Aproveitamento de resíduos madeireiros para o cultivo do cogumelo comestível Lentinus strigosus de ocorrência na Amazônia

Use of wood residues for the cultivation of edible mushroom Lentinus strigosus in the Amazon

AGRONOMIA

Aproveitamento de resíduos madeireiros para o cultivo do cogumelo comestível Lentinus strigosus de ocorrência na Amazônia

Use of wood residues for the cultivation of edible mushroom Lentinus strigosus in the Amazon

Ceci Sales-Campos^I; Meire Cristina Nogueira de Andrade^II

^IInstituto Nacional de Pesquisas da Amazonia, INPA, E-mail: [e-mail]

^IIInstituto Nacional de Pesquisas da Amazonia, INPA, E-mail: [e-mail]

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a utilização de resíduos madeireiros do estado do Amazonas para o cultivo de Lentinus strigosus. de ocorrência na região. A linhagem foi procedente da coleção do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA. Utilizou-se separadamente serragens de Simarouba amara (marupá), Ochroma piramidale (pau de balsa) e Anacardium giganteum (cajuí) suplementadas com farelo de arroz e de trigo e CaCO₃ (80:10:8:2), respectivamente, ajustando-se a umidade em torno de 75%. Os substratos (500g) foram acondicionados em sacos de polipropileno, esterilizados a 121 ºC , durante 30 minutos, inoculados e incubados em câmara climatizada a 25 ± 3 ºC e UR de 85%, até emissão dos primórdios, com redução de temperatura de 25 para 23 ± 1 ºC e aumento de UR para 85-90%, no período de "frutificação". O crescimento micelial ocorreu de 12 a 20 dias, com surgimento de primórdios com cerca de 15 a 25 dias após a inoculação. A produção de basidiocarpos ocorreu três a cinco dias após a emissão dos primórdios. Foram avaliados: eficiência biológica (EB, %), rendimento (g kg^-1) e perda da matéria orgânica (PMO, %). As serragens suplementadas foram eficientes no cultivo de L. strigosus, apresentando EB de 38, 48 e 59%; rendimento de 98, 119 e 177 g kg^-1; e PMO de 42, 59 e 48%, para marupá, pau de balsa e cajuí, respectivamente. Assim, há um potencial de aproveitamento desses resíduos na Amazônia, bem como uma provável utilização da linhagem selvagem, podendo contribuir para melhoria das condições sócio-econômicas da população regional e sustentabilidade dos recursos da biodiversidade.

Palavras-chave: eficiência biológica, rendimento, serragem, produção.

ABSTRACT

The objective of this work was to use wood residues from the state of Amazonas for the cultivation of Lentinus strigosus. found in that region. The strain came from the collection of the National Institute of Amazonian Research. Sawdust species Simarouba amara, Ochroma piramidale and Anacardium giganteum were separately used in the preparation of the substrates, supplemented with rice and wheat bran and CaCO₃ (80:10:8:2), respectively, with humidity adjusted to approximately 75%. Substrates (500 g) were packed using bags polypropylene, sterilized at 121 ºC for 30 minutes, inoculated and incubated in an acclimatized chamber at 25 ± 3 ºC and relative air humidity of 85% until primordia emission, with temperature reduced from 25 to 23 ± 1 ºC and air relative humidity increased to 85-90% in the fruiting period. Micelial growth occurred within 12 to 20 days and primordia appeared within 15 to 25 days after the inoculation. Harvest occurred three to five days after primordia emission. Biological efficiency (BE, %), yield (g kg^-1) and loss of organic matter (PMO, %) were evaluated. Supplemented sawdust were efficient in the cultivation of L. strigosus, presenting BE of 38, 48 and 59%, yield of 98, 119 and 177 g kg^-1 and PMO of 42, 59 and 48% for Simarouba amara, Ochroma piramidale and Anacardium giganteum, respectively. The results show the potential use of those residues in the Amazon, as well as the possibility of using the wild strain, to contribute to the improvement of the social and economical conditions of the regional population and sustainability of the biodiversity resources.

