DE1011659B - Verfahren zur Herstellung von essbarem Pilzgewebe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Zucht von eßbarem Pilzgewebe der Familie Helvellaceae, insbesondere der Art Morchella esculenta, in einer flüssigen Nährlösung.

Von den über 2000 bekannten Arten eßbarer Pilze sind bisher nur drei gewerblich mit Erfolg gezüchtet worden: Erstens der im allgemeinen in Stalldünger gezogene Agaricus campestris, zweitens der chinesische Pilz Volvaria, der auf Reis oder Reisstroh gezüchtet werden kann, und drittens der japanische Pilz Shii-take, Cortinellus berkelyanus. Der Grund für diese geringe Auswahl liegt in der Notwendigkeit ganz spezifischer Wachstumsbedingungen, ohne die ein Gedeihen von Pilzen ausgeschlossen ist. Diese Bedingungen sind gewöhnlich nur in der Natur, und auch hier nur in bestimmten, meist recht kurzen Zeitabschnitten, gegeben.

Eine unter anderem wegen ihres Geschmackes und Aromas besonders begehrte Pilzfamilie ist die Helvellaceae, insbesondere die Art Morchella esculenta. Clyde M. Christensen sagt diesbezüglich in »Common edible mushrooms«· (»Gewöhnliche eßbare Pilze«·; University Press of Minnesota, 1947, S. 90): "Im Geschmack und Gewebe übertreffen sie sowohl die gewöhnlich gezüchteten Arten als auch die meisten wildwachsenden anderen Pilze; Versuche, sie gewerblich zu züchten, sind gemacht worden und werden noch gemacht, bisher jedoch ohne Erfolg...«

Gemäß der Erfindung hat sich jedoch in nicht vorherzusehender Weise ergeben, daß Pilzgewebe der Familie Helvellaceae, insbesondere von Morcheln, bei Einhaltung bestimmter Wachstumsbedingungen in Nährstoff lösungen großer Mannigfaltigkeit gezüchtet werden kann. Das Erzeugnis ist hinsichtlich Geschmack, Aroma und Gewebe von ausgezeichneter Beschaffenheit. Obwohl für die Nährstofflösungen nur billigste Ausgangsmaterialien verwendet werden, wird eine sehr schnelle Verwertung der eingesetzten Kohlenhydrate und demgemäß ein schnelles Wachstum erzielt. Die Nährstofflösungen brauchen überraschenderweise keine wachstumsfördernden Stoffe wie z. B. Vitamine zu enthalten, diese werden vielmehr während des Gewebewachstums mitgebildet.

Das Zuchtverfahren ist in verfahrenstechnischer Hinsicht der unter anderem bei der Penicillinherstellung angewandten Tiefenzüchtung verwandt. Die vorgezüchtete Impfkultur wird in einem geschlossenen Behälter in der Nährlösung suspendiert und fortlaufend belüftet, vorzugsweise wird durch zusätzliches Rühren ein Absetzen der Suspension oder Zusammenballen der Gewebeteilchen vermieden. Die Wachstumsbedingungen hinsichtlich Zusammensetzung der Nährlösung, pH-Wert, Intensität von Rührung und Belüftung, Fremdstoffzusatz, Dauer usw. werden auf den im einzelnen vorliegenden Fall abgestimmt.

Es überrascht, daß ein derartiges, für niederorganisierte Pilzarten wie Penicillinstämme geeignetes Zucht-Verfahren zur Herstellung
von eßbarem Pilzgewebe

Anmelder:
Joseph Szuecs, Younkers, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Albrecht, Patentanwalt,
Berlin-Frohnau, Edelhofdamm 26

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Mai 1953

Joseph Szuecs, Younkers, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

verfahren ohne grundlegende Abwandlungen auch zur Herstellung des hochorganisierten eßbaren Pilzgewebes der Familie Helvellaceae geeignet sein soll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ gute Ergebnisse erzielt werden, daß also die Nährstoffe der Lösung sehr weitgehend zur Bildung des PiIzgewebes aufgebraucht werden, ohne daß ungewöhnlich hohe Anforderungen hinsichtlich Reinheit oder Konzentrationsbedingungen der Lösung od. dgl. gestellt werden müssen.
Die Nährstofflösungen müssen irgendein Kohlenhydrat und eine stickstoffliefernde Substanz enthalten, daneben natürlich kleine Mengen von Mineralstoffen. Als Kohlenhydrate können vorzugsweise billigste Ausgangsstoffe wie die verschiedenen Melassesorten (Rüben-, Holz-, Rohrzucker-, Zitrusmelasse od. dgl.), Extrakte der Jerusalem-Artischocke, Glucose usw. verwendet werden, der Stickstoffbedarf wird vorzugsweise ausschließlich durch billige Ammoniumsalze gedeckt.

