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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beschleunigten, mechanisierten Herstellung von als Impfstoff bzw. als Nährgrundlage für Pilze höherer Ordnung geeigneten Pilzprodukten, die als menschliche Nahrung oder als
Tierfutter verwendbar sind, im industriellen Massstab.
Im Verlauf der Herstellung des für die Anzucht von Speisepilzen geeigneten Impfstoffes wird die für die
Entwicklung des Pilzmyzeliums dienende Nährgrundlage, d. h. der Nährboden, zweckmässig aus Substanzen pflanzlichen und mineralischen Ursprungs zusammengestellt. Hierauf wird diese Grundlage angefeuchtet in einzelne Gefässe oder in Kunststoffolien gefüllt und luftdurchlässig, jedoch die Sterilität sichernd verschlossen (Wattestopfen). Diese Behälter weisen eine Öffnung für das Impfen auf, durch die die als Impfstoff dienende
Pilzreinzucht auf oder in die Nährgrundlage gebracht werden kann. Die vorbereitete Grundlage wird schliesslich in einem Autoklaven sterilisiert, dann abgekühlt und mit dem Myzelium des zu züchtenden Pilzes beimpft.
Die beimpften Nährgrundlagen werden bei einer für den zu züchten beabsichtigten Pilz optimalen Temperatur inkubiert. Die Myzele durchflechten, von der Impfungseinheit ausgehend, den Nährboden mit einer für die
Pilzart kennzeichnenden Wachstumsgeschwindigkeit und Intensität. Die Zeitdauer ist von den Abmessungen des
Zuchtgefässes abhängig, worauf die Zucht in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Nährgrundlage als neuer Impfstoff oder als menschliche Nahrung bzw. als Tierfutter verwendbar ist. Es ist nicht notwendig, in jedem Falle Pilzfruchtkörper zu züchten, weil das Pilzmyzelium selbst dem Pilzfruchtkörper ähnlich ist, also eine an sich für menschliche Nahrung geeignete Substanz darstellt. So kann z. B.
Reis im mit Pilzmyzelium durchflochtenen Zustand und hiedurch an Eiweiss und an Aromastoffen angereichert, in eine Nahrung mit höherem Nährwert umgewandelt werden. Auf Grund eines ähnlichen Prinzips können auch die als Tierfutter geeigneten Pilzprodukte gezüchtet werden, wobei unterschiedliche pflanzliche Stoffe oder Produkte mit
Pilzmyzelium durchflochten und für die Fütterung der Tiere verwendet werden.
Nachteile der bekannten Pilzzuchtverfahren sind, dass im Laufe der Herstellung des Impfstoffes bzw. der
Nährgrundlage sowie der Pilzprodukte individuelle Zuchtgefässe verwendet werden müssen, die einzeln beimpft werden, wobei die Durchflechtungszeit von der einheitlichen Menge der beimpften Nährgrundlage abhängig ist, da die verwendeten Nährböden vom Impfstoff nur allmählich durchflochten werden. Nach einem bekannten
Verfahren wird derart vorgegangen, dass ein konzentrisch angeordnetes, mit Myzelium durchflochtenes,
Kohlenhydrat enthaltendes Impfbündel in einem Impfkanal untergebracht wird, worauf die Nährgrundlage vom Myzelium des Austernseitlings (Pleurotus ostreatus) in einem Zuchtgefäss von 11 Inhalt im Laufe von 7 bis
10 Tagen durchflochten wird, während in einem Zuchtgefäss von 51 Inhalt die Zucht 16 bis 20 Tage lang dauert.
Unter ähnlichen Züchtungsbedingungen ist für das Wachstum des Myzeliums des Egerlings eine dreimal längere Zeit notwendig.
Die fertige durchflochtene Nährgrundlage wird dem festwandigen Zuchtgefäss zwecks Aufbewahrung bzw. weiterer Verwendung entnommen und unter nicht sterilen Umständen in Papier-, Metall- oder Kunststoffoliensäcken verpackt.
Die bekannten Verfahren sind daher mit sehr grossem Arbeitsaufwand behaftet und für die Anzucht von Speisepilzen im industriellen Massstab wenig geeignet.
