A Framework for Assessing the Value of University KE

Los resultados de la caracterización bromatológica realizada a Pleurotus ostreatus en

los tratamientos que porcentaje de efectividad biológica obtuvieron (T2, T3, T4, T6, T7) y a los controles CAs y Ccas en el primer diseño experimental se presentan en la Tabla 10 y se expresan en base seca.

Tabla 10. Análisis bromatológico de las orellanas obtenidas en los 5 mejores tratamientos y en los controles en el primer diseño experimental

ENN: extracto no nitrogenado

Generalmente la composición química de Pleurotus ostreatus es muy variable y

depende de la edad y la especie; esta variabilidad está influenciada principalmente por los nutrientes que posea el sustratos empleado y las condiciones de cultivo (Dundar et al., 2009; Garzón y Cuervo, 2008; Baena, 2005; Rodríguez, 2005). Esto se pudo ver representado en los resultados obtenidos pues en cada tratamiento la composición nutricional fue diferente.

Según los resultados, las orellanas obtenidas en los diferentes tratamientos presentaron unos porcentajes de humedad muy variable, teniendo valores entre 87,36 y 44,08% (Tabla 10). De acuerdo con Ragunathan y Swaminathan (2004) el contenido de humedad de los cuerpos fructíferos de P. ostreatus varia entre 84.70–91.90%,

según esto, solamente la mezcla de aserrín con buchón (T2) y el control aserrín (CAs) (Tabla 10) concuerdan con lo reportado por estos investigadores. Esto pudo deberse a la calidad del sustrato en que crecieron, pues como se mencionó anteriormente la cascarilla de arroz no retiene muy bien la humedad; otro factor que pudo haber

Determinación T2 T3 T4 T6 T7 CAs Ccas

Humedad (%) 87,36 44,08 58,03 62,19 47,90 84,27 61,94 Proteína (%) 25,61 32,52 52,04 21,31 46,61 30,06 23,12 Grasa (%) 0,64 1,57 1,32 0,29 1,97 1,29 0,66 ENN (%) 45,31 35,21 24,14 53,77 24,61 39,53 58,16 Fibra cruda (%) 21,33 21,14 12,37 - 15,62 21,41 10,50 Fibra dietaria (%) 39,58 36,58 26,02 12,09 26,16 38,93 - Cenizas (%) 7,11 9,56 10,13 7,23 11,19 7,71 7,56

influenciado fue la humedad manejada en la etapa de fructificación, ya que según Forero et al., (2008) entre más aspersiones de agua halla en el ambiente en esta

etapa mejor será su humedad, por lo tanto aunque las aspersiones se realizaban en todo el cuarto de fructificación, pudieron no ser uniformes.

Los valores de proteína obtenidos en las orellanas también fueron variables (Tabla 10); siendo T4 el mayor con un 52,04% y T6 el menor con un 21,31%. Comparando los tratamientos que contienen aserrín, el control aserrín (CAs) tuvo un valor de 30.06%, la mezcla con buchón tuvo un valor inferior, mientras que la mezcla con elodea y bovinaza fueron superiores a este, de igual manera el mismo comportamiento se observa en los tratamientos con cascarilla, donde el valor de la mezcla con buchón fue ligeramente inferior al control y tratamiento con elodea fue superior.

Según Chang et al., (1981) los cuerpos fructíferos de Pleurotus sp tienen entre 27.3 y

42.5% de proteína; de acuerdo con este reporte la mayoría de tratamientos se encuentran dentro del rango a excepción de T4 y T7 que tienen datos superiores a este valor. Los valores obtenidos por estos tratamientos concuerdan con los obtenidos por Wang et al., (2000) que tuvieron orellanas con un rango de proteína del 41 al 53%,

al sembrarlas en granos de cerveza. Algunos autores consideran que la fuente de nitrógeno en los sustratos influye en el contenido de proteína de los cuerpo fructíferos (Dundar et al., 2009), lo que se pudo confirmar con T4 y T7 ya que tienen en su composición bovinaza y elodea, sustratos que poseen el mayor contenido de nitrógeno entre todos los trabajados (Tabla 6).

