DE102020133595A1

DE102020133595A1 - Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial und Kultursubstrat-Anordnung

Info

Publication number: DE102020133595A1
Application number: DE102020133595.4A
Authority: DE
Inventors: Hannes Hinneburg
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial, umfassend die Verfahrensschritte:A) Bereitstellen eines Kulturbehälters enthaltend eine Hauptsubstratschicht, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst,B) Aufbringen einer Trennschicht auf der Hauptsubstratschicht, wobei die Trennschicht Holzmehl als Trennschichtmaterial umfasst,C) Kultivierung von Pilzmaterial in dem Kulturbehälter auf der Trennschicht und der Hauptsubstratschicht.Ein derartiges Verfahren erlaubt eine besonders einfache Kultivierung von Pilzmaterial, wobei gleichmäßig gewachsenes Pilzmaterial aufgrund der Trennschicht besonders leicht von der Hauptsubstratschicht abgetrennt werden kann.

Description

Pilze werden nicht nur zum Verzehr gezüchtet, sondern sind auch als Materialien für die Textil- und Schuhindustrie von Interesse. Pilze werden dabei auch als umweltfreundlicher Leder-Ersatz eingesetzt. Pilz-Materialien, die für derartige Zwecke eingesetzt werden können, sollen möglichst gleichmäßig wachsen, wobei auch eine leichte Ablösung vom Nährsubstrat gewünscht ist. Pilze werden normalerweise auf lignocellulosehaltigen Materialien gezüchtet. Aus der WO 2018/014004 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Pilze auf lignocellulosehaltigen Materialien als Substrat gezüchtet werden, wobei sich oberhalb des Substrats eine poröse Schicht, aus perforierten Kunststofffolien, Metallen oder Vliesen befindet, die eine leichte Ablösung des gezüchteten Pilzmaterials vom Substrat ermöglichen soll. Das gebildete Pilzmaterial wächst aber aufgrund der porösen Schicht ungleichmäßig mit unterschiedlichen Schichtdicken in unterschiedlichen Bereichen des Pilzmaterials, wobei sich teilweise auch Löcher im kultivierten Pilzmaterial bilden. Derartige ungleichmäßig gewachsene Materialien sind nur eingeschränkt als Ersatz für Leder geeignet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial anzugeben, das bezüglich der genannten Nachteile verbessert ist. Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Kultivierung des Pilzmaterials. Weiterhin wird eine Kultursubstrat-Anordnung zur Kultivierung von Pilzmaterial angegeben, die für die erfindungsgemäßen Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial eingesetzt werden kann.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial bereit, umfassend die Verfahrensschritte:

A) Bereitstellen eines Kulturbehälters enthaltend eine Hauptsubstratschicht, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst,
B) Aufbringen einer Trennschicht auf der Hauptsubstratschicht, wobei die Trennschicht Holzmehl als Trennschichtmaterial umfasst,
C) Kultivierung von Pilzmaterial in dem Kulturbehälter auf der Trennschicht und der Hauptsubstratschicht.