Keywords: biological efficiency, yield, sawdust, production.

INTRODUÇÃO

As questões relativas ao aproveitamento dos resíduos gerados pelas indústrias madeireiras na região amazônica tem sido abordadas pela sociedade, principalmente com relação à poluição do meio ambiente. Segmentos do setor florestal também tem demonstrado essa preocupação, porém voltada para a geração de bens, pois a indústria madeireira visa aumentar sua eficiência e resolver o problema quanto à considerável quantidade de rejeitos (Vianez & Barbosa, 2003).

Segundo um levantamento das condições de uso e processamento de madeiras nas indústrias madeireiras de Manaus, realizado por Sales-Campos et al. (2000), os autores constataram perda de matéria-prima de até 60%. Esse potencial de resíduo tem sido subutilizado na região amazônica.

Muitos dos fungos basidiomicetos decompositores de madeira e de outros materiais lignocelulósicos, são também fungos comestíveis, como é o caso do Lentinus strigosus (Schwein.) Fr, o qual pode ser utilizado no processo de aproveitamento destes resíduos. A utilização desses materiais orgânicos para o cultivo de fungo comestível é reflexo de sua extraordinária atividade metabólica. O cultivo desses organismos tem evoluído com o tempo e atualmente é considerada uma atividade de importância econômica, em especial, a produção de espécies dos gêneros Agaricus, Pleurotus e Lentinus (Guzmán et al., 1993).

O cultivo de cogumelos do gênero Lentinus na Amazônia se revela promissor, ao representar uma alternativa eficiente e economicamente viável para o aproveitamento de resíduos madeireiros, que constituem um desperdício de matéria-prima potencial para a bioconversão em produtos de valor agregado (cogumelo comestível). Esta alternativa possibilitará sua inserção no modelo industrial madeireiro regional, com o aproveitamento do resíduo gerado por este setor, possibilitando suporte para o pequeno produtor.

Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a produção de uma linhagem selvagem de L. strigosus, de ocorrência na região, em substratos à base de resíduos madeireiros de importância para a Amazônia.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido na Coordenação de Pesquisas em Produtos Florestais do INPA, Manaus/AM, seguindo as etapas:

Coleta, secagem e elaboração do material

A escolha do resíduo madeireiro (serragem) foi baseada na geração de resíduo madeireiro produzido pela indústria madeireira local, sendo procedente de pesquisas de caracterização tecnológicas da madeira, realizadas pela Coordenação de Pesquisas em Produtos Florestais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - CPPF/INPA, e de um levantamento das condições de uso e processamento de madeiras nas indústrias madeireiras de Manaus, realizado por Sales-Campos et al. (2000).

A coleta, secagem e preparo dos materiais foram feitos na CPPF/INPA, utilizando as serragens de: Simarouba amara Aubl. (marupá), Ochroma piramidale Cav. ex. Lam. (pau de balsa) e Anacardium giganteum Hanc. ex Engl. (cajuí), cuja granulometria foi de 2 – 3 mm.

Após a coleta dos resíduos, estes foram secos em um secador solar para produtos madeireiros da CPPF/INPA, sob patente (PI 9303302), e acondicionado em depósitos plásticos de 100 L até a elaboração dos substratos para os testes subsequentes. A temperatura de secagem dos resíduos foi de 45-50 ºC, o que ocorreu num intervalo médio de 20 a 35 dias. Os teores de umidade final das serragens foram: 13,4% (marupá), 12,0% (pau de balsa) e 12,4% (cajuí).