El porcentaje de grasa obtenido en las orellanas de los diferentes tratamientos fue bajo, y varía en un rango de 0,6 a 2% (Tabla 10); siendo T3 el que mayor valor tiene con 1,53% y T6 el menor con un 0,29%. Según lo reportado por Bermúdez et al.,

(2002) la cantidad de grasa en los cuerpos fructíferos de P. ostreatus generalmente se

encuentra entre el 1 y 8%, de acuerdo a esto, los tratamientos T3, T4, T7 y CAs están dentro del rango. Los valores bajos obtenidos con la mezcla de aserrín están relacionados con lo encontrado por Ríos et al., (2004), quienes obtuvieron un 0,72%

de grasa en Pleurotus sajor - caju cultivado sobre aserrín con cáscaras de maíz. La

relación entre los contenidos de grasa en estas orellanas en los diferentes tratamientos se puede deber a los nutrientes que proporcionó el sustrato.

El porcentaje de carbohidratos obtenido en las orellanas también fue muy variable, siendo el Ccas el de más alto valor con 58,16% y T4 el menor con 24,14%. Los valores de carbohidratos (ENN) reportados en la literatura van desde 40,6 a 53,3 (Chang et al., 1981; Ragunathan y Swaminathan, 2004; Rodríguez, 2005). De

acuerdo con esto los porcentajes de carbohidratos en los hongos producidos en los sustratos T2, T6 y Ccas están dentro del rango; mientras que, los tratamientos T3, T4 y T7 se encuentran por debajo del límite referenciado, con 35.21, 24.14 y 24.61, respectivamente.

En estudios realizados por Wang et al., (2001) obtuvieron que los carbohidratos

podían llegar a disminuir en un 35,7% al sembrar P. ostreatus en granos de cerveza,

sustrato que tiene un alto contenido de nitrógeno, por lo que consideraron que el tipo de sustrato influye en que haya un mayor o menor contenido de carbohidratos en las orellanas; esto se puede corroborar con los tratamientos T3 y T7 que tenían en su composición elodea, sustrato base que tiene el menor porcentaje de carbono (Tabla 6)

entre todos los empleados, y en T4 que contenía bovinaza, sustrato que posee un alto contenido de nitrógeno, lo que pudo haber influido en que hubiera un menor contenido de carbohidratos en estos tratamientos.

Los resultados de fibra cruda obtenidos (Tabla 10) muestran una tendencia similar en todos los tratamientos, estos varían desde 10,50 a 21, 41%, siendo el CAs el que presenta el porcentaje más alto con 21,41%, seguido de T2, T3, T7, T4 y Ccas con valores de 21.33, 21.14, 15.62, 12,37 y 10.50, respectivamente. Se puede observar que todos los tratamientos presentan valores similares a los de su control, a excepción de T4 que tiene un valor inferior al del CAs. Generalmente P. ostreatus contiene fibra

cruda en el rango 11,40 - 20.48%, aunque el mas reportado ha sido de 14% (Ragunathan y Swaminathan, 2004; Cardona, 2001), según esto, se podría decir que los resultados de fibra cruda obtenidos son similares o se encuentran dentro del rango. Estos resultados se pueden comparar con los reportados por Valencia del toro et al.,

(2006) quienes obtuvieron un porcentaje de fibra cruda entre 11 y 12% al sembrar tres aislamientos de Pleurotus sp sobre paja de trigo.

Otro componente de importancia en las orellanas es el contenido de fibra dietaría, Baena (2005) señala un 25% en esta especie, sin embargo, Cardona (2001) fija un rango para de 3 a 32%. Esta variable es de suma importancia nutrición humana debido a que ayuda al organismo en la digestión de los alimentos, además de ser útil en su excreción (Baena, 2005). Los resultados en este estudio indican datos más altos con respecto a los anteriormente referenciados a excepción de T2, T3 y CAs. Además, se puede apreciar que los tratamientos que contienen aserrín con buchón (T2) o elodea (T3) son los que más altos valores presentan con respecto a los de cascarilla (T6 y T7). Los dos tratamientos con cascarilla mezclados con buchón (T6) o con elodea (T7) junto con el tratamiento con aserrín y bovinaza (T4) se encuentran dentro del rango citado por Cardona (2001), siendo T6 el tratamiento que menor contenido de fibra dietaría presenta.