Der Vorteil des Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial besteht darin, dass aufgrund der kleineren Partikelgröße des Holzmehls im Vergleich zur Partikelgröße der Holzspäne, das Pilzmaterial besonders einfach flächig auf dem Trennschichtmaterial kultiviert werden kann und danach besonders einfach aufgrund des Vorliegens der Trennschicht vom Hauptsubstratmaterial abgetrennt werden kann. Anders als bei perforierten Folien kann der Pilz auch durch das Trennschichtmaterial, das Holzmehl hindurch ungehindert wachsen, so dass Bereiche mit ungleichmäßigem Wachstum oder mit Löchern im kultivierten Pilzmaterial verringert oder vermieden werden können. Weiterhin stellt die Trennschicht auch keine Barriere für den Transport von Nährstoffen und Gasen für das Pilzmaterial dar, so das gegenüber Kultivierungsverfahren, die perforierte Folien verwenden mit einem verstärkten Wachstum des Pilzmaterials gerechnet werden kann.
Sägespäne werden bei der spanenden Bearbeitung von Holz produziert. Spanende Bearbeitungsschritte geben einem Holz eine bestimmte geometrische Form indem auf mechanischem Wege Teile des Holzes in Form von Spänen abgetrennt werden. Spanende Bearbeitungsschritte sind beispielsweise Drehen, Bohren, Fräsen, Sägen und Hobeln. Die feineren Holzmehle fallen beim Schleifen oder Zermahlen von Holz an.
Sowohl die Holzspäne als auch das Holzmehl, aber auch Teile bestimmter landwirtschaftlicher Nutzpflanzen (z.B. Stroh) enthalten Lignocellulose. Lignocellulose ist ein Strukturgerüst und bildet sich durch Einlagerung von Lignin in ein Gerüst, das aus Hemicellulosen, insbesondere aber aus Cellulose Fasern gebildet wird. Hemicellulosen sind in natürlicher pflanzlicher Biomasse vorkommende Gemische von Polysacchariden, insbesondere D-Xylose und L-Arabinose. Lignocellulose ist besonders gut als Wachstumssubstrat für Pilzmaterial geeignet.
Die Partikelgrößenverteilung des Holzmehls kann im Bereich zwischen 800 µm bis in den niedrigen, einstelligen µm-Bereich liegen. Zwischen 50 Gew.% bis 99 Gew.%, bevorzugt zwischen 70 Gew.% und 98 Gew.%, weiter bevorzugt zwischen 85 Gew.% und 97 Gew.% der Holzmehl-Artikel können eine Partikelgrößenverteilung im Bereich kleiner als 355 µm aufweisen, besonders im Bereich von unter 90 µm bis 355 µm, insbesondere im Bereich von 25 µm bis 355 µm.
Zwischen 45 Gew.% und 55 Gew.%, bevorzugt zwischen 47 Gew.% und 52 Gew.%, weiter bevorzugt um die 50 Gew.% können eine Partikelgröße unter 90 µm aufweisen. Partikel kleiner als 25 µm kommen prinzipiell für die Trennsicht in Frage, sind aber aufgrund erhöhter Staubentwicklungen zu vermeiden. Daher weisen bevorzugt 45 Gew.% bis 55 Gew.%, bevorzugt zwischen 47 Gew.% und 52 Gew.% weiter bevorzugt um die 50 Gew.% der Partikel des Holzmehls eine Partikelgröße zwischen 25 µm und 90 µm auf. Zwischen 12 Gew.% und 22 Gew.%, bevorzugt zwischen 14 Gew.% und 20 Gew.%, weiter bevorzugt zwischen 16 Gew.% und 18 Gew.% des Holzmehls können eine Partikelgröße von 90 µm bis 125 µm aufweisen. Zwischen 4 Gew.% und 10 Gew.%, bevorzugt zwischen 5 Gew.% und 9 Gew.% der Partikel des Holzmehls können eine Partikelgrößenverteilung zwischen 180 µm und 250 µm aufweisen. Zwischen 3 Gew.% und 8 Gew.%, bevorzugt zwischen 4 Gew.% und 7 Gew.% der Partikel des Holzmehls können eine Partikelgrößenverteilung zwischen 250 µm und 355 µm aufweisen. Zwischen 4 Gew.% und 10 Gew.%, bevorzugt zwischen 2 Gew.% und 3 Gew.% der Partikel des Holzmehls können eine Partikelgrößenverteilung zwischen 355 µm und 500 µm aufweisen. Besonders bevorzugt weisen nicht mehr als 5 Gew.%, weiter bevorzugt nicht mehr als 4 Gew.%, noch weiter bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.% des Holzmehls eine Partikelgröße von 500 µm oder größer auf. Holzmehle mit Partikelgrößen ab 500 µm sind nicht besonders gut als Trennschichtmaterial geeignet. Weiterhin können ein geringer Anteil von lediglich 0,5 Gew.% bis 2 Gew.%, bevorzugt 0,8 bis 1,5 Gew.%, weiter bevorzugt weniger als 1 Gew.% des Holzmehls eine Partikelgröße von größer 800 µm aufweisen. Besonders geeignet als Trennschichtmaterial sind daher Holzmehle, bei denen 70 Gew.% bis 99,5 Gew.%, bevorzugt 80 Gew.% bis 99 Gew.% der Partikel des Holzmehls eine Partikelgrößenverteilung von kleiner 90 µm bis 500 µm aufweisen. Holzmehle mit den genannten Größenverteilungen sind besonders gut als Trennschichtmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren zur Kultivierung des Pilzmaterials geeignet
Von einer kommerziell erhältlichen, grob charakterisierten Buchenholzmehl-Präparation (Körnung: kleiner 0,2 mm) wurden 100 g mittels eines Siebturms (Firma Retsch; AS 200) analysiert (5 min Schütteln bei 1 mm Amplitude). Die verwendeten 7 Siebe (Analysesiebe von VWR, die den Normen DIN ISO 3310-1 und NFISO 3310-1 bzw. BS 410-1 entsprechen) hatten Maschenweiten von 800 µm, 500 µm, 355 µm, 250 µm, 180 µm, 125 µm und 90 µm. Die Siebanalyse wurde analog der Norm DIN 66165-1 und 66165-2 durchgeführt. Die durchschnittliche Partikelgrößenverteilung in Bezug auf 100 g eingesetztes Ausgangsgewicht der Buchenholzmehl-Präparation ist wie folgt (arithmetischer Mittelwert von 3 separaten Messungen):

Partikelgröße (µm) Gewichtsanteil (%)

< 90,00 49,37

90-125 17,2

125-180 16,07

180-250 6,97

250 -355 5,5

355-500 2,7

500-800 1,63

>800 < 1
Insbesondere weisen 80 Gew.% bis 95 Gew.%, bevorzugt 85 Gew.% bis 90 Gew.% der Partikel Holzmehl eine Partikelgrößenverteilung von kleiner als 355 µm, insbesondere zwischen 90 µm und 355 µm auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das verwendete Holzmehl eine Partikelgrößenverteilung auf, bei der 40 Gew.% bis 60 Gew.%, bevorzugt 50 Gew.% des Holzmehls eine Partikelgröße kleiner 90 µm, bevorzugt 25 µm bis unter 90 µm aufweisen. Weiterhin können bei der Holzmehl-Präparation 40 Gew.% bis 60 Gew.%, bevorzugt 50 Gew.% eine Partikelgrößenverteilung von 90 µm bis 800 µm aufweisen, wobei nicht mehr als 10 Gew.% des Holzmehls eine Größenverteilung und 500 µm und nicht mehr als 2 bis 3 Gew.% eine Größenverteilung von 500 µm bis 800 µm aufweisen.
Die Partikelgrößenverteilung der Holzspäne kann im Bereich 0,2 mm bis 1 mm liegen. Dabei ergeben sich jedoch andere Partikelgrößenverteilungen als bei Holzmehl. Eine kommerziell erhältliche grob eingestellte Holzspan-Präparation (Körngröße 0,3-1 mm) wurde analog zu oben beschriebenen Buchenholzmehl-Präparation mit einem Siebturm, der fünf Siebe mit einer Maschenweite 800 µm, 500 µm, 355 µm, 250 µm und 180 µm enthält, untersucht (Analysesiebe von VWR, die den Normen DIN ISO 3310-1 und NFISO 3310-1 bzw. BS 410-1 entsprechen). Die Siebanalyse wurde wieder in Anlehnung an die Norm DIN 66165-1 und 66165-2 durchgeführt Die durchschnittliche Partikelgrößenverteilung in Bezug auf 100 g eingesetztes Ausgangsgewicht der Holzspan-Präparation ist wie folgt (arithmetischer Mittelwert von 3 separaten Messungen):

Partikelgröße (µm) Gewichtsanteil (%)

