер частиц субстрата и воздухопроницаемость напрямую влияют на рост и урожайность съедобных грибов. Кун Вэйли и др. [12] обнаружили в ходе экспериментов с ферментированным субстратом для вешенки с разным размером частиц, что содержание водорастворимого органического углерода в субстрате с мелкими частицами ниже, чем в субстрате с крупными частицами, в то время как содержание аммиака и качество противомикробных ингибиторов выше, чем в субстрате с крупными частицами. Чем меньше размер частиц субстрата, тем ниже температура субстрата, ниже уровень загрязнения и выше коэффициент биоконверсии в период роста мицелия после выращивания вешенки. Дальнейшие исследования на основе метаболомики показали, что микробные метаболиты ферментированного субстрата вешенки, приготовленного путем добавления мелких частиц кукурузных початков (D50=0,5 см) и крупных частиц кукурузных початков (D50=1,5 см), существенно различались. В режимах положительных (POS) и отрицательных (NEG) ионов было отсеяно 464 и 201 дифференциальный метаболит соответственно [13]. Юй Хайлун и др. [14] отметили, что размер частиц опилок существенно влияет на качество отдельных грибов, форму гриба, коэффициент биологической конверсии и производственный цикл в промышленном производстве шиитаке. Хэ Янь и др. [15] с помощью корреляционного анализа обнаружили, что проницаемость субстрата для выращивания и покровного материала напрямую влияет на время плодоношения и урожайность *Agaricus bisporus*, и что оксигенированная или намагниченная вода обладает потенциалом улучшения агрономических признаков и увеличения урожайности. Сяо Лань и др. [16] применили намагниченную воду для смешивания и увлажнения *Flammulina velutipes* (зимнего опенка), что повысило активность внеклеточной лакказы, полифенолоксидазы, карбоксиметилцеллюлазы и гемицеллюлазы у *Flammulina velutipes*, сократило производственный цикл, снизило уровень загрязнения грибных пакетов и увеличило урожайность с бутылки более чем на 2 г. Умеренно ощелоченный субстрат способствует повышению урожайности и качества плодовых тел съедобных грибов. Чжан Вэйжуй и др. [17] полагают, что это может быть связано с тем, что ощелачивание повысило активность мицелиальной лакказы.

2.2 Методы обработки субстрата

Методы обработки субстрата для выращивания съедобных грибов в основном включают три аспекта: прессование субстрата, ферментация субстрата и стерилизация субстрата.

(1) Прессование субстрата: Исследования сосредоточены на влиянии различных процессов прессования на рост мицелия и урожайность. Гэн Юйцун и др. [18] выращивали шампиньоны, используя прессованный коровий навоз и пшеничную солому в качестве основных материалов, и обнаружили, что при плотности прессования спрессованных блоков 500 кг/м3 наблюдались значительные эффекты в экономии площади выращивания и затрат, а также в повышении урожайности. Бао Сюйсян и др. [19] использовали механическое прессовочное устройство для подготовки пакетов черного древесного гриба с опилками монгольского дуба в качестве основного материала методом влажно-теплового формования. Результаты показали, что при объемной плотности 0,72 г/см3 скорость роста мицелия черного древесного гриба была самой высокой, распад и использование сухого вещества — наибольшими, время образования плодовых тел — коротким, кусочки гриба — длинными и толстыми, а твердость и степень впитывания воды — низкими. Кроме того, Ци Цзин и др. [20] использовали машину для твердотельного формования биомассы для прессования веток винограда в гранулированный субстрат для выращивания вешенки, что значительно повысило урожайность вешенки. (2) Ферментация субстрата: Это включает два аспекта исследований. Один — механизм подавления плесени. Цуй Сяо и др. [21] обнаружили, что экстракт ферментированного материала кукурузных початков может разрушать клеточные стенки и клеточные мембраны гиф Trichoderma viride и Penicillium glaucum, приводя к оттоку внутриклеточных веществ, тем самым подавляя их рост и прорастание спор. Другой — оптимизация процесса ферментации. Хуан Линьсян и др. [22] исследовали параметры ферментационного тоннеля гриба сфароцефала; Ча Лэй и др. [23] проанализировали изменения pH, проводимости, содержания воды и содержания азота в процессе ферментации питательной среды гриба сфароцефала; Ван Цянь и др. [24] изучили влияние технологии тоннельной ферментации на рост гиф гриба сфароцефала и деградацию питательной среды.

