Spent coffee grounds influence on Pleurotus ostreatus production, composition, fatty acid profile, and lignocellulose biodegradation capacity

Figures & data

Table 1. Substrate effect on various indicators of mushroom growth and production.

Tabla 1. Efecto del sustrato en varios indicadores de crecimiento y producción de champiñones

	S1	S3	S4	p value
100% MC (DAS)	7.7 ± 1.1^a	8.7 ± 2.1^a	9.0 ± 1.0^a	0.555
PN (DAS)	32.0 ± 3.5^a	34.7 ± 0.6^ab	38.0 ± 1.0^b	0.036
H1 (DAS)	34.7 ± 4.6^a	34.7 ± 0.6^a	40.0 ± 1.0^a	0.133
HN	2.3 ± 0.6^b	4.0 ± 0.0 ^c	1.3 ± 0.6^a	0.001
BN	11.0 ± 0.0^b	16.7 ± 2.5^c	4.3 ± 1.5^a	0.000
FBN	32.7 ± 2.5^ab	42.3 ± 14.5^b	20.7 ± 9.0^a	0.095
BW (g)	85.6 ± 28.0^b	50.2 ± 5.3^a	89.6 ± 0.8^b	0.050
FBW (g)	13.1 ± 2.8^a	19.4 ± 4.1^b	20.4 ± 1.1^b	0.046
BY (g/bag)	910.1 ± 236.3^b	814.6 ± 201.1^b	437.1 ± 19.0^a	0.039
BE (%)	105.0 ± 27.2^b	105.1 ± 26.0^b	59.3 ± 2.6^a	0.066
EY (g/bag)	871.4 ± 235.0^b	772.5 ± 187.0^b	402.8 ± 17.0^a	0.036

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, MC: mycelial colonization, PN: time to pin head initiation, H1: time to first harvest, HN: harvests number, BN: bunches number, FBN: fruit body number, BW: bunches weight, FBW: fruit body weight, BY: biological yield, BE: biological efficiency, EY: economic yield, DAS: days after spawning. Values are means ± SD; means within the same row followed by the same letters are not significantly different at p ˂ 0.05 according to Duncan’s multiple range test.

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, MC: colonización micelial, PN: tiempo de iniciación de la cabeza del alfiler, H1: tiempo de la primera cosecha, HN: número de cosechas, BN: número de racimos, FBN: número de cuerpo del fruto, BW: peso de los racimos, FBW: peso de cuerpo del fruto, BY: rendimiento biológico, BE: eficiencia biológica, EY: rendimiento económico, DAS: días después de la eclosión. Los valores son medias ± DE; las medias dentro de la misma fila seguidas de las mismas letras no son significativamente diferentes en p ˂ 0.05, según la prueba de rango múltiple de Duncan.

Figure 1. Pileus and stipe characteristics of mushrooms grown on different substrates (Values are means ± SD; for each indicator, means followed by the same letter are not statistically significant at p < .05 according to Duncan’s multiple range test; S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, SD: stipe diameter, PD: pileus diameter, SL: stipe length, WS: wheat straw, SCG: spent coffee grounds).

Figura 1. Características del pilo y del estipe de los champiñones cultivados en diferentes sustratos (los valores son medias ± DE; para cada indicador, las medias seguidas de la misma letra no son estadísticamente significativas a p < .05, según la prueba de rango múltiple de Duncan; S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, SD: diámetro del estipe, PD: diámetro del pilo, SL: longitud del estipe, WS: paja de trigo, SCG: desechos de café molido)

Table 2. Mushrooms (% fresh weight) and initial substrates (%dry weight) composition.

Tabla 2. Composición de los champiñones (% peso fresco) y sustratos iniciales (% peso seco)

	Pro	CF	Carb	Fat	TSS	FRU	GLC	SUC
Substrates
S1	5.50±0.008^a	38.44±0.01^c	38.54±0.05^c	0.73±0.02^a	1.54±0.05^b	0.60±0.01^c	0.74±0.01^c	0.20
S3	9.00±0.05^b	37.71±0.002^b	37.81±0.01^b	3.13±0.02^b	0.13±0.003^a	0.03±0.002^b	0.10±0.01^a	˂0.005
S4	12.10±0.008^c	33.87±0.02^a	34.00±0.003^a	4.59±0.01^c	0.13±0.004^a	0.01±0.003^a	0.12±0.004^b	˂0.005
Sig.	*	*	*	*	*	*	*	*
Mushrooms
S1	2.94±0.003^C	3.90±0.003^C	6.19±0.004^B	0.19±0.002^B	0.013±0.002^A	0.007±0.002^B	0.007±0.002^A	˂0.005
S3	2.45±0.004^A	2.37±0.003^A	5.79±0.002^A	0.16±0.002^A	0.02±0.003^B	0.005±0.000^A	0.008±0.002^A	˂0.005
S4	2.67±0.004^B	3.16±0.005^B	7.49±0.005^C	0.26±0.003^C	0.032±0.000^C	0.007±0.000^B	0.02±0.003^B	˂0.005
Sig.	*	*	*	*	*	*	*	-