< 180 0,7

250-180 2,47

250-355 8,3

355-500 12,4

500-800 26,43

800-1000 49,7
Bei Holzspänen für die Hauptsubstratschicht können 40 bis 65 Gew.%, bevorzugt 45 bis 60 Gew.% der Partikel der Holzspan-Präparation eine Partikelgröße von 800 µm bis 1000 µm aufweisen. Weiterhin können 20 Gew.% bis 40 Gew.%, bevorzugt 22 Gew.% bis 35 Gew.% der Holzspan-Präparation eine Partikelgröße zwischen 500 µm und 800 µm aufweisen.
Insbesondere weisen wenigstens 70 Gew.%, bevorzugt 75 Gew.% der Partikel der Sägespäne eine Partikelgrößenverteilung zwischen 500 µm bis 1000 µm auf.
Im Verfahrensschritt A) kann eine Hauptsubstratschicht bereitgestellt werden, die zusätzlich Hackschnitzel als Hauptsubstratmaterial umfasst. Die Hackschnitzel können eine Partikelgrößenverteilung zwischen 40 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 30 mm und 4 mm, weiter bevorzugt zwischen 20 mm und 4 mm, aufweisen. Unter Hackschnitzeln werden dabei Holzstücke verstanden, die mit schneidenden Werkzeugen, wie Hackern aus größeren Holzstücken hergestellt wurden. Hackschnitzel weisen eine größere Partikelgröße auf, als die Holzspäne. Die Hackschnitzel können besonders gut in der Hauptsubstratschicht als größere Stücke verwendet werden, wobei Lücken zwischen diesen größeren Stücken mit den kleineren Holzspänen aufgefüllt werden. Bevorzugt können in der Hauptsubstratschicht etwa 1/3 des Volumens als Hackschnitzel und 2/3 des Volumens als Holzspäne eingesetzt werden.
Hackschnitzel weisen größere Partikelgrößen auf, als Holzspäne. Beispielsweise kann die Größenverteilung der Hackschnitzel im Bereich von 4 mm bis 16 mm liegen.
Im Allgemeinen weisen Holzspäne eine Partikelgrößenverteilung auf, die im Vergleich zur Partikelgrößenverteilung von Holzmehl zu größeren Partikelgrößen hin verschoben ist. Hackschnitzel wiederum weisen eine Partikelgrößenverteilung auf, die im Vergleich zur Partikelgrößenverteilung von Holzspänen zu größeren Partikelgrößen hin verschoben ist.
Im Verfahrensschritt B) kann die Trennschicht als durchgehende Schicht auf das Hauptsubstrat aufgebracht werden. Vorteilhafterweise wird die Trennschicht im Verfahrensschritt B) als lose Schicht aufgebracht. In der losen Schicht sind die Holzmehl-Partikel in der Trennschicht nicht miteinander verbunden. Die Trennschicht kann daher besonders leicht von wachsenden Pilzmaterial während der Kultivierung durchbrochen werden. Dies stellt einen erheblichen Vorteil dar gegenüber herkömmlichen verwendeten perforierten Folien, die häufig eine Wachstumsbarriere für das Pilzmaterial darstellen und somit zu einem ungleichmäßigen Wachstum des Pilzmaterials führen können. Weiterhin ermöglicht die lose Trennschicht auch ein besonders leichtes Ablösen des kultivierten Pilzmaterials nach der Kultivierung, dem Verfahrensschritt C).
Alternativ können die Partikel der Trennschicht auch zusammengepresst sein. Insbesondere ist es möglich die Partikel der Trennschicht zu Platten zusammenzupressen. Holzmehl kann bei erhöhten Temperaturen und hohen Druck, beispielsweise Temperaturen von 120 °C und einem Druck von 200 bar für 30 Minuten zu Platten zusammengepresst werden. Die Platten können das Holzmehl umfassen, oder aus dem Holzmehl bestehen. Bevorzugt sind die Platten frei von Klebstoffen, insbesondere Klebstoffen, die beispielsweise für Holz-Furnier zum Zusammenpressen der dort vorhandenen Holz-Blätter verwendet werden. Die Platten können eine Dicke zwischen 1 bis 3 mm, bevorzugt 2 mm aufweisen. Die Trennschicht-Platte, umfassend oder bestehend aus dem Holzmehl kann selbsttragend sein. Die Trennschicht-Platte kann besonders einfach gehandhabt werden und beispielsweise als separates Element autoklaviert werden. Die Trennschicht-Platte umfassend oder bestehend aus dem Holzmehl kann auf der Hauptsubstratschicht, bevorzugt direkt auf der Hauptsubstratschicht angeordnet werden.
Eine derartige Trennschicht-Platte umfassend oder bestehend aus dem Holzmehl kann auch sicherstellen, dass eine Trennschicht mit besonders einheitlicher Dicke auf der Hauptsubstratschicht angeordnet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Trennschicht mit einer gleichmäßigen Dicke der Trennschicht über den gesamten Boden des Kulturbehälters aufgebracht. Dies bedeutet, dass die Dicke der Trennschicht über die gesamte Fläche des Bodens des Kulturgefäßes um nicht mehr als 10 %, bevorzugt um nicht mehr als 5 % variiert. Diese gleichmäßige Dicke der Trennschicht kann vorteilhafterweise auch ein gleichmäßiges, flächiges Wachstum des Pilzmaterials gewährleisten. Ein gleichmäßiges Aufbringen der Trennschicht kann dadurch gewährleistet werden, dass der Boden eines Kulturbehälters in mehrere gleichgroße Flächenbereiche aufgeteilt und pro Flächenbereich jeweils der gleiche Volumenanteil an Trennschichtmaterial aufgebracht wird. Beispielsweise können 0,008 g/cm² bis 0,03 g/cm² von dem Trennschichtmaterial aufgebracht werden. Insbesondere kann das Holzmehl durch ein Sieb hindurch auf die Hauptsubstratschicht aufgebracht werden. Weiterhin können an den Wänden des Kulturbehälters auch Markierungen vorgesehen sein, die eine gleichmäßige Aufbringung des Trennschichtmaterials gewährleisten. Beispielsweise können in einem Kulturbehälter mit einer Bodenfläche von 30 x 40 cm (1200 cm²) 20 g Holzmehl eingesetzt werden, um eine Trennschicht mit einer Höhe von 1,5 mm aufzubringen.
Die Schichtdicke des Hauptsubstrats kann zwischen 0,6 cm bis 5 cm, bevorzugt zwischen 1 cm bis 3 cm, weiter bevorzugt bei 2 cm liegen. Derartige Schichtdicken können besonders gut von dem zu kultivierenden Pilzmaterial als hauptsächliches Wachstumssubstrat verwendet werden und erlauben gleichzeitig eine ökonomisch sinnvolle Kultivierung des Pilzmaterials. Derartige Schichtdicken verhindern weiterhin auch ein zu schnelles Austrocknen des Hauptsubstrats während der Kultivierung des Pilzmaterials. Die Dicke der Hauptsubstratschicht kann dabei auch um bis zu 20 bis 30 % über die gesamte Fläche des Kulturbehälters variieren. Bevorzugt wird eine Mischung von Hackschnitzeln und Holzspänen als Hauptsubstratschicht aufgebracht.