Ziel der Erfindung ist die Züchtung von Speisepilzen, wobei die notwendige Züchtungszeit des Impfstoffes der Nährgrundlage und der zur weiteren Züchtung geeigneten Pilzprodukte herabgesetzt werden soll. Durch Mechanisierung des Herstellungsverfahrens sollen ferner die einzelnen Arbeitsphasen verschmolzen und beschleunigt werden, wodurch sich eine höhere Produktivität ergibt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von als Impfstoff bzw. als Nährgrundlage für Pilze höherer Ordnung geeigneten Pilzprodukten, die als menschliche Nahrung oder als Tierfutter verwendbar sind, im industriellen Massstab, ist dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Komponenten der mit dem Myzelium des zu züchtenden Pilzes zu durchflechtende Nährgrundlage in einem wärme- und druckfesten, mit einer Ruhr- un Fördereinrichtung versehenen, geschlossenen Behälter eingebracht und, gegebenenfalls nach Befeuchtung, durch unmittelbares Dampfeinblasen oder mit Hilfe äusserer Heizung unter kontinuierlichem, auflockerndem und homogenisierendem Rühren auf die Sterilisationstemperatur aufgewärmt werden, worauf die so behandelte Nährgrundlage in einem mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten, kühlbaren,
geschlossenen Behälter überführt und, gegebenenfalls unter steriler Belüftung, auf eine Temperatur, die das Pilzmyzelium verträgt, abgekühlt, sodann mit dem Impfstoff vermischt wird, wonach die mit dem Impfstoff homogenisierte Nährgrundlage in ein für das Durchflechten und für die Aufbewahrung geeignetes Gefäss oder aber in einen Kunststoffsack gefüllt und in einer den Züchtungsbedingungen entsprechenden Umgebung aufbewahrt wird.
Hiebei kann man auch so vorgehen, dass die im kühlbaren geschlossenen Behälter befindliche Nährgrundlage während des Durchflechtens durch Einblasen steriler Luft oder mit Sauerstoff angereicherter steriler Luft belüftet wird.
Im Verlauf der Ausarbeitung des erfindungsgemässen Verfahrens wurde gefunden, dass das Homogenisieren, das Anfeuchten sowie das Schwellen und Sterilisieren der aus mehreren Komponenten bestehenden Nährgrundlage in einem geschlossenen, mit einem Rührwerk versehenen Raum von zweckentsprechenden Abmessungen, z. B. durch Einblasen von Überdruckdampf in einem Arbeitsgang durchführbar ist. Wenn die sterilisierte Nährgrundlage unter sterilen Verhältnissen in einem zweiten geschlossenen Raum, unter Rühren auf
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eine den Lebensbedingungen des Pilzes entsprechende Temperatur abgekühlt wird, so kann in einer zweckmässig ausgebildeten Einrichtung sowohl die Belüftung als auch das Beimpfen in einem Arbeitsabschnitt durchgeführt werden.
Nach der gegebenenfalls auf sterilem Weg stattfindenden Zugabe des flüssigen oder körnigen Impfstoffes wird dieser mit der Nährgrundlage durch Rühren homogenisiert. Die mit dem Impfstoff vermischte
Nährgrundlage wird danach unter sterilen Verhältnissen in den gasdurchlässigen Kunststoffsack gebracht. Die beimpfte Nährgrundlage wird im steril verschlossenen Sack bei entsprechender Temperatur durchflochten und kann für den gewünschten Zweck verwendet werden. Im Falle der Anwendung eines dem industriellen Massstab entsprechenden grösseren Volumens, z. B. eines Sackes von 100 I, wird im Interesse der ausreichenden
Sauerstoffversorgung des Nährbodens während der Durchflechtungszeit eine sterile Zwangsbelüftung gesichert.
Der Durchflechtungsvorgang kann auch dadurch beschleunigt werden, dass eine dem Züchtungsbedarf der zu züchtenden Pilzart entsprechende Sauerstoffmenge zugesetzt wird, der Sauerstoffgehalt der sterilen Luft kann sogar durch die Zugabe von Sauerstoff technischer Qualität gesteigert werden. Gegebenenfalls, z. B. durch das
Einhalten der zur Züchtung des Nährbodens erforderlichen entsprechenden hygienischen Massnahmen, kann die beimpfte Nährgrundlage in offenen Zuchtgefässen durchflechten gelassen werden. Die durchflochtene Masse kann im für das Durchflechten verwendeten Sack weiter stehengelassen, aufbewahrt und transportiert werden.
Der Vorteil der Erfindung zeigt sich darin, dass diese die beschleunigte, mechanisierte Herstellung des
Impfstoffes, der Nährgrundlage von Speisepilzen höherer Ordnung bzw. von Pilzprodukten im industriellen
Massstab ermöglicht. Die speziellen kleinen Zuchtgefässe und ihr einzelnes Beimpfen können ausgeschaltet werden, weiterhin ist die Durchflechtungszeit mit dem Myzelium unabhängig von dem spez. Rauminhalt der
Nährgrundlage, da im Laufe des Verfahrens vom Homogenisieren des Impfstoffes in der Nährgrundlage gesorgt wird und durch Zwangsbelüftung für das Myzelium ein optimaler Luftaustausch gesichert wird, dementsprechend kann auch die Durchflechtungszeit verkürzt werden.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens werden in den Ausführungsbeispielen beschrieben.