(3) Стерилизация субстрата: Исследования охватывают процессы обычной стерилизации под высоким давлением, ступенчатой стерилизации под высоким давлением, стерилизации при атмосферном давлении и стерилизации под высоким давлением в течение короткого времени. Чэнь Цин и др. [25] обнаружили, что с увеличением количества стерилизаций при атмосферном давлении пористость воздуха, содержание воды и pH пакетов для выращивания вешенки снижались, а количество стерилизаций отрицательно коррелировало со временем заполнения пакета мицелием и коэффициентом биоконверсии. Ян Хунпэн и др. [26] обнаружили, что метод ступенчатой стерилизации под высоким давлением помогает повысить активность трех лигниназ (лакказы, марганец-пероксидазы и лигнин-пероксидазы) и четырех целлюлаз (фермент фильтровальной бумаги, эндопептидаза, β-глюкозидаза и гемицеллюлаза) в мицелии крабового гриба, а также увеличивает среднюю урожайность гроздей.

Влияние экзогенных факторов на рост грибов

3.1 Минеральные элементы

Уровни и состав минеральных элементов в субстрате для выращивания напрямую влияют на урожайность и пищевой состав плодовых тел съедобных грибов. Их важные функции включают поддержание клеточной структуры и морфологии съедобных грибов, участие в регуляции внеклеточных ферментов и сопротивление внешним воздействиям, таким как ионы тяжелых металлов [27].

(1) Селен: Добавление селенита натрия в субстрат широко применяется в исследованиях по выращиванию обогащенных селеном вешенок, шампиньонов, королевских вешенок, эноки, шиитаке и вешенок. Исследования показали, что коэффициент извлечения селена из плодовых тел эноки, обработанных селенитом натрия, выше, чем обработанных селенометионином и селенитом натрия [28], а обработка селенитом натрия может значительно увеличить содержание селена в плодовых телах королевских вешенок, улучшить их пищевую ценность и повысить антиоксидантную способность [29-30].

(2) Кальций: Кальций является важным компонентом клеточных стенок и поддерживает стабильность клеточных мембран, а также участвует в регуляции осмотического давления и ферментативной активности мицелиальных клеток. Добавление соответствующего количества карбоната кальция в субстрат для выращивания может не только обеспечить необходимый элемент кальция, но и эффективно нейтрализовать кислые вещества, вырабатываемые во время ферментации питательной среды или роста мицелия. У и др. [31] обнаружили, что при выращивании шампиньонов содержание кальция значительно снижалось во время стадий компостирования и роста мицелия, а снижение содержания кальция в покровной почве было еще более очевидным, что указывает на то, что кальций в основном участвовал в мицелиальном метаболизме и ферментативной активности на этой стадии; в то время как на стадии сбора урожая изменения содержания кальция, углерода и кислорода в покровной почве и компосте стремились к стабильности. (3) Что касается цинка: сульфат цинка обычно добавляется в субстрат для регулирования. Добавление сульфата цинка в субстрат для выращивания грибов намеко может значительно повысить активность фермента фильтровальной бумаги, карбоксиметилцеллюлазы, гемицеллюлазы и β-глюкозидазы в период роста мицелия, демонстрируя определенный эффект повышения урожайности [32]. (4) Другие минеральные элементы: Сунь Я и др. [33] отобрали богатые стронцием сорта черного древесного гриба путем добавления различных массовых концентраций хлорида стронция в субстрат; Линь Цзиньшэн и др. [34] добавили 0,5 г/л цитрата натрия в жидкую среду PDB, что значительно увеличило мицелиальную биомассу соломенного гриба и сократило цикл культивирования. Чжу Чанвэй и др. [35] обнаружили, что одновременное добавление дрожжевого порошка и сульфата меди в питательную среду может синергетически усиливать активность лакказы в ферментационном бульоне вешенки королевской. Ван Цзин и др. [36] подтвердили, что экзогенное добавление MnSO4, Na2SeO3, CaSO4 и FeSO4 может значительно увеличить скорость роста мицелия, биомассу и активность антиоксидантных ферментов (таких как супероксиддисмутаза и каталаза) соломенного гриба. Кроме того, некоторые минеральные элементы взаимодействуют в метаболических процессах мицелиальных клеток. Например, недостаток фосфора или серы в питательной среде может привести к снижению скорости поглощения селенита натрия эноки [37], а добавление сульфата цинка способствует снижению накопления кадмия мицелием шиитаке [38]. Чжан Лян и др. [39] обнаружили, что при стрессе ионами марганца *Lycoperdon perlatum* и *Lactarius deliciosus* могут активировать нерастворимый калий в почве путем секреции щавелевой кислоты и ионов водорода. Очевидно, что последние исследования больше сосредоточены на синергетических эффектах и комплексных регуляторных механизмах различных минеральных элементов.