Die Schichtdicke der Trennschicht beträgt vorteilhafterweise zwischen 0,5 mm bis 8 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, weiter bevorzugt 3 mm. Derartige Schichtdicken können besonders einfach auf das Hauptsubstrat aufgetragen werden, erlauben eine gleichmäßiges Wachstum des Pilzmaterials und ein leichtes Ablösen vom Hauptsubstrat nach der Kultivierung.
Im Verfahrensschritt B) kann das Trennschichtmaterial auf zumindest ein Zellstoffpapier aufgetragen und das Zellstoffpapier dann auf dem Hauptsubstrat angeordnet werden. Ein derartiger Verfahrensschritt ermöglicht besonders einfach das Aufbringen des Trennschichtmaterials in definierten Schichtdicken auf dem Hauptsubstrat. Das Zellstoffpapier kann eine Dicke zwischen 0,8 bis 2 µm aufweisen. Als Zellstoffpapier können reine Zellstoffe oder auch Recyclingqualitäten verwendet werden. Bis zu 5 Lagen eines Zellstoffpapiers können übereinandergelegt werden und auf diesen Lagen dann das Trennschichtmaterial aufgetragen werden. Mehrere übereinandergelegte Lagen von Zellstoffpapier erleichtern die Handhabung des Zellstoffpapiers zusammen mit dem Trennschichtmaterial. Während der Kultivierung kann das Pilzmaterial dennoch das Zellstoffpapier einfach zersetzen und durchwachsen, so dass das Zellstoffpapier keine Barriere für die Kultivierung des Pilzmaterials darstellt. Bei einer derartigen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial wird somit eine Hauptsubstratschicht in dem Kulturbehälter aufgebracht, gefolgt von einer Zellstoffbahn mit bereits aufgetragener Trennschicht.
Bei einer anderen Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial wird im Verfahrensschritt B) eine wässrige Suspension des Trennschichtmaterials bereitgestellt, und die Suspension mittels Sprühens auf das Hauptsubstrat oder auf Zellstoffpapier gebracht, dass auf das Hauptsubstrat gelegt bzw. separat behandelt wurde. Auf dem Hauptsubstrat befindliches Zellstoffpapier kann einerseits das Aufbringen einer gleichmäßigen Trennschicht auf dem Hauptsubstrat erleichtern und andererseits auch Wasser aus der wässrigen Suspension adsorbieren.
Die Konzentration des Trennschichtmaterials in der wässrigen Suspension kann zwischen 5 Gew.% bis 15 Gew.%, bevorzugt zwischen 8 Gew.% bis 11 Gew.% betragen. Derartige Konzentrationen des Trennschichtmaterials in der wässrigen Suspension können besonders einfach mittels Sprühens aufgebracht werden. Als Sprüh-Vorrichtungen können beispielsweise herkömmliche Farbsprühsysteme für Dispersionsfarben verwendet werden. Vorteilhafterweise sollte das Trennschichtmaterial keine Partikel aufweisen, die eine Partikelgröße größer 0,2 µm aufweisen, da derartige Partikel die Düse des Sprühkopfs der Sprühflaschen verstopfen.
Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass mittels Sieben größere Partikel aus dem Trennschichtmaterial entfernt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial kann im Verfahrensschritt B) Trennschichtmaterial durch ein Sieb hindurch auf das Hauptsubstrat aufgebracht werden. Durch das Sieb kann verhindert werden, dass größere Aggregate des Trennschichtmaterials auf das Hauptsubstrat oder das Zellstoffpapier aufgetragen werden. Dies ermöglicht ein besonders gleichmäßiges Aufbringen der Trennschicht auf das Hauptsubstrat.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial kann als Hauptsubstratmaterial eine Mischung von Hackschnitzeln und Holzspänen verwendet werden. Derartige Materialien sind besonders gut als Hauptsubstratmaterial geeignet. Hackschnitzel oder Sägespäne können von zu kultivierenden Pilzmaterial auch besonders gut zersetzt und als Nährstoffquelle verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial kann ein Holzmehl verwendet werden, das ausgewählt ist aus Buchenholzmehl, Pappelholzmehl, Kiefernholzmehl, Eichenholzmehl, Birkenholzmehl, Akazienholzmehl, Eschenholzmehl, Tannenholzmehl oder Kombinationen davon.
Der Anteil der Holzspäne und - falls vorhanden - der Hackschnitzel am Hauptsubstratmaterial kann zumindest zwischen 60 Gew.% bis 80 Gew.%, bevorzugt zumindest 90 Gew.% betragen. Abgesehen von den Holzspänen und den Hackschnitzeln können andere Materialien dem Hauptsubstratmaterial beigemischt werden. Beispielsweise können im Hauptsubstratmaterial auch Ästchen, Blätter, Stroh, Schilf, andere pflanzliche landwirtschaftliche und agrarwirtschaftliche Reststoffe oder Kombinationen davon vorhanden sein. Die Ästchen sollten maximal 10 cm Länge und maximal 1 cm Durchmesser aufweisen, um nicht die Homogenität der Hauptsubstratschicht negativ zu beeinflussen.
Der Anteil des Holzmehls am Trennschichtmaterial kann zumindest zwischen 60 Gew.% bis 80 Gew.%, bevorzugt zumindest bei 90 Gew.% liegen. Als weitere Bestandteile der Trennschicht können beispielsweise Farbpigmente verwendet werden, die dem zu kultivierenden Pilzmaterial eine gewünschte Färbung geben. Möglich ist beispielsweise die Verwendung von Metallpulvern, wie Eisenpulver oder Manganpulver für die Farbgebung des zu kultivierenden Pilzmaterials. Die Korngröße von zumindest 90 % der Metallpartikel im Metallpulver kann kleiner 100 µm sein. Möglich ist auch die Verwendung von Kohlenstoff-Pulver. Die mittlere Partikelgröße des Kohlenstoff-Pulver kann 80 µm betragen. Weiterhin können auch noch Pulver von Nussschalen, Gesteinspulver, Kunststoffpulver oder Pulver aus Baumpilzen verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial kann in einem zusätzlichen Verfahrensschritt B1) zwischen dem Verfahrensschritt B) und C) ein poröser Formkörper auf der Trennschicht angeordnet werden, wobei das Pilzmaterial während des Verfahrensschrittes C) durch den porösen Formkörper hindurch wächst und ihn ausfüllt. Diese