Биотехнологические подходы к культивированию некоторых дереворазрушающих грибов

Проблемы накопления отходов переработки древесины носят биосферный характер из-за непостоянства состава биомассы и сложности коммерциализации их переработки. Наиболее перспективными являются биологические методы компостирования древесных отходов базидиомицетами. Однако они требуют применения большого количества жизнеспособного мицелия таких грибов. В данной работе исследованы кинетические и продукционные показатели роста и накопления биомассы мицелия в стационарных и динамических условиях глубинного культивирования для пяти грибов: Paecilomyces variotii sp. Ирк 52, Phanerochaete chrysosporium Ирк 2, Phanerochaete chrysosporium Ирк 10, Sporotrichum pulverulentum Ирк 1766, Sporotrichum pulverulentum Ирк 1767, выделенные из зараженной древесины Восточной Сибири и используемые нами в технологии переработки древесных отходов. Показано, что радиальная скорость роста базидиомицетов на агаризованной среде значительно превышала показатели Paecilomyces variotii. Культивирование на жидких питательных средах привело к обратному результату. Это связано с различием в структуре колоний. Выбор условий культивирования выявил, что наиболее перспективными являются глюкозо-дрожжевая среда и динамические условия. В этих условиях штаммы продемонстрировали высокие выходы биомассы – 6,3–8,3 г/л. Изучены кинетика роста, динамика утилизации глюкозы и изменение рН исследуемых культур в выбранных условиях. При полупромышленном культивировании определены расход воздуха и скорость перемешивания, которые составили 1,0–1,3 л/(л×мин) и 0,3–0,5 м/с соответственно. Проведенные исследования позволили подобрать оптимальные условия культивирования отдельных штаммов. Это даст возможность масштабировать биотехнологический процесс получения жизнеспособного мицелия.

1. Липский В.А. Перспективы развития лесопромышленного комплекса. Необходимость изменения вектора развития промышленности. Часть III // Бюллетень Ассоциации «ЛЕСТЕХ». 2024. N 2. C. 16–23. EDN: FKGERK.

2. Bridi Raffaeli B.L., Carneiro Neto J.A., de Souza Andrade H. Application of reverse logistics in the identification of solid waste suitable for recycling discarded in landfills in the City of Lorena // Revista de Gestão Social e Ambiental. 2025. Vol. 19, no. 11. P. e013903. DOI: 10.24857/rgsa.v19n11-069.

3. Reddy P.N., Kumari J.A., Mounika C., Tiwari S., Reddy M.S. Characterization and dynamics of lignocellulosic components, enzyme activities and microbial populations in diverse crop residues during decomposition // Scientific Reports. 2026. Vol. 16. P. 6560. DOI: 10.1038/s41598-026-37886-0.

4. Yuan Z., Xu W., He Z., Shen H. Poplar sawdust stack self-heating properties and variations of internal microbial communities // Materials. 2022. Vol. 15, no. 3. P. 1114. DOI: 10.3390/ma15031114.

5. Verma S., Kumar R., Singh B., Sahu C., Soni P., Chetan S., et al. Wood waste utilization in the forest industry: innovations for sustainable management // Archives of Current Research International. 2025. Vol. 25, no. 7. P. 889–898. DOI: 10.9734/acri/2025/v25i71388.

6. Lei L., Zeng J., Liu Q., Luo L., Ma Z., Chen Y., et al. Effects of soil fauna on the home-field advantage of litter total phenol and condensed tannin decomposition // Forests. 2024. Vol. 15, no. 2. P. 389. DOI: 10.3390/f15020389.

7. Пат. № 2701942, Российская Федерация, C05F 11/08. Способ утилизации древесных опилок с применением композиции дереворазрушающих микроорганизмов для получения комплексного органо-минерального удобрения / Л.А. Беловежец. Заявл. 05.02.2019; опубл. 02.10.2019. Бюл. № 28.