Produção da matriz primária

A linhagem de L. strigosus foi obtida da Coleção de Microrganismos de Interesse Agrossilvicultural do INPA. Originalmente tal linhagem foi coletada na estrada AM 240, Km 10 (estrada de Balbina - AM), no dia 11 de Julho de 2005, sendo posteriormente identificada e depositada na Coleção, em tubos de ensaio contendo meio de cultura BDA, com número de registro Nº. 1466. Pequenos fragmentos miceliais do fungo (contido em tubos de ensaio) foram transferidos para a placa de Petri (90 x 20 mm) contendo meio malte (Bononi et al., 1999) e incubadas a 27 ºC até que o diâmetro da colônia tivesse completado 2/3 do diâmetro da placa. Foram selecionadas as placas com melhor crescimento micelial rizomórfico, característico da espécie. O fungo foi então repicado para tubos de ensaio contendo meio malte e após o crescimento, uma lâmina de óleo mineral estéreo foi adicionada para a sua preservação, sendo assim considerada matriz primária, e utilizado como fonte de inóculo para a produção da matriz secundária.

Produção da matriz secundária

Discos miceliais de 9 mm de diâmetro foram retirados da matriz primária e transferido para meio malte em placas de Petri contendo meio SDA (serragem-dextrose-ágar), preparados conforme Minhoni et al. (2007) para promover adaptação do micélio do fungo ao substrato de cultivo. Os meios foram feitos a partir da infusão dos resíduos madeireiros, recebendo a seguinte codificação: meio de cultura elaborado a partir da serragem de marupá (SDA-MA), serragem de pau de balsa (SDA-BA) e serragem de cajuí (SDA-CJ).

No preparo dos meios utilizou-se em base seca 100 g L^-1 de substrato final de infusão, preparado com 80% de serragem, 18% farelo de cereais (mistura de farelos de arroz, trigo e milho, na proporção 60:20:20) e aproximadamente 2% de CaCO₃, quantidade esta suficiente para ajuste do pH para 6,5, a qual foi calculada preliminarmente (com um pHmetro - modelo Tecnal), por meio da diluição dos mesmos em água destilada, e em seguida foi feita a leitura em potenciômetro digital (TEC - 3MP). Os meios de cultura foram preparados a partir da infusão de cada substrato em 1,5L de água destilada fervente durante 30 minutos. A infusão foi filtrada em algodão e o volume foi completado para 1L. Foram adicionados a cada filtrado 12g de dextrose e 15 g de Agar L^-1. Os diferentes meios foram autoclavados a 121 ºC durante 30 minutos, e vertidos em placas de Petri e inoculados em câmara de fluxo laminar com o micélio da matriz primária.

Produção do "spawn"

"Spawn" é a fonte de inóculo do substrato de cultivo, considerada aqui, matriz terciária. Tal matriz foi produzida individualmente a partir dos resíduos (serragens de marupá, de pau de balsa e cajuí) de acordo com a metodologia proposta por Minhoni et al. (2007). A composição do inóculo para esta matriz foi a mesma utilizada para a preparação do meio SDA, da matriz secundária. Os substratos foram homogeneizados e umidificados em torno de 75%; foi feito preliminarmente a media de pH de cada um dos substratos (com um pHmetro - modelo Tecnal) por meio da diluição dos mesmos em água destilada, e em seguida foi feita a leitura em potenciômetro digital (TEC - 3MP). A seguir, foi feita a correção dos mesmos para aproximadamente 6,5, através da adição de CaCO₃. Posteriormente os substratos foram depositados em frascos de vidro de 500 mL, na quantidade de 200 g (ocupando aproximadamente 75% do volume do frasco), os quais foram fechados e autoclavados a 121 ºC durante 45 minutos. Após resfriamento à temperatura ambiente, o substrato já esterilizado contido em cada frasco foi inoculado com a matriz secundária. Os frascos foram fechados com tampas metálicas, as quais foram rosqueadas parcialmente, permitindo assim a troca gasosa e impedindo a proliferação de contaminantes, e mantidos em BOD a 25 ± 2 ºC até a completa colonização do substrato pelo fungo, que ocorreu em aproximadamente 13 dias após a inoculação. Essa matriz serviu como fonte de inóculo para os substratos de cultivo para produção do cogumelo da espécie L. strigosus do presente estudo.