Las cenizas contienen minerales, entre los que se encuentran el sodio, zinc, fósforo, entre otros (Ragunathan y Swaminathan, 2004). Los valores de cenizas obtenidos en esta investigación varían entre 7 y 11%, lo que concuerda con lo obtenido por Forero

et al., (2008) quienes obtuvieron un rango de cenizas de 8,81 a 9,84% al sembrar P. ostreatus en residuos de ají con diferentes complementos. Sin embargo, los resultados

obtenidos no concuerdan con los presentados por Bonatti et al., (2004) que reportan

un contenido de cenizas menor en P. ostreatus de 5,58 y 6,13 sembrado sobre paja de

banano y paja de arroz, respectivamente.

6.3 Análisis químicos de los sustratos donde creció el hongo para evaluar digestibilidad

6.3.1 Determinación de azucares reductores

Los resultados de la determinación de azucares reductores realizada al sustrato inicial (sin el hongo) y final (inoculado con Pleurotus ostreatus) durante la tercera cosecha en

el primer montaje y en la invasión del micelio y la primera cosecha en el segundo montaje se presentan en las Tablas 11 y 12 y se expresan en base seca, por último el porcentaje mostrado refleja el cambio de azucares que tuvieron las mezclas sobre el tratamiento inicial (sin inóculo).

Tabla 11. Azucares reductores presentes en el sustratos sin el hongo y con el hongo

Pleurotus ostreatus durante la tercera cosecha en el primer diseño

TTO Azucares reductores _{Iniciales (%)} Azucares reductores _{en la 3}ra

cosecha (%) % T1 0,417 0,186c -55,40 T2 0,415 0,270bc -34,90 T3 0,365 0,255bc _-30,02 T4 0,508 0,302ab -40,69 T5 0,078 0,179c 130,57 T6 0,051 0,198c _291,44 T7 0,083 0,367a _343,49 T8 0,059 0,244bc 314,53 T9 0,103 0,147d 41,71 CAs 0,562 0,383a _-31,99 Ccas 0,149 0,158d _-5,85

*Letras distintas indican diferencias significativas entre grupos (p 0,05).

Tabla 12. Azucares reductores presentes en el sustrato sin el hongo y con el hongo

Pleurotus ostreatus durante la invasión del micelio y

la primera cosecha en el segundo diseño TTO Azucares reductores _{Iniciales (%)} Azucares reductores en la invasión del

micelio (%) % Azucares reductores en la 1ra cosecha (%) % T1 0,104 0,268b _{158,7 0,314}b _202,5 T2 0,142 0,332a 133,1 0,413a 190,4 T3 0,098 0,234b 138,3 0,263b 168,4 T4 0,123 0,230b 87,8 0,304b 147,6 T5 0,018 0,025c _{40,8 0,109}c _500,9 T6 0,017 0,023c 36,1 0,092c 443,8 T7 0,030 0,059c 95,7 0,221b 634,5 T8 0,014 0,023c _{63,0 0,107}c _652,5 T9 0,001 0,035c _{3435,1 0,123}b _12173,7 CAs 0,028 0,047c 66,1 0,220b 681,7 Ccas 0,014 0,025c 78,6 0,158c 1029,4 CE 0,010 0,255b _{2541,5 0,285}b _2853,7 CB 0,058 0,260b 350,0 0,351b 507,7

*Letras distintas indican diferencias significativas entre grupos (p 0,05).

Con el análisis de varianza ANOVA en el primer diseño se determino que existieron diferencias significativas (p 0,05) entre tratamientos durante la tercera cosecha. La prueba de comparación por pares de Duncan mostró que los tratamientos T4, T7 y Cas fueron los que mayor cantidad de azucares reductores produjeron en la tercera cosecha, presentando diferencias significativas, siendo el control aserrín y la mezcla de elodea con aserrín y salvado de trigo (T7) los mejores tratamientos (Tabla 11) y los que tuvieron la menor producción fueron los tratamientos T9 y Ccas con valores cercanos a 0.1.