Zweckmäßig wird der Nährlösung ein feinteiliges Trägermaterial, z. B. in Form der schwerlöslichen und gleichzeitig als Mineralstoffe dienenden Verbindungen CaCO₃ oder CaSO₄, zugesetzt. Hierdurch wird die Bildung von Kolonien und Pilzgewebe, die auf diesen Trägerteilchen aufwachsen, gefördert und die in gleichen Zeitspannen erzielbare Ausbeute gesteigert.

Die Erkenntnis der Fähigkeit der Familie Helvellaceae, im beschriebenen Zuchtverfahren ohne Zusatz wachstumsfördernder Stoffe zu gedeihen, bedeutet einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der von uns entwickelten,

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submergierten aeroben Zucht des Pilzes Agaricus cam- Schütteln kann das Myzelium geschädigt werden. Nach

pestris macht der —■ dort notwendige —· Zusatz wachs- dreitägigem Schütteln bei Raumtemperatur kann die

tunisfördernder Stoffe einen nennenswerten Anteil an Kultur in die zweite Stufe übergeführt werden,

den Kosten der Nährstofflösung aus. Dieser Posten fällt In der zweiten Stufe wird ein größerer Behälter, etwa

bei dem hier beschriebenen Verfahren fort. Die Mög- 5 ein 3-1-Gefäß ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Vor-

lichkeit der Verwendung von Nährlösungen ohne wachs- richtung mit Fritte und Rührwerk verwendet. Die

tumsfördernde Stoffe bildet demgemäß ein wesentliches Nährfiüssigkeit, z. B. Kartoffel-Dextrose-Lösung mit

Merkmal der Erfindung. Die Durchführung eines solchen einem ρπ-Wert von 4,5, wird mit ungefähr 100 U/min

Zuchtverfahrens wurde bisher für ausgeschlossen gehal- kräftig gerührt. In dieser Stufe sind die verschiedensten ten, wie z. B. aus: Cecil Treshow, Dansk Botanish io Nährlösungen verwendbar, sie müssen lediglich die

Archiv, Bd. XI, Nr. 6 (1944), zu entnehmen ist. erforderlichen Mineralstoffe, ein Kohlenhydrat, wie etwa

In den Zeichnungen ist ein Monosaccharid, ein Disaccharid oder ein entsprechen-

Fig. 1 eine schematische Skizze einer zur Durch- des Hydrolysat und eine stickstoffliefernde Verbindung

führung des Zuchtverfahrens geeigneten Vorrichtung; wie ein Ammoniumsalz, eine Aminosäure oder ein

Fig. 2 zeigt die Struktur eines Produktes bei Zucht 15 Protein-Hydrolysat enthalten.

von Helvellaceae morchella esculenta. Die Impfkultur bleibt etwa 3 Tage in der zweiten Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Zuchtstufe, nach dieser Zeit ist die Dextrose verbraucht. Kolben 1, dessen Hals 9 mit einem Quecksilberverschluß 2 Hierbei bildet sich ein lockrer, wäßriger Pilzschwamm abgedichtet ist. Dieser Verschluß verhindert das Ein- mit einem Trockensubstanzgehalt von 0,5 bis 2%, der dringen nicht keimfreier Luft. Durch den Quecksilber- 20 über die ganze Lösung verteilt ist. Diese fertige Impfverschluß führt eine von einem Elektromotor od. dgl. kultur kann in einem Büchnertrichter von der Lösung angetriebene Welle 3, an deren Unterende ein Rühr- getrennt werden, eine Trennung ist jedoch nicht notpropeller 8 angebracht ist. Die Nährstofflösung und die wendig.