Beispiel l : Herstellung von Tierfutter mit Hilfe von Austernseitlingen (Pleurotus ostreatus).
Die verwendete Vorrichtung besteht aus bekannten Bauelementen, u. zw. aus einem System zur Erzeugung von steriler Luft, aus einem Mischer-Sterilisator, und aus einer Kühler-Mischer-Impfeinheit.
Zur Erzeugung von steriler Luft wird komprimierte Luft durch Filtrierkolonnen durchgeleitet, die mit
Glaswolle gefüllt und mit Dampf sterilisiert sind.
Der Mischer-Sterilisator besteht aus einem doppelmanteligen, druckfesten, liegenden zylindrischen Behälter, der am oberen Ende eine Dosierungsöffnung, am unteren Ende eine mit einem Schieber versehene Auslassöffnung aufweist, ferner zur Einführung von Wasser geeignete Anschlüsse besitzt. Der Behälter hat einen mit
Elektromotor angetriebenen Mischer, ist luftdicht verschliessbar, wobei der Mischer derart konstruiert ist, dass er zum gründlichen Homogenisieren der in den Zylinder eingefüllten Masse und nach Sterilisieren zum Ausbringen derselben geeignet ist, d. h., dass der Mischer gleichzeitig auch als Förderungsorgan dient.
Unter dem Mischer-Sterilisator ist die ähnlich konstruierte Kühler-Mischer-Impfeinheit angeordnet, welche mit einem Schieber von dem Sterilisator getrennt ist. Nach Öffnung des Schiebers und Betätigung des Mischers kann die sterilisierte Nährgrundlage in die Kühler-Mischer-Impfeinheit geführt werden. Im doppelmanteligen, mit Wasser gekühlten Zylinderbehälter kann die Nährgrundlage unter Mischen rasch gekühlt werden, die Kühlwirkung wird durch den Verdampfungswärmeverlust erhöht, welcher durch Einblasen von steriler Luft hervorgerufen wird.
Als Nährgrundlage wird der Maiskolben in einer Zerkleinerungsmaschine in höchstens 15 mm grosse Stücke zerteilt.
500 I zerkleinerte Maiskolben werden in den Mischer-Sterilisator von 1000 I Inhalt gespeist, sodann gerechnet auf das Gewicht der Maiskolben 5 Gew.-% Luzernenmehl und 5 Gew. -% Maismehl zugeführt. Unter ständigem Rühren wird heisses Wasser und Dampf von 2 atü Druck in die Vorrichtung geleitet. Das Vermischen der einzelnen Komponenten der Nährgrundlage, das Anfeuchten derselben und das Sterilisieren können somit gleichzeitig in derselben Vorrichtung erfolgen. Die zweckmässige Zeitdauer des Sterilisierens beträgt nach dem Erreichen der Sterilisierungstemperatur etwa 30 min. Die eingeführte Wassermenge wird so gewählt, dass der Wassergehalt der Nährgrundlage nach dem Sterilisieren etwa 60 Gew.-% Wasser sein soll.
Die auf obige Weise homogenisierte und sterilisierte Masse wird durch Offnen des Schiebers in die zweite Vorrichtungseinheit, d. h. in die Kühler-Mischer-Impfeinheit gebracht, wo die Masse unter ständigem Rühren etwa während 30 min auf 18 bis 25 C gekühlt wird. Der während des Abkühlens gebildete Unterdruck wird durch Einführung von steriler Luft beseitigt. Der gekühlten Masse wird, gerechnet auf das Gewicht der Masse, 10 Gew.-% körniger Austernseitlings-Impfstoff, welcher aus einer Reinkultur stammt, zugefügt. Das Impfen wird folgenderweise ausgeführt :
Der in Polyäthylensäcken verpackte Impfstoff wird vor dem Impfen in eine Desinfektionslösung getaucht und mit Hilfe von einem Kettenconveyor zur Impföffnung der Kühler-Mischer-Impfeinheit gefördert, wu der Sack aufgeschlitzt wird.
Aus dem Sack kann der Impfstoff derart in die Impfeinheit gebracht werden, dass die Impföffnung von der Umgebung luftdicht verschlossen bleibt und die Impföffnung mit der Umgebung nur durch die Desinfektionslösung in Verbindung steht. Der Impfstoff wird demnach im Nährboden durch Vermischen homogen verteilt.
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Die mit dem Impfstoff vermischte Nährgrundlage wird in einen Kunststoffolienschlauch gefüllt, der von einer Rolle abgezogen wird und in handelsüblicher Form beinahe steril ist. Vor dem Einfüllen der Masse wird die
Kunststoffolie mit Bakterizidlampen bestrahlt und die Einfüllung der Masse wird ebenfalls unter Bestrahlung durchgeführt.