3.2 Органические кислоты

Некоторые органические кислоты показали положительные эффекты в омоложении штаммов съедобных грибов, урожайности плодовых тел и повышении пищевой ценности. Кун Цзысюань и др. [40] сравнили эффекты добавления равных количеств 20 L-аминокислот для омоложения дегенерировавших штаммов *Lycoperdon perlatum* и обнаружили, что обработки серином (Ser), аланином (Ala), валином (Val), лейцином (Leu) и пролином (Pro) способствовали росту мицелия и накоплению биомассы, одновременно увеличивая содержание мицелиальных полисахаридов, белков, флавоноидов и полифенолов, эффективно подавляя накопление активных форм кислорода и повышая активность антиоксидантных ферментов. Дальнейшие исследования показали, что содержание таких аминокислот, как метионин (Met), цистеин (Cys) и Ser, а также содержание таких минералов, как Mg, Cu и Zn, значительно увеличились после обработки Ser [41]. Гун и др. [42] обнаружили, что добавление экзогенной лимонной кислоты и аргинина может повысить активность ветви синтеза аргинина цикла лимонной кислоты в мицелиальных клетках вешенки обыкновенной, что способствовало увеличению урожайности плодовых тел. Чжан Цзиньцзин и др. [43] добавили койевую кислоту в субстрат для выращивания, чтобы повысить активность лакказы и целлюлазы в мицелии вешенки обыкновенной на стадии репродуктивного роста, тем самым увеличивая коэффициент использования лигноцеллюлозы и, следовательно, увеличивая урожайность. Ван Минхуэй и др. [44] обнаружили, что добавление определенной массовой концентрации салициловой кислоты в питательную среду способствует росту мицелия вешенки обыкновенной.

3.3 Сахара

Сахара, как источники углерода, могут эффективно способствовать росту мицелия. Лю Сяося и др. [45] обнаружили, что сахароза, фруктоза, маннит и трегалоза могут увеличивать плотность воздушного мицелия, скорость роста мицелия и биомассу дегенерировавших штаммов *Pleurotus ostreatus*, а также увеличивать содержание мицелиальных полисахаридов и белков, эффективно подавляя накопление активных форм кислорода и повышая активность супероксиддисмутазы (SOD) и пероксидазы (POD). Чэн Чжихун и др. [46] также сообщили, что экзогенное добавление маннита может в значительной степени восстановить активность фермента фильтровальной бумаги, эндоглюканазы, лакказы и марганец-пероксидазы у дегенерировавших штаммов *Pleurotus ostreatus*. Ян Хуаньлин и др. [47] отметили, что добавление трегалозы может способствовать росту мицелия *Agaricus bisporus* и увеличить биомассу, а также оказывает значительное регуляторное влияние на активность целлюлазы и лакказы. Кроме того, Лю и др. [48] экспериментально подтвердили, что более низкая концентрация экзогенной трегалозы может смягчить ингибирующий эффект теплового стресса на рост мицелия. В будущем трегалоза, как ожидается, будет добавляться в субстрат в качестве защитного агента против абиотического стресса.