Variante einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine gleichmäßigere Schichtdicke des kultivierten Pilzmaterials ermöglichen. Weiterhin kann der poröse Formkörper auch die Stabilität des kultivierten Pilzmaterials positiv beeinflussen. Als poröse Formkörper können beispielsweise Cellulose-Schäume/Schwämme verwendet werden. Möglich ist auch die Verwendung von porösen Formkörpern, die lignocellulosehaltige Faserstoffe enthalten. Derartige poröse Formkörper können beispielsweise aus wässrigen Holzfasersuspensionen bei höheren Temperaturen und erhöhtem Druck hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung derartiger poröser Formkörper umfassend Lignocellulose werden in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 111 139 A1 beschrieben, auf die hiermit bezüglich des Herstellungsverfahrens der porösen Raumkörper Bezug genommen wird. Der poröse Formkörper kann zumindest ein Formkörpermaterial ausgewählt aus: Lignocellulose, Stärke, Chitin, Cellulose, Proteine oder eine Kombination davon umfassen. Der poröse Formkörper kann noch Additive, wie zum Beispiel Flammenschutzmittel, antibakterielle Substanzen und Kunststoffe oder Kombinationen davon umfassen.
Der poröse Formkörper kann selbsttragend sein. Dies bedeutet, dass der poröse Formkörper auf der Trennschicht als separates starres und selbst tragendes Element platziert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der poröse Formkörper nicht extra auf der Trennschicht erzeugt werden muss, sondern bereits als fertiger Formkörper lediglich über der Trennschicht angeordnet wird.
Im Verfahrensschritt B1) kann der poröse Formkörper durch Abstandshalter von der Trennschicht beabstandet angeordnet werden. Durch die Beabstandung des porösen Formkörpers von der Trennschicht wird zusätzlicher Raum für das Wachstum des Pilzmaterials zur Verfügung gestellt, und ein Luftspalt zur Verfügung gestellt, um die Belüftung des zu kultivierenden Pilzmaterials zu ermöglichen. Als Abstandshalter können beispielsweise Holzstücke, Kunststoffteile oder Metallrahmen eingesetzt werden.
Auf der Trennschicht können auch poröse, flächige oder strangförmige Werkstoffe, die Stärke und lignocellulosehaltige Faserstoffe umfassen als poröse Formkörper angeordnet werden. Diese flächigen oder strangförmige Werkstoffe können durch Aufzuschäumen einer Stärke-Suspension mit den lignocellulosehaltigen Faserstoffen und anschließender Trocknung und Formgebung hergestellt werden. Die lignocellulosehaltige Faserstoffe sind maximal bis zu 3 mm lang. Die Dichte dieser Faserstoffe liegt normalerweise im Bereich von 50 g/l bis 500 g/l. Die Herstellung derartiger Werkstoffe wird in der Patentanmeldung DE 10 2004 054 224 A1 beschrieben, auf die hiermit bezüglich des Herstellungsverfahrens der Werkstoffe Bezug genommen wird.
Der poröse Formkörper kann insbesondere auch als Deckel für den Kulturbehälter dienen. In diesem Fall ist kein separater Deckel nötig, der den Kulturbehälter nach oben hin abschließt. Bei anderen Ausführungsformen des findungsgemäßen Verfahrens zu Kultivierung von Pilzmaterial kann auch der Kulturbehälter mit einem Deckel abgedeckt werden, wenn der poröse Formkörper auf der Trennschicht angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial wird die Trennschicht direkt auf der Hauptsubstratschicht angeordnet. Insbesondere wenn eine Kombination von Holzspänen und Hackschnitzeln, oder Holzspäne allein für die Hauptsubstratschicht verwendet werden, kann Trennschicht auf der Hauptsubstratschicht besonders dünn, wie oben beschrieben aufgebracht werden.
Weiterhin kann der poröse Formkörper direkt auf der Trennschicht aufgebracht sein. Alternativ kann der poröse Formkörper auch durch Abstandshalter von der Trennschicht beanstandet sein, wobei die Abstandshalter in direktem Kontakt mit der Trennschicht stehen.
Auf dem Kulturbehälter kann ein Deckel angeordnet werden, der den Luftaustausch zur Umgebung kontrolliert. Der Deckel kann porös sein oder Löcher aufweisen, die den Luftaustausch ermöglichen. Der Deckel kann beispielsweise Kunststoff umfassen. Der Deckel kann beispielsweise Kunststoffe, wie Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (Plexiglas) oder Metalle, wie Aluminium oder Stahl umfassen. Weiterhin können auch absorptionsfähige Matten, wie Vliesfasermatten verwendet werden. Vliesfasermatten können eine Dichte im Bereich zwischen 900 g/m³ und 1500 g/m³, bevorzugt etwa 1100 g/m³ aufweisen. Die absorptionsfähigen Matten können zwischen dem Deckel, beispielsweise den Kunststoffdeckel und dem Hauptsubstrat und der Trennschicht angeordnet werden. Die absorptionsfähigen Matten können Kondenswasser absorbieren und verhindern, dass Kondenswasser auf das sich bildende Pilzmaterial heruntertropft. Dies kann zu schlechten Materialqualitäten und zu Verfärbungen des Pilzmaterials führen. Bei größeren Dicken des Hauptsubstrats von größer 3 cm können auch absorptionsfähige Matten, insbesondere Vliesmatten als alleinige Deckel auf den Kulturbehälter verwendet werden.
Als Kulturbehälter können beispielsweise Kunststoffboxen, wie Euro-Boxen verschiedenster Abmessungen, beispielsweise mit einer Bodenfläche 30 cm x 40 cm verwendet werden. Die Höhe der Boxen kann bis zu 8 cm betragen. Oft verwendete Boxen haben eine Grundfläche von 17 cm x 11 cm und sind 2,5 bis 3 cm hoch.
Im Verfahrensschritt A) kann mit Pilzmaterial angeimpftes Hauptsubstratmaterial verwendet werden. Dadurch kann besonders einfach zu kultivierendes Pilzmaterial in den Kulturbehälter eingebracht werden.
Im Verfahrensschritt B) kann mit Pilzmaterial angeimpftes Trennschichtmaterial verwendet werden. Dadurch kann besonders einfach zu kultivierendes Pilzmaterial eingebracht werden. Weiterhin ist es möglich sowohl mit Pilzmaterial angeimpftes Hauptsubstratmaterial und mit Pilzmaterial angeimpftes Trennschichtmaterial gleichzeitig zu verwenden.