Elaboração do substrato de cultivo e produção

Os substratos (três formulações) foram elaborados a partir dos mesmos resíduos (serragem), e preparados de forma individualizada para cada tipo de substrato. Foram compostos por 80% de serragem + 18% da mistura de farelo de arroz e trigo, na proporção 10:8, respectivamente + 2% de CaCO₃, para ajuste do pH (6,5). O material foi homogeneizado e umidificado a 75%, acondicionado em sacos de polietileno de alta densidade-PEAD (capacidade para 1 L), sendo adicionados apenas 500 g (base úmida) por embalagem, com cinco repetições.

Os substratos foram autoclavados a 121 ºC, durante uma hora. Após, foram esfriados a temperatura ambiente e inoculados com a matriz terciária, em condições axênicas. Cada unidade experimental (saco contendo substrato) recebeu 3% de inóculo em relação ao peso fresco do substrato. Esponjas de baixa densidade (8 x 3 cm) foram colocadas na extremidade de cada saco para permitir trocas gasosas e ao mesmo tempo evitar contaminações. Para isso, na fixação destas esponjas, foi utilizado um arame flexível, o qual serviu para amarrar os pedaços de esponja em cada saco. Os mesmos receberam os respectivos códigos: SIAMP, SIAPB e SIACJ, correspondentes aos substratos preparados à base de resíduos de marupá, pau de balsa e cajuí, respectivamente. Foram levados para a câmara de incubação até a colonização do substrato, que ocorreu de 12 a 20 dias após a inoculação, quando então foram transferidos para a câmara de produção.

Os controles desse experimento foram igualmente constituídos, porém com a ausência da inoculação pelo fungo. Os sacos controles foram levados à estufa de circulação de ar a 55 ± 5 ºC, depositados em bandejas previamente identificadas, para secagem até massa constante, com o fim de obtenção da massa seca do substrato, de maneira que foram utilizados no cálculo de produtividade, baseada no índice de eficiência biológica do substrato (EB) e de perda da matéria orgânica (PMO).

Condição experimental

O experimento de produção foi conduzido "in door", sob condições ambientais controladas, "atmosfera modificada". O substrato foi incubado em câmara climatizada, a temperatura de 25 ± 2 ºC, na ausência de luz e umidade relativa em torno de 80-85%, com o objetivo de permitir a colonização do substrato até emissão dos primórdios, que ocorreu de 15 a 25 dias após a inoculação, quando então foram transferidos para a câmara de produção. A temperatura foi reduzida de 25 ± 3 ºC para 23 ± 1ºC para induzir a "frutificação" e permitir a produção dos basidiocarpos (cogumelos) (Figura 1) de maneira mais uniforme possível.

A luminosidade foi mantida em 2000 Lux, com fotoperíodo de 12 h d^-1. A umidade relativa foi ajustada para 90% durante a "frutificação". A taxa de renovação de ar na câmara de cultivo foi de 5 x h^-1, para manter o nível de CO_² controlado durante a fase de produção dos basidiocarpos. A temperatura interna do substrato de cultivo foi monitorada durante o experimento utilizando-se um termômetro de haste digital. O período total de cultivo foi de 100 dias.

Após a "frutificação", os cogumelos quando maduros foram colhidos e pesados, sendo em seguida secos em estufa de circulação de ar (55 ± 5 ºC) para a determinação da umidade e da massa seca.

Durante o cultivo, foram analisadas as seguintes variáveis: eficiência biológica (EB) em relação aos substratos, rendimento (R), e perda da matéria orgânica decomposta pelo fungo (PMO).