3.4 Растительные экстракты

Добавление специфических растительных экстрактов в субстрат для выращивания может иметь множественные эффекты, такие как подавление бактерий, увеличение скорости роста мицелиальных клеток, стимулирование фенольного метаболизма и повышение антиоксидантной активности. Добавление смеси экстрактов чеснока и имбиря в питательную среду вешенки не только обладает хорошим антибактериальным эффектом, но и сокращает время появления зачатков, делает текстуру вешенки плотной и уменьшает размер шляпки [49]. Древесный уксус из косточек абрикоса может эффективно подавлять возникновение бактериальной коричневой пятнистости у вешенки и способствовать росту мицелия вешенки [50]. Добавление экстрактов чеснока и туи в субстрат для выращивания гриба «ножка курицы» (Coprinus comatus) оказывает значительный антибактериальный эффект на Penicillium и Rhizopus, а также обладает эффектами увеличения урожайности, сокращения периода между урожаями и увеличения отношения шляпки к ножке [51]. Кроме того, Бао Ихун и др. [52] обнаружили, что добавление экстракта ареки может эффективно повысить антиоксидантную активность мицелия вешенки, гриба-вяза и эноки; У Ли и др. [53] сообщили, что добавление 8% (по массовой доле) экстракта веток камелии может не только значительно способствовать росту мицелия, но и усилить метаболическую трансформацию фенольных веществ и способность поглощать гидроксильные радикалы. Экстракт ферментированного материала кукурузных початков, ферментированного в течение 10 дней, также может значительно улучшить скорость роста и биомассу мицелия вешенки, одновременно повышая активность аденозинтрифосфата, сукцинатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, лакказы и протеазы; микроскопическое наблюдение показало, что количество митохондрий и цист в мицелиальных клетках вешенки значительно увеличилось по сравнению с контрольной группой [54].

3.5 Другие экзогенные факторы

Регуляторы роста растений могут регулировать метаболический процесс съедобных грибов, способствовать росту мицелия и повышать ферментативную активность. Индолилуксусная кислота, нафталинуксусная кислота, 6-бензиламинопурин, цитокинин KT-30, гиббереллин и гумат натрия, как было показано, в определенной степени способствуют росту мицелия балхашского гриба [55]. Добавление 2,0 мл β-олигомерной кислоты на 1 кг сухого материала способствует росту мицелия Erycibe obtusifolia, Coprinus comatus, Ganoderma lucidum и Hericium erinaceus [56]. Кроме того, хлорфеноксиуксусная кислота, нафталинуксусная кислота и зеатин также использовались в жидкой культуре и, как ожидается, будут более широко использоваться в качестве добавок к субстрату в будущем.

Ферментные препараты обладают двойной функцией: увеличение урожайности и улучшение товарного вида плодовых тел. Чжан Хэин и др. [57] добавили сложный ферментный препарат, состоящий из ферментов, индукторов экспрессии ферментных генов и активаторов ферментов, в субстрат для выращивания шиитаке, что ускорило время заполнения пакета мицелием на 15 дней по сравнению с контрольной группой, значительно увеличило активность целлюлазы, протеазы и амилазы в мицелии в период изменения цвета и увеличило коэффициент биоконверсии на 21,99%. Синь Юй и др. [58] сообщили, что добавление 1% кислой целлюлазы, 1% нейтральной целлюлазы и 0,5% гемицеллюлазы (все по массовой доле) в компост перед первичной ферментацией значительно увеличило диаметр зачатков соломенного гриба.