Según los resultados presentado en la tabla 11, se puede observar una tendencia similar en casi todos los tratamientos, pues se ve una notable disminución del contenido inicial de los azucares reductores hasta la tercera cosecha, sin embargo las mezclas de cascarilla con buchón, elodea y bovinaza (T6, T7 y T8, respectivamente), y las mezclas de todos los sustratos base (T5 y T9) muestran un comportamiento diferente, pues en vez de disminuir aumentan; lo mismo se puede apreciar en los

porcentajes de comparación con el sustrato inicial, pues los valores negativos indican un decrecimiento y valores positivos un incremento en los azucares. De acuerdo con Mukherjee y Nandi (2004) a cultivar dos diferentes especies de Pleurotus sobre jacinto

de agua se observa un aumento gradual en el contenido de azucares reductores hasta la tercera cosecha, concluyendo que se debe a la degradación de la celulosa y hemicelulosa. Por lo tanto es factible afirmar que en los tratamientos en los que hubo una reducción en el contenido de azucares (T1, T2, T3, T4, CAs y Ccas) era porque el hongo ya había terminado la degradación de la celulosa y hemicelulosa y había empezado a consumir todos los azucares disponibles como lo afirma Mukherjee y Nandi (2004).

Al comparar el comportamiento de los azucares reductores en los diferentes sustratos con su respectivo control, es interesante observar que los tratamientos con aserrín y con cascarilla siguen dos tendencias bien definidas. Los tratamientos de aserrín con buchón, elodea y bovinaza (T2, T3 y T4, respectivamente) siguen un comportamiento similar al de su control (CAs) pues en todos se ve una notable reducción; mientras que los tratamientos que tienen cascarilla con buchón, elodea y bovinaza (T6, T7 y T8, respectivamente) tienen una tendencia diferente ya que todos aumentan, al igual que el control cascarilla (Ccas). Como se mencionó anteriormente esto puede deberse a que el hongo está consumiendo los azucares que provienen de la degradación de los polímeros estructurales, en el caso de los tratamientos con aserrín, o que está degradando los polímeros estructurales y produciendo azucares como es el caso de los tratamientos con cascarilla (Streeter et al., 1981)

En cuanto al análisis de varianza ANOVA del segundo diseño, se determino que existieron diferencias significativas (p 0,05) entre tratamientos durante la invasión del micelio y la primera cosecha. En la invasión de micelio la prueba de comparación por pares de Duncan mostro que el tratamiento T2 fue el que tuvo una mayor producción de azucares reductores en esta etapa de crecimiento del hongo, seguido de T1, T4, CB y CE que no tuvieron diferencias significativas entre sus medias, mostrando valores entre 0,23 y 0,26%, y por último los tratamientos T3, T5, T6, T7, T8, T9, Ccas y CAs que tampoco presentaron diferencias significativas entre sus medias, siendo los de producción de azucares reductores con valores inferiores a 0,059%. Como los tratamientos se asocian en diferentes grupos (a, b, c y d) de acuerdo con la Prueba de rangos múltiples de Duncan, se puede considerar que el grupo a está marcando la diferencia siendo el que muestra la mayor producción de azucares reductores. El grupo b se puede caracterizar por sustratos que dan una mediana producción y por último el grupo c representa a sustratos que tuvieron muy bajas concentraciones de este parámetro. En cuanto a los azucares de la primera cosecha la prueba de comparación por pares de Duncan mostro que el tratamiento del grupo a (T2) fue el que marco la diferencia teniendo una mayor producción de azucares reductores en esta etapa de crecimiento del hongo, seguido del grupo b, representado por T1, T3, T4, T7, CB, CE y CAs que no tuvieron diferencias significativas entre sus medias, mostrando valores entre 0,22 y 0,35% y por último los tratamientos del grupo c representados por T5, T6, T8, T9 y Ccas, con valores alrededor de 0,1, siendo los que menor cantidad de azucares reductores produjeron.

En este segundo diseño experimental se pudo observar (Tabla 12) que en todos los tratamientos hubo un aumento progresivo de los azucares reductores a medida que el hongo crecía, también se puede apreciar que hacia la primera cosecha, casi todos los tratamientos aumentan en gran cantidad la concentración de azucares a comparación

de los producido cuando el micelio ha invadido la bolsa; estos resultados obtenidos concuerdan con los hallados por Mahmoud (2005) donde muestran un aumento en la concentración de azucares reductores al evaluar durante 7 semanas un cultivo de P. ostreatus sobre buchón.