Nach Einfüllen der Masse werden beide Enden der Kunststoffolie durch Schweissen verschlossen, an einem
Ende wird eine Luftfiltereinheit angeschlossen. Zu diesem Zweck dient ein ins Glasrohr eingefülltes
Wattepfröpfchen. Am andern Ende des Kunststoffoliensackes ist ein sich bei geringem Druck öffnendes Ventil angebracht und die Kunststoffoliensäcke werden in Durchflechtungsräume transportiert und zweckmässig bei 220C stehengelassen. Die Luftversorgung der Nährgrundlage wird mit steriler Zwangsbelüftung gesichert. Mit der Belüftung wird ermöglicht, den Luftinhalt der Kunststoffoliensäcke systematisch in bestimmten Zeitperioden auszutauschen. Infolge der beschleunigten und in grösserer Menge stattfindenden Myzeliumbildung ist der Durchflechtungsvorgang äusserst intensiv.
Nach dem etwa 5 Tage lang dauernden Durchflechten werden die Belüftungseinheiten entfernt, die öffnungen werden luftdicht verschlossen und das Endprodukt wird in ein Lager transportiert. Das hergestellte Produkt kann als Impfstoff oder nach etwa 2 bis 3wöchigem Nachgreifen als Futter oder als Nährboden für die Pilzzucht verwendet werden.
Beispiel 2 : Anzucht von Egerlingen : Als Nährgrundlage wird Stroh gehäckselt, dann werden etwa 50% davon in einer Hammerschrotmühle weiter zerkleinert. Das zerkleinerte Stroh wird auf die im Beispiel 1 angegebene Weise in die Rührer-Sterilisator-Impfeinheit gefüllt, wobei, auf das Trockengewicht der Substanz gerechnet, 50 Gew.-% Wasser, 5, Gew.-% Luzernenmehl und 10 Gew. -% Kalciumcarbonat zugefügt werden ; dann wird in den Reaktor Dampf eingeleitet. Die Komponenten der Nährgrundlage werden nach dem Evakuieren und Erreichen von 2 atü Überdruck mindestens 30 min lang unter Rühre sterilisiert.
Nach dem Sterilisieren wird der Dampfdruck behoben und durch die Durchlassöffnung wird das sterilisierte, homogenisierte Gemisch in die Kühler-Mischer-Impfeinheit der Vorrichtung überführt, wo dieses im Laufe von 20 min infolge der sterilen Belüftung und der Wasserkühlung dermassen erkaltet, dass es mit körnigem Egerling-Impfstoff beimpft werden kann. Der Impfstoff wird mit der Unterlage homogen vermischt und die beimpfte Substanz wird unter sterilen Verhältnissen in grössere Kunststoffsäcke überfüllt, die durch Schweissen luftdicht verschlossen werden.
An ein Ende der geschweissten Kunststoffsäcke wird das luftnachfiltrierende Rohr angeschlossen, das im Züchtungsraum mit der sterilen Luftleitung verbunden ist, in das andere Ende der Kunststoffsäcke dagegen wird ähnlich wie im Beispiel 1 ein sich auf überdruck öffnendes Ventil eingestochen.
Man lässt die in die Kunststoffsäcke gefüllte beimpfte Nährgrundlage unter ständiger Zwangsbelüftung bei 220C sich durchflechten. Die Durchflechtung erfolgt schnell, etwa im Laufe von etwa 15 Tagen.
Die die durchflochtene Nährgrundlage enthaltenden Kunststoffsäcke werden geöffnet, der Inhalt der Säcke wird mit einer torfhaltigen Substanz von 2 cm Dicke bedeckt, dann werden in einem klimatisierten Raum von etwa 15 bis 180C Temperatur Egerlinge gezüchtet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von als Impfstoff bzw. als Nährgrundlage für Pilze höherer Ordnung geeigneten Pilzprodukten, die als menschliche Nahrung oder als Tierfutter verwendbar sind, im industriellen
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züchtenden Pilzes zu durchflechtende Nährgrundlage in einem wärme- und druckfesten, mit einer Ruhr- un Fördereinrichtung versehenen, geschlossenen Behälter eingebracht und, gegebenenfalls nach Befeuchtung, durch unmittelbares Dampfeinblasen oder mit Hilfe äusserer Heizung unter kontinuierlichem, auflockerndem und homogenisierendem Rühren auf die Sterilisationstemperatur aufgewärmt werden, worauf die so behandelte Nährgrundlage in einem mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten, kühlbaren, geschlossenen Behälter überführt und, gegebenenfalls unter steriler Belüftung, auf eine Temperatur,
die das Pilzmyzelium verträgt, abkühlt, sodann
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Durchflechten und für die Aufbewahrung geeignetes Gefäss oder aber in einen Kunststoffsack gefüllt und in einer den Züchtungsbedingungen entsprechenden Umgebung aufbewahrt wird.
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