Impfkultur werden durch einen Ansatz 4 eingefüllt, die Die eigentliche Zucht des eßbaren, verkaufsfähigen vorher entkeimte Luft wird durch eine Rohrleitung 6 25 Produktes wird nachfolgend in drei Beispielen beschrieben, eingeleitet und mittels einer Glas-, Porzellan- oder

Metallfritte 5 fein verteilt. Die durch die Nährlösung Beispiel 1

aufperlende Luft entweicht durch einen Auslaßstutzen 7. Nährflüssigkeit

Für eine Zucht in kleinerem Maßstab, wie sie in den Rübenmelasse 120 g

folgenden Beispielen erläutert wird, haben sich Gefäße 30 (NH) HPO 6 g

gemäß obiger Ausführung mit einem Fassungsvermögen CaCO₃ 4,8 g

zwischen 6 und 12 Litern bewährt. Für die gewerbliche K₂S O 1,7 g

Erzeugung können natürlich auch erheblich größere MgSO · 7 H₂O 0,7 g

Behälter verwendet werden, deren Konstruktion unter Wasser auffüllen auf 2 1

Einhaltung der beschriebenen Erfordernisse behebig 35

abgewandelt sein kann. Diese Lösung wurde auf einen pH-Wert von 6,5 ein-Um den gesamten Vorgang des Zuchtverfahrens zu gestellt und ohne vorherige Filtration mit 2 g (Trockenschildern, sei zunächst die Herstellung der Impfkultur gewicht) der beschriebenen Impfkultur versetzt. Dann beschrieben. Es ist klar, daß diese nicht für jeden wurde die Suspension in der Apparatur gemäß Fig. 1 Produktionsansatz neu bereitet werden muß, sondern 40 unter Rühren belüftet, wobei die Luft mit einer Durchauf mehrere Ansätze aufgeteilt werden kann. Satzgeschwindigkeit von etwa 1 1/1 Kolbenflüssigkeit

Die Impfkultur wird in zwei aufeinanderfolgenden und Minute zugeführt wurde.

Arbeitsstufen hergestellt. Ausgangsmaterial ist eine Bei Impfung mit Morchella esculenta hatten sich nach

Reinkultur der gewählten Pilzart, die in bekannter Weise 72 Stunden 36,7 g Myzel gebildet. Die Ausbeute, Zu-

auf Kartoffel-Dextrose Agar gezüchtet sein kann. 45 wachs an Morchella esculenta (Trockengewicht), bezogen

Folgende Arten sind für das Verfahren der Erfindung auf Zucker, betrug 57,8%.

besonders geeignet: Von der Morchel-Art: die Spezies Das Ca C O₃ kann mit gutem Erfolg durch CaS O₄-2 H₂ O

esculenta; angusticeps Pk; bispora Sor; conica Pers.; ersetzt werden, in diesem Fall werden 5,1 g CaSO₄ zu-

delicosa Fr.; hortensis Boud.; crassipes (Vent) Pers.; gegeben. Die Nähröüssigkeit wird nicht filtriert. Bei

H. elastica Bull.; allgemein aus der Familie Helvellaceae: 50 Impfung mit 2 g (Trockengewicht) wäßriger Morchella

Helvella lacunosa, Afz.; Gyromitra esculenta (Pers.) Fr.; esculenta Kultur ergab sich ein Ertrag von ungefähr

aus der Verpa-Art: conica (Muell) Swartz; bohemica 31,2 g (Trockengewicht), das entspricht einer Ausbeute

(Kromb) Schroet. Von diesen ist die Morchella esculenta von 48,66 %.