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, Pro: total protein, CF: crude fiber, Carb: total carbohydrates, TSS: total soluble sugars, FRU: fructose, GLC: glucose, SUC: sucrose. Values are means ± SD; means within the same column followed by the same letters of lower case -corresponding to substrates- or uppercase -corresponding to mushrooms- are not significantly different at p ˂ 0.05 according to Duncan’s multiple range test

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, Pro: proteína total, CF: fibra cruda, Carb: carbohidratos totales, TSS: azúcares solubles totales, FRU: fructosa, GLC: glucosa, SUC: sacarosa. Los valores son medias ± DE; las medias dentro de la misma columna seguidas por las mismas letras en minúsculas – correspondientes a los sustratos – o en mayúsculas – correspondientes a los champiñones – no son significativamente diferentes en p ˂ 0.05, según la prueba de rango múltiple de Duncan.

Table 3. Mineral composition of initial substrates and mushrooms (% dry weight).

Tabla 3. Composición mineral de los sustratos iniciales y los champiñones (% de peso seco)

	Ca	K	Mn	Fe	Na	Mg
Substrates
S1	0.42±0.004^b	1.43±0.01^c	0.08±0.003^b	0.015±0.002^a	0.07±0.004^a	0.08±0.003^a
S3	0.51±0.002^c	0.14±0.004^b	0.0024±0.000^a	0.018±0.003^a	0.09±0.002^b	0.12±0.005^b
S4	0.37±0.003^a	0.09±0.005^a	0.0021±0.000^a	0.021±0.007^a	0.11±0.002^c	0.13±0.003^b
Sig.	*	*	*	ns	*	*
Mushrooms
S1	0.0025±0.000^B	0.25±0.002^B	0.0001±0.000^C	0.002±0.000^B	0.042±0.002^C	0.013±0.002^A
S3	0.0011±0.000^A	0.24±0.003^A	0.00007±0.000^A	0.0016±0.000^AB	0.007±0.000^B	0.013±0.000^A
S4	0.0021±0.000^B	0.29±0.003^C	0.00009±0.000^B	0.0013±0.000^A	0.006±0.000^A	0.014±0.000^A
Sig.	*	*	*	ns	*	ns

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG. Values are means ± SD; means within the same column followed by the same letters of lower case-corresponding to substrates- or uppercase -corresponding to mushrooms- are not significantly different at p ˂ 0.05 according to Duncan’s multiple range test

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG. Los valores son medias ± DE; las medias dentro de la misma columna seguidas por las mismas letras en minúscula – correspondientes a los sustratos – o en mayúscula – correspondientes a los champiñones – no son significativamente diferentes en p ˂ 0.05, según la prueba de rango múltiple de Duncan.

Figure 2. Variation of fiber fractions between initial and residual substrates (Values are means ± SD; for each indicator, different letters indicate a statistically significant difference at p < 0.05); S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG.

Figura 2. Variación de las fracciones de fibra entre los sustratos inicial y residual (los valores son medias ± DE; para cada indicador, las distintas letras indican una diferencia estadísticamente significativa en p < 0.05); S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG

Figure 3. Relation between biological yield (BY) and loss of lignin (BY = 95.08x + 5.29E² (r² = 0.280); S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG.

Figura 3. Relación entre el rendimiento biológico (BY) y la pérdida de lignina (BY = 95.08x + 5,29E2 (r2 = 0,280); S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG

Table 4. Fatty acids profiles of initial substrates and mushrooms (dry basis, % of total fatty acid).