Экстракты корней грибов и остатков добавлялись в субстрат для выращивания в качестве экзогенных питательных растворов, демонстрируя хорошие перспективы применения. Инь Чуань и др. [59] смешали экстракты корней грибов, эритрины и белого нефритового гриба с почвой и покрыли кольцевую поверхность среза пакетов с белым грибом линчжи (Ganoderma). Они обнаружили, что урожайность грибов, обработанных экстрактами корней грибов, увеличилась на 54,6% по сравнению с контролем, а также увеличилось содержание нитратов и белков в плодовых телах. Чжан Тин и др. [60] распылили экстракты остатков эноки на покровный слой шампиньонов и измерили, что аминокислотный балл (AAS), химический балл (CS), коэффициент соотношения незаменимых аминокислот (SRC), индекс незаменимых аминокислот (EAAI), биологическая ценность (BV) и индекс питательности (NI) плодовых тел были выше, чем у контрольной группы, что указывает на то, что экстракты остатков эноки полезны для улучшения белковой питательной ценности плодовых тел.

Изменения в микробном сообществе субстрата для выращивания

4.1 Выделение, идентификация и скрининг функциональных штаммов в ферментационном субстрате

Бактериальное сообщество в ферментационном субстрате очень разнообразно, и существуют значительные различия в доминирующих бактериальных группах и относительной численности на разных стадиях ферментации. Снижение относительной численности доминирующих бактериальных групп может вызвать неудачу ферментации, в то время как отсутствие специфических бактериальных групп в период плодоношения может вызвать аномальное плодоношение. Поэтому выделение, идентификация и скрининг штаммов со специфическими функциями, такими как антибактериальные, ростостимулирующие и детоксицирующие функции, из ферментационного субстрата для регулирования и оптимизации процесса ферментации является горячей точкой исследований в этой области. В настоящее время технология секвенирования гена 16S рРНК широко используется в этом типе исследований [61].

Чжан Цзюньцзе и др. [62] выделили 94 бактериальных штамма из ферментационного субстрата вешенки на разных стадиях, из которых 11 штаммов показали двойной эффект: одновременное подавление триходермы и стимулирование роста вешенки. Дальнейшие исследования показали, что некоторые из ростостимулирующих штаммов обладают сильной способностью синтезировать индолилуксусную кислоту (IAA) [63]. Цуй и др. [64] обнаружили, что изменение содержания афлатоксина во время ферментации питательной среды вешенки было значительно отрицательно коррелировано с относительной численностью Bacillus и Luteinobacter, что предполагает, что эти два рода могут быть вовлечены в процесс деградации афлатоксина. У и др. [65] выделили и отобрали тип агрегатного микробного агента из барды. После добавления этого агента в ферментационную среду вешенки он значительно ускорил скорость метаболизма углеводов, повысил температуру среды и продлил термофильную стадию. В то же время содержание грибного эргостерола, скорость деградации лигноцеллюлозы и активность соответствующих ферментов в ферментационной среде были выше, чем в контрольной группе, что способствовало более быстрому заселению мицелия вешенки.

4.2 Изменения в структуре сообщества и доминирующем микробном сообществе покровных микроорганизмов

Покровные микроорганизмы играют важную роль в росте мицелия, формировании примордиев и повышении урожайности сапрофитных грибов. Обычно существуют значительные различия в численности и составе доминирующих микробных сообществ покровных микроорганизмов в разных волнах плодоношения. Ван и др. [66] обнаружили, что в первой волне *Agaricus bisporus* доминирующими родами были Sphingomonas, Dongia и Achromobacter; в то время как в третьей волне доминирующими штаммами были в основном Norank, Pseudomonas, Flavobacterium и Brevundimonas. Кроме того, между микробными сообществами в покровной почве могут существовать обширные взаимодействия, что было подтверждено в исследовании Ян и др. [67] по ножке белого гриба (Boletus). Некоторые исследователи также выделили штаммы со специфическими функциями из покровной почвы. Хуа и др. [68] выделили штамм ризобий CACMS001 из почвы *Agaricus bisporus* 'Polyporus'. Этот штамм не только способствовал росту мицелия *Agaricus bisporus* и *Armillaria mellea*, но и значительно повысил активность ксиланазы у *Armillaria mellea*.