Al comparar los tratamientos con los controles es factible afirmar que los sustratos que contenían aserrín mezclado con buchón, elodea y bovinaza (T2, T3 y T4 respectivamente); mostraron un aumento muy rápido y con altas concentraciones; mientras que, el control aserrín (CAs) también tuvo un aumento pero fue lento y en menor cantidad. Sin embargo si se comparan estos tratamientos con los controles buchón y elodea se observa que T2 y T3 tuvieron un comportamiento similar pues todos aumentaron rápidamente y en altas cantidades, por ende es posible afirmar que las mezclas con estas macrófitas tuvieron un efecto positivo en estos tratamientos y que posiblemente la degradación de celulosa y hemicelulosa se está dando más rápido en estos sustratos.

Por otra parte, los tratamientos que tienen en su contenido cascarilla mezclada con buchón, elodea y bovinaza (T6, T7 y T8, respectivamente) mostraron un comportamiento similar al del control cascarilla (Ccas), debido a que tuvieron un aumento lento y no muy variable en la concentración de azucares reductores; al comparar estos tratamientos con los otros dos controles se puede decir que el CB y CE tuvieron datos más altos y que variaban drásticamente en los tiempos evaluados. Por lo tanto, es posible afirmar que la mezcla de cascarilla con estas macrófitas no tuvo un efecto positivo en estos tratamientos, pues de una manera indirecta se logra notar que no hay buena degradación del sustrato por los bajos niveles en la concentración de azucares reductores. Como se menciono con anterioridad, esto puede deberse a que la cascarilla de arroz por sus características físicas y químicas genera efectos inhibitorios en el desarrollo de los hongos (Hanai et al., 2005; Forero et al., 2008).

6.3.2 Determinación del contenido de pared celular

Los resultados de la determinación de lignina, celulosa, hemicelulosa y azucares totales realizada al sustrato inicial (sin el hongo) y final (inoculado con Pleurotus ostreatus) en la tercera cosecha en el primer montaje y en la invasión del micelio en el

segundo montaje se presentan en la Tabla 13 y se expresan en base seca, por último el porcentaje mostrado refleja el cambio que tuvieron los diferentes parámetros analizados con respecto al tratamiento inicial (sin inoculo).

Tabla 13. Cambios estructurales en el sustrato de los diferentes tratamientos en los que creció el hongo Pleurotus ostreatus

*I: Inicial (sin inoculo del hongo); F: Final (con el hongo crecido)

Para entender los resultados hallados en este estudio es importante conocer la cinética de P. ostreatus, ya que juega un papel muy importante en el modo de

degradar los compuestos lignoceluloliticos. Durante el crecimiento del hongo hay dos fases implicadas en esta degradación, la primera es la colonización que se presenta en el metabolismo primario, la cual se caracteriza por el uso de los compuestos solubles para el crecimiento micelial, entre ellos se encuentran los azucares no estructurales, la hemicelulosa y una parte de la celulosa; y la segunda la de degradación que se presenta en el metabolismo secundario y está representada por el ataque del hongo al complejo lignocelulólitico, cuando los carbohidratos solubles ya han sido consumidos (Ghosh et al., 1998; Cruz et al., 2001).

De acuerdo con los resultados presentados en la tabla 13, las mezclas de aserrín con buchón (T2), elodea (T3) y el control aserrín (CAs), tuvieron un comportamiento similar al presentar mayor degradación de la celulosa con valores entre el 44 y 58%, seguido de la hemicelulosa con valores entre 18 y 31% y por último la lignina con valores alrededor del 10%. En la literatura se afirma que si el sustrato inicialmente tiene un alto contenido de lignina se favorece la degradación de la misma y cuando el contenido inicial de lignina es bajo, se favorece la degradación de celulosa (Mukherjee y Nandi, 2004; Forero et al., 2009). Por lo tanto, es factible pensar que la alta degradación de

celulosa en los sustratos T2, T3 y CAs se vio favorecida porque el contenido inicial de lignina fue bajo en estos sustratos (Tabla 13). Por otra parte, los datos obtenidos en la degradación de la hemicelulosa no coinciden con lo referenciado por diversos autores, que afirman que la hemicelulosa, es un compuesto sencillo y fácil de degradar, por lo que el hongo lo utiliza en su fase de crecimiento primaria (Tsang et al., 1987; Ghosh et al., 1998; Xiujin et al., 2001; Cruz et al., 2004; Mukherjee y Nandi, 2004; Wing Ching-

Jones y Alvarado 2009). La baja degradación de hemicelulosa en los sustratos que contenían aserrín, pudo estar relacionado relacionado con los residuos de hemicelulosa que quedan después del consumo por el hongo; dando como resultado mayor acumulación de la hemicelulosa residual que probablemente son las fracciones más recalcitrantes (Mukherjee y Nandi, 2004).