Utilizou-se a eficiência biológica para expressar a produtividade ou produção da biomassa fúngica, caracterizada pela conversão dos resíduos lignocelulósicos em basidiocarpos (cogumelos). Este índice é o mais utilizado pelos pesquisadores, o que facilita a comparação dos resultados com a literatura (Tisdale et al., 2006; Das & Mukherjee, 2007):

Onde:

EB= Eficiência biológica, %

MFC= Massa fresca de cogumelos, g

MSS= Massa seca de substrato, g

A perda de matéria orgânica (PMO) é o índice que avalia a decomposição do substrato pelo fungo. Tal índice é baseado na perda da matéria orgânica decomposta pelo fungo que é determinado por meio da diferença entre a massa seca do substrato inicial, e a massa seca do substrato residual. A PMO foi avaliada conforme Sturion, (1994), expressa pela seguinte fórmula:

Onde:

PMO= Perda de matéria orgânica, %

MSSR= Massa seca do substrato residual, g

MSSI= massa seca de substrato inicial, g

Finalmente o rendimento (R) foi avaliado de acordo com a expressão abaixo:

Onde:

R= Rendimento, g kg^-1

MSSR= Massa fresca de cogumelos, g

MSSI= massa fresca de substrato, g

Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (5%). Para tal, foi utilizado o programa SISVAR 4.2 desenvolvido pelo Departamento de Ciências Exatas, da Universidade Federal de Lavras - UFLA, Lavras, MG.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os índices de eficiência biológica (EB) dos substratos alcançados no presente estudo em ordem decrescente para SIACJ, SIAPB e SIAMP foram: 58,58; 47,50 e 37,95%, respectivamente (Figura 2).

As maiores médias em termos de eficiência biológica registrada pelo substrato SIACJ (58,58%) ocorreu possivelmente devido à maior quantidade de material prontamente disponível e assimilável pelo fungo durante o processo de desenvolvimento micelial. Philippoussis et al. (2003) demonstraram que a taxa de crescimento micelial está relacionada com a biodisponibilidade de nitrogênio e que a formulação do substrato influencia os níveis nutricionais e de porosidade (disponiblidade de O₂) e Gbolagade et al. (2006) relatam que cada fungo utiliza uma relação C/N específica.

A utilização de substratos alternativos, de fácil aquisição e baixo custo para o cultivo de cogumelos comestíveis, já vem sendo investigados e descritos em muitos trabalhos (Sales-Campos et al., 2008; Özçelik & Pekşen, 2007; Philippoussis et al., 2007; Royse & Sanchez, 2007).

Para atingir uma relação C/N favorável a produção de cogumelos, comumente tem-se adotado a suplementação destes substratos com uma fonte nitrogenada, principalmente com de farelos de cereais. Philippoussis et al. (2007) relatam que o conteúdo de carbono e nitrogênio do substrato influencia na precocidade da "frutificação" e produtividade.

Özçelik & Peksen (2007), analisando a aplicação da casca de avelã na formulação de substrato para o cultivo do cogumelo Lentinula edodes Berk. (Pegler) (shiitake), relataram que a eficiência biológica no substrato a base apenas de casca de Corylus avellana L. (avelã) foi considerada baixa (43,73%) em relação ao controle (87,73%), composta de resíduo de Fagus sp. (faia), palha e farelo de Triticulun sp. (trigo). No entanto, quando a proporção de casca de avelã foi reduzida e combinada a palha de trigo (25:75) a eficiência biológica foi considerada satisfatória (62,24%). Resultados semelhantes foram obtidos no presente experimento com substrato a base de serragem de cajuí, cuja eficiência biológica foi de 58,58% (Figura 2).

Philippoussis et al. (2007) testaram a produtividade de resíduos agrícolas [serragem de Quercus sp. (carvalho), palha de Triticulun sp. (trigo) e sabugo de Zea sp. (milho)] no cultivo de L. edodes e verificaram que o sabugo de milho e a palha de trigo apresentaram as maiores taxas de eficiência biológica: 80,64 e 75,23%, respectivamente, cujos valores foram superiores aos apresentados na presente pesquisa.