Внеклеточные ферменты и закономерности деградации и использования субстрата

5.1 Корреляция между активностью внеклеточных ферментов и урожайностью плодовых тел

Процесс использования питательных веществ в субстрате для выращивания съедобными грибами в основном включает деградацию макромолекулярных органических веществ (лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза, белок и т.д.), поглощение минеральных элементов (азот, фосфор, калий и т.д.) и метаболизм малых молекулярных органических веществ (аминокислоты, пептиды, липиды, витамины, фенилпропаноиды, поликетиды, пирановые кислоты, пираноны, растительные гормоны, антибактериальные вещества и т.д.). Деградация макромолекулярных органических веществ съедобными грибами зависит от внеклеточных ферментов, секретируемых съедобными грибами, которые разлагают макромолекулярные органические вещества на усваиваемые малые молекулярные компоненты. Поэтому активность внеклеточных ферментов тесно связана со скоростью роста мицелия и урожайностью плодовых тел. Се и др. [69] обнаружили в сравнительном эксперименте на разных субстратах, что скорость деградации лигноцеллюлозы вешенкой королевской и активность лигноцеллюлазы положительно коррелировали с ее коэффициентом биоконверсии. Линь Хуэй и др. [70] показали, что урожайность свежих грибов *Agaricus bisporus* была значительно положительно коррелирована с активностью карбоксиметилцеллюлазы, ксиланазы, фермента фильтровальной бумаги и амилазы. Лю Шуньцзе и др. [71] выращивали соломенные грибы на субстрате из отходов хлопка, и активность карбоксиметилцеллюлазы и ксиланазы в высокоурожайных партиях была значительно выше, чем в низкоурожайных. Кроме того, Цай Панпань и др. [72] также сообщили, что активность карбоксиметилцеллюлазы и ксиланазы положительно коррелировала с урожайностью шампиньонов.

5.2 Изменения активности внеклеточных ферментов на разных стадиях роста

Активность внеклеточных ферментов демонстрирует очевидные стадийно-специфические изменения в процессе роста и развития съедобных грибов. Лэй Пин и др. [73] обнаружили, что активность целлюлазы фильтровальной бумаги, карбоксиметилцеллюлазы, β-глюкозидазы, амилазы и гемицеллюлазы в мицелиальных клетках *Agaricus bisporus* демонстрировала тенденцию сначала к увеличению, а затем к снижению, и ферментативная активность оставалась на высоком уровне до стадии молодых грибов; в то время как лакказа и пероксидаза имели высокую активность на ранней стадии роста мицелия и снижались с увеличением времени культивирования. Юэ и др. [74] обнаружили, что карбоксиметилцеллюлаза, пектиназа, целлюлаза фильтровальной бумаги и гемицеллюлаза у *Hericium erinaceus* достигали пика активности во время роста и развития плодового тела; в то время как амилаза, пектиназа и пероксидаза имели более высокую активность в период роста мицелия. Ли и др. [75] измерили активность лакказы у *Pleurotus eryngii* на стадиях мицелия, скручивания, примордиев, молодых грибов и плодовых тел. Результаты показали, что активность лакказы на стадии плодового тела была значительно выше, чем на других стадиях, в то время как различия между другими четырьмя стадиями развития не были значительными.