8. Sun K., Liu S., Kasperski A., Tian Y. Dynamics analysis and biomass productivity optimisation of a microbial cultivation process through substrate regulation // Discrete Dynamics in Nature and Society. 2016. Vol. 2016. P. 1–13. DOI: 10.1155/2016/3685941.

9. Чибизова А.С., Барсукова Е.Н., Гуков Г.В. Поверхностное культивирование мицелия гриба шиитаке (Lentinula edodes (Berk.) Pegler) на питательных средах с биостимуляторами // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2021. N 3. С. 29–34. DOI: 10.37102/0869-7698_2021_217_03_04. EDN: IMGUCF.

10. Najafpour-Darzi G. Chapter 5 – Growth kinetics // Biochemical engineering and biotechnology / ed. G. Najafpour-Darzi. P. 141–205. DOI: 10.1016/B978-0-443-33096-4.00006-5.

11. Crosier J., von Longo-Liebenstein L., Edman M., Adamczyk S., Hamberg L. Optimizing laboratory cultivation of wood-inhabiting fungi with emphasis on applied conservation // Applied Microbiology and Biotechnology. 2025. Vol. 109. P. 210. DOI: 10.1007/s00253-025-13603-1.

12. Ahmad L., Albiski F., Murshed R., Mando H., Al okla B. Effect of different nutrient media on mycelial growth of different species of medicinal mushroom // Arab American University Journal. 2025. Vol. 11, no. 1. P. 75–86. DOI: 10.35517/AAUP-2025.V11.1.07.

13. Aliyev T., Memmedova A. Cultivation conditions and optimization strategies for antibiotic-producing microorganisms: focus on actinomycetes // Luminis Applied Science and Engineering. 2026. Vol. 3, no. 1. P. 29–34. DOI: 10.69760/lumin.2026001004.

14. Stanbury P.F., Whitaker A., Hall S.J. Chapter 9 – Aeration and agitation // Principles of fermentation technology. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2017. P. 537–618. DOI: 10.1016/B978-0-08-099953-1.00009-0.

15. Belousov D.S., Filinova N.V., Belovezhets L.A., Malkov Y.A. Biotechnological parameters of cultivation of mycorrhizal fungi Cortinarius caperatus and Laccaria bicolor // Journal of Biotechnology. 2026. Vol. 414. P. 1–7. DOI: 10.1016/j.jbiotec.2026.02.014.

16. Meletiadis J., Meis J.F., Mouton J.W., Verweij P.E. Analysis of growth characteristics of filamentous fungi in different nutrient media // Journal of Clinical Microbiology. 2001. Vol. 39, no. 2. P. 478–484. DOI: 10.1128/JCM.39.2.478-484.2001.

17. Bentil J.A., Thygesen A., Mensah M., Lange L., Meyer A.S. Cellulase production by white-rot basidiomycetous fungi: solid-state versus submerged cultivation // Applied Microbiology and Biotechnology. 2018. Vol. 102, no. 14. P. 5827–5839. DOI: 10.1007/s00253-018-9072-8.

18. Kumar V.P., Sridhar M., Kumar S.A., Bhatta R. Elucidating the role of media nitrogen in augmenting the production of lignin-depolymerizing enzymes by white-rot fungi // Microbiology Spectrum. 2023. Vol. 11, no. 5. P. e01423. DOI: 10.1128/spectrum.01419-23.

19. Пат. № 2821927, Российская Федерация, C12N 1/14. Способ периодического глубинного культивирования мицелия базидиальных грибов / Д.С. Белоусов, Ю.А. Малков, Л.А. Беловежец, Д.О. Самульцев. Заявл. 27.04.2024; опубл. 27.06.2024. Бюл. № 18.

20. Иванушкина Н.Е., Кочкина Г.А., Еремина С.С., Озерская С.М. Опыт использования современных методов длительного хранения грибов во Всероссийской коллекции микроорганизмов // Микология и фитопатология. 2010. Т. 44. N 1. С. 19–30. EDN: OIYKWL.