Das Pilzmaterial kann in eine wässrige Suspension aus Holzmehl eingebracht werden und in einen oder beiden des Hauptsubstratmaterials und des Trennschichtmaterials zur Inokulation eingebracht werden. Als Nährstoffquelle kann der wässrigen Suspension auch Getreidemehl hinzugesetzt werden. Die Konzentration des Holzmehls und des Getreidemehls in der Suspension kann zwischen 5 Gew.% bis 15 Gew.%, bevorzugt zwischen 8 bis 12 Gew.% betragen. Beispielsweise kann eine wässrige Suspension von 40 g Buchenholzmehl, und 40 g Weizenmehl in 800 ml Wasser verwendet werden, zu der Pilzmycel hinzugesetzt wird.
Das Hauptsubstratmaterial und das Trennschichtmaterial können vor der Inokulation mit Pilzmaterial sterilisiert werden, um das Wachstum von Bakterien und/oder unerwünschten Pilzmaterial, wie Schimmelpilzen zu verhindern. Insbesondere kann der Kulturbehälter zusammen mit dem darin aufgebrachten Hauptsubstrat und der Trennschicht, sowie gegebenenfalls weiter vorhandenen Schichten, wie dem porösen Formkörper oder dem Zellstoffpapier autoklaviert oder pasteurisiert werden. Während der Kultivierung ist eine mikrobiologische Arbeitsweise von Vorteil, um eine Kontamination des Pilzmaterials mit unerwünschten Bakterien oder Schimmelpilzen zu verhindern. Auch ein Deckel auf dem Kulturbehälter kann Kontaminationen vorbeugen.
Während des Verfahrensschrittes C) kann insbesondere Pilzmycel kultiviert werden. Pilze durchziehen ihren Lebensraum häufig mit einem Mycel-Netzwerk, das sowohl als Sensor für die Umgebung, als auch als Extraktionswerkzeug für die Zersetzung von Substratmaterialien dient. Pilzmycele enthalten fadenförmige Zellen eines Pilzes, wobei der Hauptbestandteil der Zellwand der fadenförmigen Pilze das äußerst stabile Strukturprotein Chitin ist. Pilzmycel kann besonders gut flächig auf Substraten wachsen, wobei bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial besonders gut ein gleichförmiges, flächiges Pilzmycel kultiviert werden kann, dass nach Beendigung der Kultivierung aufgrund der Trennschicht besonders einfach vom Hauptsubstrat entfernt werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial wird eine Vielzahl von Kulturbehältern übereinandergestapelt. Dabei dient der Boden eines Kulturbehälters als Deckel des darunterliegenden Kulturbehälters. Eine derartige Übereinanderstapelung von Kulturbehältern ermöglicht eine besonders einfache Skalierung der Kultivierung des Pilzmaterials auf kleinstem Raum. Unter einer Vielzahl von Kulturbehältern werden insbesondere mindestens zwei Kulturbehälter verstanden. Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kultivierung von Pilzmaterial können insbesondere bis zu 8, weiter bevorzugt bis zu 5 Kulturbehälter übereinandergestapelt werden. Weiterhin kann der Boden eines Kulturbehälters, der als Deckel des darunterliegenden Kulturbehälters dient von dem darunterliegenden Kulturbehälter durch Abstandhalter beabstandet angeordnet sein. Als Abstandhalter können beispielsweise Flacheisen aus Aluminium oder entsprechende Kunststoffteile eingesetzt werden. Dies dient dazu eine gleichmäßige Lüftung der Kulturbehälter auch dann zu ermöglichen, denn diese übereinandergestapelt sind. Weiterhin kann der jeweilige Unterboden mit porösem Material (Vlies) beaufschlagt sein, um Kondenswassertropfen zu adsorbieren.
Die Kultivierung von Pilzmaterial kann beispielsweise bei einer Temperatur 15 °C bis 30 °C erfolgen. Die Luftfeuchtigkeit kann 40 % bis 95 % betragen. Die Kultivierung kann über einen Zeitraum von 7 bis 40 Tagen, bevorzugt 14 bis 30 Tagen erfolgen. Abhängig vom kultivierten Pilzmaterial kann auch noch eine erhöhte CO2-Konzentration während der Kultivierung eingestellt werden. Der CO2-Gehalt kann insbesondere unter 20 Vol.% liegen. Meist wird der CO2-Gehalt auf Werte zwischen 1-10% eingestellt. Vorwiegend liegt der CO₂-Gehalt unter 5%.
Als zu kultivierendes Pilzmaterial können beispielsweise Baumpilze verwendet werden. Die Baumpilze können ausgewählt sein aus der Gruppe: Ganoderma lucidum, Ganoderma tsugae, Ganoderma applanatum, Ganoderma resinaceum und Ganoderma oregonense, Trametes versicolor, Trametes pubescens, Schizophyllum commune, Polyporous squamosus. Pleurotus ostreatus, Fomes fomentarius, Ganoderma steyaertanum, Pleurotus eryngii und Kombinationen davon. Besonders bevorzugt wird Fomes fomentarius verwendet. Dieser Pilz kann besonders gut zur Produktion von Pilzmaterialien dienen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Kultursubstrat-Anordnung zur Kultivierung von Pilzmaterial. Die Kultursubstrat-Anordnung umfasst einen Kulturbehälter, der eine Hauptsubstratschicht umfassend zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial enthält. Auf der Hauptsubstratschicht ist eine Trennschicht angeordnet, die als Trennschichtmaterial Holzmehl umfasst. Eine derartige Kultursubstrat-Anordnung kann besonders gut im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Die Trennschicht kann als lose Schicht von einzelnen unverbundenen Holzmehl-Partikeln des Trennschichtmaterials vorliegen. Eine derartige lose Schicht kann besonders gut als Substrat für Pilzmaterial dienen, stellt aber keine Wachstumsbarriere dar.
Die Holzspäne und das Holzmehl in der Kultursubstrat-Anordnung können eine Partikelgrößen Verteilung aufweisen, wie bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Kultivierung des Pilzmaterials beschrieben. Weiterhin können auch alle weiteren bereits in Bezug auf das Verfahren zur Kultivierung des Pilzmaterials beschriebenen Ausführungsformen der Kultursubstrat-Anordnung, beispielsweise der auf der Trennschicht angeordnete poröse Formkörper, sowie ein Deckel und/oder eine absorptionsfähige Matte zwischen dem Deckel und dem Hauptsubstrat und der Trennschicht in der beanspruchten Kultursubstrat-Anordnung der vorliegenden Erfindung vorhanden sein.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Verfahrensschritte:

A) Bereitstellen eines Kulturbehälters enthaltend eine Hauptsubstratschicht, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst,
B2) Aufbringen eines porösen Formkörpers auf der Hauptsubstratschicht, wobei der poröse Formkörper zumindest ein Formkörpermaterial ausgewählt aus: Lignocellulose, Stärke, Cellulose, Proteine oder eine Kombination davon umfasst,
C) Kultivierung von Pilzmaterial in dem Kulturbehälter auf dem porösen Formkörper und der Hauptsubstratschicht.

Bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann der poröse Formkörper im Verfahrensschritt B2) direkt auf der Hauptsubstratschicht aufgetragen werden. Nach erfolgter Kultivierung des Pilzmaterials kann das durch den Formkörper hindurch gewachsene Pilzmaterial auch leicht von dem Hauptsubstrat entfernt werden. Weiterhin können Abstandshalter zwischen der Hauptsubstratschicht und dem porösen Formkörper vorhanden sein, die eine zusätzliche Belüftung der Zellkultursubstrat-Anordnung ermöglichen.
Das kultivierte Pilzmaterial kann beispielsweise zur Produktion von Textilien, wie Schuhen oder Hüten verwendet werden. Das Pilzmaterial kann ebenfalls als Nahrungsmittel dienen und für medizinische/gesundheitliche Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise Tees (Zunderschwamm-Tee).
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den folgenden Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1 eine Explosionszeichnung einer Kultursubstrat-Anordnung mit einem Kulturbehälter, einer Hauptsubstratschicht, einer Trennschicht und einem Deckel.
2 eine Explosionszeichnung der Kultur Substrat-Anordnung der 1 mit einem zusätzlichen porösen Formkörper auf der Trennschicht.
3 zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines porösen Formkörpers mit unterschiedlichen Abstandshaltern zur Trennschicht.
4 einen schematischen Aufbau eines Turms mit vier übereinander gestapelten Kultursubstrat-Anordnungen.
5A und 5B Fotografien von flächig kultivierten Pilzmycelen von Ganoderma steyaertanum, die mittels eines herkömmlichen Kultivierungsverfahrens (5A) und mittels eines erfindungsgemäßen Kultivierungsverfahrens (5B) kultiviert wurden.
6A und 6B Fotografien von flächig kultivierten Pilzmycelen von Zunderschwamm (Fomes fomentarius), die mittels eines herkömmlichen Kultivierungsverfahrens ( 6A) und mittels eines erfindungsgemäßen Kultivierungsverfahrens (6B) kultiviert wurden.