Tabla 4. Perfiles de ácidos grasos de los sustratos iniciales y los champiñones (base seca, % de ácido graso total)

	PUFA		MUFA		SFA
Substrates	C18:2	C18:3	C16:1	C18:1	C20:0	C16:0	C18:0
S1	21.06±0.003^a	8.06±0.002^c	1.20±0.004^b	10.48±0.002^a	nd	53.32±0.003^c	5.88±0.007^a
S3	44.61±0.003^b	3.64±0.003^b	nd	14.89±0.007^c	1.58±0.003^b	26.66±0.006^b	8.62±0.002^c
S4	52.03±0.003^c	2.65±0.003^a	nd	12.94±0.003^b	1.92±0.002^c	23.87±0.005^a	6.58±0.004^b
Sig.	*	*	*	*	*	*	*
Mushrooms
S1	80.59±0.009^A	0.20±0.002^A	0.09±0.003^A	9.10±0.002^C	nd	9.18±0.01^A	0.84±0.003^B
S3	80.80±0.002^B	nd	0.44±0.03^B	7.84±0.003^B	nd	10.06±0.005^C	0.85±0.003^C
S4	82.81±0.003^C	0.36±0.005^B	0.77±0.05^C	5.54±0.004^A	nd	9.82±0.002^B	0.62±0.002^A
Sig.	*	*	*	*	*	*	*

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, PUFA: polyunsaturated fatty acids, MUFA: monounsaturated fatty acids, SFA: saturated fatty acids, C18:2: linoleic acid, C18:3: linolenic acid, C16:1: palmitoleic acid, C18:1: oleic acid, C20:0: arachidic acid, C16:0: palmitic acid, C18:0: stearic acid, nd: not detected. Values are means ± SD; means within the same column followed by the same letters of lower case -corresponding to substrates- or uppercase -corresponding to mushrooms- are not significantly different at p ˂ 0.05 according to Duncan’s multiple range test.

S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, PUFA: ácidos grasos poliinsaturados, MUFA: ácidos grasos monoinsaturados, SFA: ácidos grasos saturados, C18:2: ácido linoleico, C18:3: ácido linolénico, C16:1: ácido palmitoleico, C18:1: ácido oleico, C20:0: ácido araquídico, C16:0: ácido palmítico, C18:0: ácido esteárico, nd: no detectado. Los valores son medias ± DE; las medias dentro de la misma columna seguidas por las mismas letras en minúscula – correspondientes a los sustratos – o en mayúscula – correspondientes a los champiñones – no son significativamente diferentes en p ˂ 0.05, según la prueba de rango múltiple de Duncan.

Table 5. Overview of PLSR models for mushroom fatty acids in relation to substrate composition.

Tabla 5. Resumen de los modelos PLSR para los ácidos grasos de los champiñones en relación con la composición de los sustratos

		Q^2cum		R^2Ycum
Mushroom fatty acid	RMSE	Comp 1	Comp 2	Comp 1	Comp 2
C16:0 palmitic acid	0.018	0.750	0.992	0.644	0.997
C16:1 palmitoleic acid	0.009	0.960	0.998
C18:0 stearic acid	0.007	0.485	0.985
C18:1 oleic acid	0.056	0.851	0.996
C18:2 linoleic acid	0.053	0.605	0.990
C18:3 linolenic acid	0.013	0.025	0.972

RMSE: root means square error.

RMSE: raíz de la desviación cuadrática media.

Figure 4. Correlations between mushroom fatty acids and substrates chemical composition (S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, C16:0: palmitic acid, C16:1: palmitoleic acid, C18:0: stearic acid, C18:1: oleic acid, C18:2: linoleic acid, C18:3: linolenic acid, C20:0: arachidic acid, NDF: neutral detergent fiber, ADF: acid detergent fiber, ADL: acid detergent lignin, M: mushroom).

Figura 4. Correlaciones entre los ácidos grasos de los champiñones y la composición química de los sustratos (S1: 100%WS, S3: 67%WS+33%SCG, S4: 33%WS+67%SCG, C16:0: ácido palmítico, C16:1: ácido palmitoleico, C18:0: ácido esteárico, C18:1: ácido oleico, C18:2: ácido linoleico, C18:3: ácido linolénico, C20:0: ácido araquídico, NDF: fibra detergente neutra, ADF: fibra detergente ácida, ADL: lignina detergente ácida, M: champiñón)

Figure 5. Regression coefficients and significant indications (shown in streaked bars) for substrate chemical composition variable.

Figura 5. Coeficientes de regresión e indicaciones significativas (mostradas con barras rayadas) para la variable de composición química del sustrato

Data availability

Due to the nature of this research as a part of a PhD thesis, participants of this study did not agree for their data to be shared publicly, so supporting data is not available.