am geeignetsten. In gleicher Weise können andere Melassearten ver-In der ersten Stufe der Impfstoffbereitung werden die 55 wendet werden; die Nährlösungen können auf einen Reinkulturen auf kleine Erlenmeyerkolben geimpft, die Zuckergehalt von 5% gebracht werden, ohne daß das mit etwa 50 ecm Kartoffel-Dextrose-Lösung eines Wachstum wesentlich beeinflußt wird. Auch andere PH-Wertes zwischen 4,5 und 8 beschickt sind. Mit Arten der Familie Helvellaceae wachsen gut in Nährfallendem pH-Wert nimmt die Empfindlichkeit gegen Stofflösungen auf Melassebasis und ergeben Ausbeuten bakterielle Verunreinigungen ab. Es ist wichtig, daß 60 (auf Trockengewicht berechnet) bis zu 60%. eine gute Verteilung des Myzeliums erreicht wird, damit Ein anderer billiger Nährstoff kann durch Extraktion das Gewebewachstum von möglichst vielen Punkten der Jerusalem-Artischocke, Helianthus tuberosus, mit aus einsetzt. Für eine feinteilige Suspendierung ist eine kochendem Wasser gewonnen werden. Der Extrakt Gewebemühle, etwa der von Brendler in »Science«-, enthält alle notwendigen Bestandteile, auch das Kohlen-114, S. 61, 62 (1951), beschriebene Mikrohomogenisator, 65 hydrat (Inulin), in günstigem Verhältnis zueinander, geeignet.

Die Erlenmeyer-Kolben werden auf einer rotierenden Beispiel 2 Schüttelmaschine bei einer Drehzahl von ungefähr

U/min geschüttelt. Bei schwächerem Schütteln Um die Bedeutung des Trägermaterials aufzuzeigen,

neigt das Myzelium zur Klumpenbildung, bei stärkerem 70 wurde in einer Nährlösung gemäß Beispiel 1 das CaCO₃

Claims (1)

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(bzw. CaSO₄) durch 6 g CaCl₂, 2 H₂O ersetzt und die Patentansprüche:
Lösung filtriert. Bei sonst gleicher Behandlung (p_H-Wert 1. Verfahren zur Herstellung von eßbarem PiIz-6,5, Impfung mit [Trockengewicht] 2 g wäßriger Mor- gewebe der Familie Helvellaceae, insbesondere der chella esculenta Kultur) wurden nach 72 Stunden 16 g Art Morchella esculenta, nach Art der bei der Peni-(Trockengewicht) Myzelium erhalten. Die Ausbeute 5 cillinherstellung angewandten Tiefenzüchtung unterbetrug demnach nur 23,3 %, war also wesentlich geringer getaucht wachsender Stämme, dadurch gekennzeichals bei der unfiltrierten Lösung mit CaCO₃- bzw. CaSO₄- net, daß ein vorgezüchteter Pilz-Impfstoff der Familie Zusatz. Helvellaceae in eine wäßrige Nährlösung eingebracht Be' ο'el 3 wird, die einen Kohlenhydrat-Nährstoff, eine stick-" ίο stoff liefernde Verbindung und geringe Mengen not-Nährflüssigkeit wendiger Mineralstoffe sowie ein feinteiliges Träger-

Glucose 75 g material enthält, aber von wachstumsfördernden

(NH₄)₂HPO₄ 6,0 g Stoffen wie Vitaminen u. dgl. frei sein kann, und daß

MgSO₄ · 7H₂O 2,26 g diese Nährlösung während der Wachstumsperiode des

K₂SO₄ 1,7 g *5 Pilzgewebes in an sich bekannter Art durch gelindes

MnSO₄ · 4H₂O 50 mg Rühren und gleichzeitige Belüftung in ausreichender

FeCl₃ 10 mg Bewegung gehalten wird, um den Impfstoff, das fein-

CaCO₃ 10 g teilige Trägermaterial und das entstehende Pilzgewebe

Wasser auffüllen auf 2 1 in feiner Verteilung in der Schwebe zu halten und an

ao einem vorzeitigen Zusammenballen zu hindern.

Die Flüssigkeit hatte einen pH-Wert von 6,5; sie wurde 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennmit 1 g (Trockengewicht) wäßriger Morchella esculenta zeichnet, daß die Nährlösung als Kohlenhydratträger Kultur versetzt und 72 Stunden lang wie im Beispiel 1 Melasse beliebiger Art enthält, beispielsweise Rübenbelüftet und geschüttelt. Ex wurden 44,3 g Myzelium melasse, durch Hydrolyse von Hartholzstücken mit (Trockengewicht) erhalten, das entspricht einer Ausbeute 25 verdünnter Schwefelsäure erzeugte Holzmelasse, Rohrvon 59%. zuckermelasse, Zitrusmelasse od. dgl.

