Ciclo del cultivo de champiñón: Evolución de las variables físico-químicas

El champiñón (Agaricus bisporus) es la especie de hongo comestible más cultivada a nivel mundial. En Europa se cultiva aproximadamente el 30% de dicha producción. Los mayores productores de champiñón son Holanda y Polonia, seguidos de Francia y España, que produce aproximadamente el 10% de la producción europea.

Para que el hongo crezca, se necesita la existencia de nutrientes adecuados que puedan ser aprovechados por las hifas del micelio; lo que significa que para su desarrollo necesitan un sustrato del que extraen los nutrientes orgánicos. Este sustrato es lo que en general se denomina compost. Este compost debe ser lo más selectivo posible, es decir, que permita el desarrollo del hongo que se pretende cultivar, pero el de otros hongos competidores.

En el caso de sustrato de champiñón, el compostaje es el desarrollo de un proceso fermentativo en estado sólido en que tienen lugar importantes cambios físico-químicos, bioquímicos y microbiológicos sobre los materiales de partida y cuyo objetivo es la obtención de un sustrato en el que se promueve el crecimiento del micelio de champiñón evitando el crecimiento de microorganismos competidores. El compost es el resultado de la mezcla de las materias primas humedecidas y fermentadas por la acción de la oxigenación periódica hasta alcanzar el estado óptimo de textura, estructura, actividad microbiana y demás parámetros de interés. Además, para su correcta fructificación el champiñón necesita una capa de tierra de cobertura con unas determinadas propiedades físicas, químicas y microbiológicas.

La producción final se ve muy afectada tanto por las características físico-químicas como por la dinámica de las poblaciones microbianas y los cambios en las mismas, así como por los patógenos y enfermedades asociados tanto al proceso de compostaje como al cultivo.

A través del proyecto “CULTIVO DE CHAMPIÑÓN: IMPACTO DEL PROCESO Y PRESENCIA DE PATÓGENOS” se están siguiendo varias líneas de investigación para la mejora del proceso de compostaje tanto caracterizando analíticamente las distintas fases de este proceso como localizando nuevos métodos de control y lucha contra plagas y enfermedades.

Las materias primas utilizadas para la elaboración del compost para el cultivo del champiñón son principalmente paja, gallinaza, urea y agua. Utilizando estos componentes y realizando un proceso de compostaje controlado se obtiene el sustento sobre el que el champiñón se desarrollará.

Ilustración 1: Ciclo del sustrato para el cultivo de champiñón

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En este artículo se presentan los resultados obtenidos en la primera etapa de este proyecto. Se recoge la evolución del compost desde la mezcla de las materias primas hasta el final del cultivo en varios ciclos de cultivo. Durante este proceso se han realizado analíticas físico-químicas, cuantificación del contenido en fibras y relacionándolo con la producción de champiñón.

El análisis físico-químico se realizó en puntos clave de cada fase del compost y del cultivo del champiñón, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 1: Análisis físico-químico durante el ciclo del compost

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Se ha hecho un seguimiento exhaustivo de este proceso, sobre todo en la evolución de las fibras (celulosa, hemicelulosa y lignina). Estas fibras aportan los nutrientes necesarios al Agaricus bisporus para que se desarrolle, por lo que es muy importante ver su evolución a lo largo del proceso de compostaje y durante el cultivo del champiñón.

Esta evolución se ha analizado en el CTICH, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 2: Resultados medios del contenido en fibras durante las distintas fases del compost y cultivo

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Estas experiencias han permitido determinar el contenido medio de fibras en las distintas fases de la elaboración. También han ayudado a determinar que, por ejemplo, el contenido en fibras de la gallinaza y de la turba no es significativo ya que no aportan carbohidratos durante el crecimiento del champiñón, corroborando la bibliografía consultada.

En la siguiente gráfica se puede observar la evolución de las fibras desde las materias primas (paja), pasando por las distintas fases del proceso de compostaje (Fase I, Fase II), del cultivo (Fase III) y el sustrato una vez que el cultivo ha finalizado (SPCH). Todo ello relacionado con la producción obtenida en dos floradas del cultivo.

Tabla 3: Evolución de las fibras desde la mezcla de materias primas hasta finalización del cultivo del champiñón, relacionado con la producción obtenida en 2 floradas (kg)

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Durante el proceso de compostaje para la preparación de sustrato para el cultivo de champiñón (formado básicamente por paja de cereal, gallinaza y urea), tienen lugar una serie de procesos metabólicos que modifican su estructura. Durante este proceso el 65 – 67% de los polisacáridos iniciales son consumidos por microorganismos presentes en el compost. Estos microorganismos son ambientales. Principalmente se produce una degradación rápida de la hemicelulosa y celulosa. La lignina apenas es degradada por los microorganismos durante el proceso de compostaje, pero sí que tienen lugar cambios oxidativos en su estructura (Iiyama et al. 1994).

Durante la Fase I del compostaje, los carbohidratos de la paja del cereal (celulosa) son metabolizados hasta cierto punto, ya que menos del 10% de los carbohidratos son consumidos en esta fase (Kabel et al. 2017).

La Fase II se caracteriza por la metabolización del 50% del xilano (polisacárido componente de la hemicelulosa) y la celulosa por la actividad microbiana (bacterias y otros hongos), mientras que la lignina permanece inalterada (Jurak et al. 2015). Al final de esta fase el compost está listo para la colonización del champiñón y se encuentra formado por aproximadamente un 26% de carbohidratos (mitad xilano y mitad celulosa), 26% de lignina, 31% de cenizas y un 10% de proteína (Kabel et al. 2017).

En la fase III, durante el crecimiento miceliar los carbohidratos son ligeramente consumidos y el xilano es parcialmente degradado (Kabel et al. 2017). Al mismo tiempo la lignina es metabolizada al 45%. Durante la fructificación el 40% del total de los carbohidratos del compost son consumidos (Kabel et al. 2017).

Conclusión.

Se ha obtenido un perfil de evolución de las características analíticas a lo largo del proceso de producción de sustrato de champiñón. Son especialmente importantes, los perfiles de las fibras (hemicelulosa, celulosa y lignina) por la importancia en la nutrición del champiñón. Se ha comprobado que la calidad de las materias primas utilizadas en el proceso de producción del compost tiene una repercusión directa tanto en la producción como en la calidad del champiñón obtenido.

Teniendo en cuenta los resultados obtenido, se podrá influir en la producción y calidad del champiñón actuando sobre las distintas etapas del proceso de producción y cultivo.

Autores: Margarita Pérez Clavijo, María Luisa Tello Martín y Emilio Rascón Pérez
Centro: Centro Tecnológico de Investigación del Champiñón de La Rioja

Agradecimientos

Este proyecto ha sido cofinanciado Programa Operativo FEDER de La Rioja 2014 – 2020 (Proyecto CT21_04).