Lechner & Albertó (2007), avaliando as condições ótimas para a produção de basidiocarpos de Lentinus tigrinus, testaram três formulações de substratos e obtiveram as melhores produções com um substrato a base de serragem de Salix sp., com uma eficiência biológica de 61,93%, semelhante ao resultado obtido no presente trabalho com o substrato a base de serragem de cajuí (58,58%) (Figura 2).

Kadiri & Arzai (2004) testaram a viabilidade de cultivo de Lentinus subnudus Berk. em toras de quatro espécies arbóreas [Chlorophora excelsa (Welw.) Benth., Terminalia ivorensis A. Chev., Terminalia superba Engl. & Diels e Spondias monbin L.] e verificaram que a C. excelsa foi o melhor substrato para o cultivo de L. subnudus, com uma produtividade média de 40% (massa de cogumelos frescos, g^-1/ massa de tora, g^-1), em dois fluxos, cujos resultados foram inferiores aos obtidos pelos substratos a base de cajuí e pau de balsa (Figura 2).

Royse & Sanchez (2007), ao testar três formulações no cultivo de L. edodes, compostas de combinações de palha de trigo e resíduos de carvalho, verificaram que o substrato onde havia maior proporção de palha de trigo (em relação ao resíduo de carvalho), proporcionou a melhor eficiência biológica média (98,9%), ao final de quatro colheitas, sendo superior aos resultados obtidos no presente trabalho, cuja maior média eficiência biológica foi obtida com substrato a base de cajuí (58,58%).

O substrato que obteve maior rendimento médio de cogumelo foi SIACJ (176,68g kg^-1), seguido do SIPB (118,94g kg^-1) e do SIAMP (98,07g kg^-1), os quais não diferiram estatisticamente entre si (Figura 3). Tais resultados estão de acordo com as respectivas eficiências biológicas de cada substrato (Figura 2). Foi observado que quanto maior a eficiência biológica média do substrato, maior o seu rendimento médio.

Analisando os dados relativos à perda da matéria orgânica (PMO) dos diferentes substratos utilizados no cultivo de L. strigosus (Figura 4), verificou-se que houve diferença significativa entre SIAPB e SIAMP/ SIACJ, os quais obtiveram respectivamente maior e menor PMO. Com uma média de decomposição de 58,61% para o substrato SIAPB, e de 47,51% e 42,24% para SIACJ e SIAMP, respectivamente. Boyle (1998) relata que a degradação de lignina é também importante para o crescimento, desde que possa disponibilizar para os fungos acesso ao nitrogênio contido nos componentes da madeira.

Comparando os resultados da Figura 2 (EB) com os da Figura 3 (PMO), observa-se que a PMO variou com o tipo de substrato utilizado e não esteve relacionada com a eficiência biológica no presente estudo, pois ao analisarmos o substrato que obteve maior eficiência biológica média (SIACJ) este não foi o que obteve maior perda de matéria orgânica. Boyle (1998) relata que a perda de massa seca do substrato reflete o uso de carboidratos pelos fungos, e não necessariamente é uma evidência de crescimento. Segundo Zadrazil (1978) a PMO ocorre devido à perda de CO₂ e H₂O durante o metabolismo dos microorganismos e não somente da remoção de materiais para a formação dos basidiocarpos.

CONCLUSÃO

Os resíduos de Simarouba amara (marupá), Ochroma piramidale (pau de balsa) e Anacardium giganteum (cajuí) apresentam potencial como substrato para o cultivo de Lentinus strigosus de ocorrência na Amazônia.

AGRADECIMENTOS

Ao Dr. José Luiz Bezerra pela identificação do fungo estudado nesta pesquisa.

Ao MCT/CNPQ/INPA/CT-Amazônia/CT-Energia e FAPEAM pelo apoio financeiro.

BIBLIOGRAFIA CITADA

Recebido em 24/09/2009

Aceito em 03/03/2010

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Fev 2011
• Data do Fascículo
  Mar 2011

Histórico

• Recebido
  24 Set 2009
• Aceito
  03 Mar 2010