Obwohl die Nährflüssigkeit als einzigen organischen 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Bestandteil Glucose und als stickstoffliefernde Substanz zeichnet, daß die Nährlösung einen gekühlten, mit

ausschließlich Ammoniumphosphat enthielt, besteht das kochendem Wasser hergestellten Extrakt der Jeru-

erhaltene Pilzgewebe, je nach dem Gehalt an Ammon- ₃₀ salem-Artischocke, Helianthus tuberosus, enthält oder

phosphat, zu 20 bis 45 % aus Proteinen. Der Nährflüssig- einzig aus diesem Extrakt besteht,

keit wurden keine wachstumsfördernden Stoffe zugesetzt, 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

trotzdem zeigte die Analyse der Gewebesubstanz die An- zeichnet, daß die Nährlösung als Kohlenhydratquelle

Wesenheit folgender Vitamine: Glucose und als Stickstoffquelle Ammoniumphosphat

Thiamin 3,92 Mg/g Trockensubstanz ₅_ Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch

Riboflavin 24,6 Mg/g „ gekennzeichnet, daß der Nährlösung als feinteiliges

Niacin °^,0 Mg/g ,, Trägermaterial beispielsweise Kalziumkarbonat, KaI-

Pyridoxine 5,8 Mg/g „ ziumsulfat od. dgl. beigemischt wird.

Pantothensäure 8,7 Mg/g „ _{40 6} Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch

Biotin °'^{75 M}S/& " gekennzeichnet, daß der p_H-Wert der Nährlösung

Folsäure 3,48 Mg/g „ während der Gewebezüchtung im wesentlichen kon-

VitaminB₁₂ 0,00362 Mg/g „ stant gehalten wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch

Die Pilzart Agaricus campestris kann nicht mit be- 45 gekennzeichnet, daß der Pilz-Impfstoff vorgezüchtet friedigenden Ausbeuten nach dem erfindungsgemäßen wird, indem eine erste wäßrige Nährlösung mit einer Verfahren ohne Zusatz wachstumsfördernder Stoffe ge- in bekannter Art bereiteten Kultur einer Pilzart dieser züchtet werden. Arbeitet man gemäß Beispiel 3 jedoch Familie beimpft und dann etwa 3 Tage bei Raumunter Impfung mit 1 g wäßriger Agaricus campestris temperatur gerührt oder anderweitig durchmischt Kultur, so werden nur 2,7 g . (Trockengewicht) Myzel, 50 wird, um eine gleichmäßige Verteilung der Kultur in entsprechend einer Ausbeute von 2,3 %, erhalten. Durch der Nährlösung zu gewährleisten, worauf die Kultur Zusatz von 5 g Hefeextrakt bei sonst gleichen Bedin- in eine zweite, eine Mineralstoff-, eine Kohlenhydratgungen kann die Ausbeute auf 10,8 g Myzel entsprechend und eine Stickstoffquelle enthaltende Nährlösung über-13% gesteigert werden, sie liegt damit aber auch noch geführt und hierin erneut etwa 3 Tage unter gleichweit unter den ohne Hefezusatz bei Morchella esculenta 55 zeitiger Belüftung und Rührung in Bewegung gehalten erzielten Werten von 44,3 g (Trockengewicht) Myzel wird und anschließend der gebildete Pilz-Impfstoff gleich 59% (Beispiel 3). In Nährflüssigkeiten, die gemäß aus der zweiten Nährlösung zum Beimpfen der Haupt-Beispiel 1 und 2 als Kohlenhydrat geringwertige Melasse lösung benutzt wird.

enthalten, wächst Agaricus campestris überhaupt nicht. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn-Bei hochwertigen Melassen ist ein geringes Wachstum zu 60 zeichnet, daß die erste Nährlösung aus einer Kartoffelbeobachten, die Ausbeuten liegen jedoch unter 2%. Dextrose-Lösung besteht.

Das gemäß der Erfindung erzeugte Pilzgewebe besteht

aus einer Vielzahl annähernd kugelförmiger Teilchen mit In Betracht gezogene Druckschriften:
kräftiger, elastischer Struktur; die Fig. 2 gibt ein der- Fleming, 'Penicillin», Thomas-Verlag, Kempen/Nieartiges Gewebe in etwa natürlicher Größe wieder. 65 derrhein, 1950, S. 40.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 586/408 6. 57