5.3 Влияние источника углерода на активность внеклеточных ферментов

Тип и пропорция источника углерода могут влиять на активность внеклеточных ферментов у съедобных грибов. По сравнению с питательной средой, содержащей хлопковую шелуху, опилки и кукурузные початки, *Auricularia auricula-judae* (древесный гриб иудино ухо), выращенный в питательной среде, содержащей пшеничные отруби, имел более высокую активность лакказы [76]; активность карбоксиметилцеллюлазы, лакказы и нейтральной протеазы у *Pleurotus ostreatus*, культивируемого с ферментированным материалом хлопковой шелухи, была выше, чем у *Pleurotus ostreatus*, культивируемого с ферментированным материалом кукурузных початков [77]. Различия в пропорции добавления источника углерода также могут вызывать изменения ферментативной активности. Чэнь Хуэй и др. [78] показали, что в период роста мицелия активность лигнин-пероксидазы была самой высокой, когда массовая доля кукурузных початков в питательной среде *Auricularia auricula-judae* составляла 70%, активность марганец-пероксидазы была самой высокой, когда массовая доля кукурузных початков составляла 50%, а активность карбоксиметилцеллюлазы была самой высокой, когда массовая доля кукурузных початков составляла 30%. С увеличением массовой доли кукурузных початков активность лакказы снижалась, в то время как активность N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы увеличивалась. Активность β-1,3-глюканазы, β-глюкозидазы и эндоглюканазы демонстрировала тенденцию сначала к увеличению, а затем к снижению. Стоит отметить, что некоторые исследования начали изучать регуляторный механизм различных источников углерода на активность внеклеточных ферментов на молекулярном уровне. Сяо Дунлай и др. [79] использовали Hydrangea macrophylla в качестве тестового материала и провели систематический анализ с точки зрения экспрессии генов, связанных с деградацией целлюлозы и гемицеллюлозы.

Связь между субстратом для выращивания и качеством плодовых тел

6.1 Влияние различных субстратов для выращивания на питательный состав плодовых тел

Этот тип исследования обычно использует несколько субстратов для выращивания одного и того же вида грибов и измеряет различные питательные компоненты, такие как белок, аминокислоты, общий сахар, полисахариды, полисахаридные пептиды и пищевые волокна в плодовых телах. Влияние различных субстратов на пищевую ценность оценивается через различия в питательных компонентах, обеспечивая научную основу для разработки и использования новых субстратов для выращивания. С одной стороны, существует много исследований содержания и состава аминокислот. Ху Инпин [80] использовал смесь грибной травы, скорлупы лотоса и коробочек лотоса для выращивания вешенки, и состав аминокислот и жирных кислот в плодовых телах был разнообразным и богатым. Линь Синшэн и др. [81] добавили свежую грибную траву в материал для выращивания из хлопковой шелухи, что значительно увеличило содержание аминокислот в плодовых телах тремеллы (Tremella). Кэ Биньжун и др. [82] использовали остатки эноки и остатки эритрины в качестве основного субстрата для выращивания шампиньонов. Результаты показали, что аминокислотный состав и содержание вкусовых аминокислот в плодовых телах были лучше, чем у формулы с рисовой соломой. С другой стороны, все больше исследований фокусируется на влиянии различных субстратов на специфические питательные вещества в плодовых телах, обеспечивая основу для разработки продуктов из съедобных грибов с особой пищевой ценностью или пользой для здоровья. Вэнь Цин и др. [83] показали, что повышенная концентрация источника азота (например, мочевины) может способствовать накоплению γ-аминомасляной кислоты (GABA) в плодовых телах различных съедобных грибов; добавление опилок облепихи, жмыха облепихи и листьев облепихи может значительно увеличить содержание флавоноидов в плодовых телах *Pleurotus ostreatus* [84]; добавление стеблей маниока может увеличить содержание трегалозы в плодовых телах *Auricularia auricula-judae* и *Pleurotus ostreatus* [85]; добавление стеблей и листьев *Astragalus membranaceus* может увеличить содержание терпеноидов, флавоноидов и других биологически активных веществ в плодовых телах *Pleurot