TTO Lignina Celulosa Hemicelulosa Azucares _totales

I F % I F % I F % I F T1 16,13 8,98 44,32 41,09 22,19 46,00 18,61 17,68 5,00 11,78 17,93 T2 22,33 20,04 10,25 53,70 22,41 58,27 22,38 18,33 18,08 20,48 27,83 T3 22,67 20,39 10,05 56,75 31,89 43,80 14,82 10,15 31,53 12,62 15,54 T4 21,53 - - 53,99 - - 16,04 - - 13,22 15,04 T5 11,77 8,69 26,17 32,39 31,99 0,93 26,69 16,95 36,49 14,06 16,18 T6 17,38 17,22 0,90 33,62 27,48 18,26 17,84 17,51 1,85 16,36 19,21 T7 13,20 13,23 -0,19 35,33 34,01 3,73 20,84 14,21 31,81 13,69 18,74 T8 12,57 - - 33,91 - - 36,55 - - 16,94 18,58 T9 11,04 3,65 66,93 16,84 9,94 40,98 20,37 13,30 34,70 14,40 15,43 CAs 20,90 18,07 13,54 56,36 28,85 48,81 14,78 10,17 31,18 18,51 18,07 Ccas 12,86 12,90 -0,32 34,94 33,56 3,94 21,59 9,97 53,83 17,46 17,39 CB 6,80 5,33 21,61 13,92 11,75 11,59 11,62 10,98 34,27 - - CE 6,27 5,03 19,01 20,80 18,39 15,62 18,10 11,90 5,47 - -

La mezcla de cascarilla con elodea (T7) y el control cascarilla (Ccas) tuvieron un comportamiento similar entre ellos pero diferente comparándolo con el de los tratamientos que contenían aserrín, pues presentaron una mayor degradación de la hemicelulosa con valores de 32 y 54% respectivamente, seguido de la celulosa con valores alrededor del 4% y por último la lignina aparentemente no tuvo degradación. En la literatura se afirma que durante la fructificación de Pleurotus ostreatus, la

materia orgánica y otros componentes de la pared celular, excepto la lignina, disminuyen su contenido después de la cosecha, la hemicelulosa casi desaparece y la celulosa baja en 50 % (Xiujin et al., 2001; Delfin y Duran, 2003). De acuerdo con lo

anterior, los resultados obtenidos con la hemicelulosa y celulosa concuerdan con lo referenciado, aunque de la celulosa no hubo una degradación del 50% como se menciona, sino menor, con valores cercanos al 3%.

Lo anterior hace pensar que esta pudo ser una de las causas del porque la lignina no se degrado, ya que su degradación se inicia siempre y cuando exista una eliminación de la celulosa, lo que otorga los co - sustratos necesarios (glucosa) para que el hongo posea la suficiente energía y pueda degradar la lignina, además se crea un canal de acceso para permitir la entrada de las enzimas ligninoliticas y así actúen en la degradación de este compuesto (Ghosh et al., 1998). Por lo tanto, esto indica que

hubo una falta de componentes que aportaran la energía necesaria y un limitado acceso para la degradación de la lignina. Resultados similares fueron obtenidos por Forero y colaboradores (2009), quienes afirmaron que no hubo una degradación de la lignina al sembrar a P. ostreatus sobre mezclas de residuos de ají con otros sustratos.

Lo que respecta al tratamiento T6, tuvo una tendencia similar a las mezclas con aserrín, pues la degradación de la celulosa fue mayor con un 18,26%, seguido de la hemicelulosa con 1,85% y la lignina con 0,9%, este comportamiento posiblemente se presento por el menor contenido de lignina inicial, que como se menciono anteriormente pudo estimular una mejor degradación de la celulosa (Forero et al.,