1 zeigt eine Kultursubstrat-Anordnung 10 mit einem Kulturbehälter 1, der zusätzlich an der Seite verschließbare Einlässe 1A aufweist, durch die hindurch das im Kulturbehälter 1 befindliche Substrat mit Pilzmaterial angeimpft werden kann. Die Explosionszeichnung zeigt, dass im Kulturbehälter 1 eine Hauptsubstratschicht 2 angeordnet ist, die ein Hauptsubstratmaterial 2A, beispielsweise Sägespäne oder eine Kombination aus Hackschnitzeln und Sägespänen enthält. Auf der Hauptsubstratschicht 2 wird eine Trennschicht 3 angeordnet, die als Trennschichtmaterial 3A Holzmehl enthält. Nach oben hin wird der Kulturbehälter 1 von einem Deckel 4 abgeschlossen, der beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder aus einer Kombination eines Vlieses (in 1 nicht gezeigt) zusammen mit dem Kunststoffdeckel bestehen kann. Eine derartige Kultursubstrat-Anordnung 10 kann dazu genutzt werden, Pilzmaterial flächig auf der Trennschicht wachsen zu lassen, wobei nach erfolgter Kultivierung eine Abtrennung des Pilzmaterials, des Pilzmycels von der Hauptsubstratschicht aufgrund der Trennschicht besonders einfach möglich ist.
2 zeigt eine Ausführungsform der Zellkultur Substrat-Anordnung 10 der 1, bei der zusätzlich ein poröser Formkörper 5 vorhanden ist, der ein Formkörpermaterial 5A, beispielsweise Cellulose oder lignocellulosehaltige Fasern umfasst. Dieser Formkörper 5 ist oberhalb der Trennschicht 3 angeordnet und ermöglicht ein Wachsen des Pilzmaterials in den Formkörper hinein. Dadurch kann ein Pilzmaterial mit gut definierter Dicke und erhöhter Stabilität kultiviert werden.
3 zeigt zwei unterschiedliche Ausführungsformen von porösen Formkörpern 5. Bei einer Ausführungsform befinden sich unterhalb des Formkörpers 5 cellulosehaltige oder synthetische Stücke 5B als Abstandshalter zur Trennschicht. Diese Abstandshalter können eine zusätzliche Belüftung der Kultursubstrat-Anordnung zwischen der Trennschicht und dem porösen Formkörper sicherstellen. Bei der weiteren Ausführungsform befindet sich unterhalb des Formkörpers 5 ein Rahmen 5C, beispielsweise ein Kunststoff-Rahmen oder ein Metallrahmen, der ebenfalls als Abstandshalter zwischen dem porösen Formkörper 5 und der Trennschicht dient.
4 zeigt schematisch einen Turm 11 aus vier übereinandergestapelten Kultursubstrat-Anordnungen 10A, 10B, 10C und 10D. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind von den Kultursubstrat-Anordnungen jeweils nur die Kulturbehälter 1 gezeigt. Zwischen den einzelnen Kultursubstrat-Anordnungen befinden sich Abstandshalter 6, die dafür sorgen, dass die Kultursubstrat-Anordnungen voneinander beanstandet übereinandergestapelt werden, so das ein verbesserter Luftaustausch zu den einzelnen Kulturbehältern möglich ist. Der Boden eines darüber liegenden Kulturbehälters stellt dabei auch den Deckel des darunterliegenden Kulturbehälters dar. Beispielsweise ist der Boden 1B der obersten Kulturbehälter-Anordnung 10A auch gleichzeitig der Deckel für die darunter befindliche Kulturbehälter-Anordnung 10B. Dieser Turm 11 ermöglicht eine besonders platzsparende Kultivierung einer großen Menge an Pilzmaterial auf kleinstem Raum. Die Abstandshalter können in die Böden der Kulturbehälter integriert sein, oder als separate Teile zwischen den Kulturbehältern angeordnet werden.
5A zeigt eine Fotografie eines Pilzmycels 12 von Ganoderma steyaertanum das nach einem herkömmlichen Verfahren mit einer perforierten Folie auf der Substratschicht kultiviert wurde. Die perforierte Folie bestand aus einem kompostierbaren Kunststoff-Material, wobei die Abstände zwischen den Löchern der Perforation zwischen 1,5 cm bis 2 cm betrugen. Das Pilzmycel 12 zeigt Bereiche 12A und 12B mit stark unterschiedlicher Färbung. Weiterhin sind auch Löcher 12C im Pilzmycel vorhanden. Ein derartiges Pilzmycel ist nur eingeschränkt als Leder-ähnliches Material zu verwenden. 5B zeigt ein Pilzmycel 12, dass mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Trennschicht kultiviert wurde. Dieses Pilzmycel zeigt eine einheitlichere Färbung, wobei auch keine Löcher vorhanden sind. Ein derartiges Pilzmycel ist besser als Leder-Ersatz geeignet.
Ausführungsbeispiel:
In einem 4 cm hohen Kulturbehälter wird ein Mix aus Hackschnitzel und Sägespänen (1/3 Volumenanteil Hackschnitzel und 2/3 Volumenanteil Sägespäne) bis zu einer Höhe von 2 cm gefüllt und glattgestrichen. Anschließend wird eine Trennschicht mit einer Dicke von kleiner 3 mm aus Buchenmehl auf dem Hauptsubstrat aufgetragen und ebenfalls geglättet oder eine Schicht mit einer Dicke von kleiner 3 mm aus Buchenholzmehl wird auf eine Zellstoffbahn aufgetragen und diese auf das Hauptsubstrat transferiert. Nach Sterilisation oder Pasteurisierung wird die oberste Trennschicht mit Pilzmaterial (Fomes fomentarius) angeimpft. Dies kann beispielsweise durch flächiges Aufbringen eines mit Pilzmycel angereicherten Buchenholzmehl/Weizenmehl-Dispersion, durch Mycel in wässriger Lösung, durch Mycel-bewachsene lignocellulosehaltige Partikel oder durch lyophilisiertes, stabilisiertes Mycel erfolgen. Der Kulturbehälter wird anschließend mit einem Deckel aus transparentem Kunststoff, der mittels minimalen Spalt Luftaustausch erlaubt, abgedeckt. Das Wachstum erfolgt dann in der Regel für 25 Tage, wobei der Kulturbehälter in einer Umgebung mit regulierter Temperatur (26 °C), kontrollierter Luftfeuchtigkeit (60-80%) und Belüftung (Sauerstoffzufuhr) gelagert wird. Dank der Trennschicht kann oberflächlich gebildetes Pilzmaterial besonders leicht abgelöst werden. Weiterhin dient die Trennschicht gleichzeitig auch neben der Hauptsubstratschicht als Nährstoffquelle für das Pilzmaterial. Das Pilzmaterial kann nach erfolgter Ablösung von der Trennschicht gegebenenfalls weiter mit mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Methoden behandelt werden um gewünschte Charakteristika, beispielsweise ein Leder-ähnliches Material zu erhalten.
Vergleichsbeispiel:
Zunderschwamm wurde unter den gleichen Bedingungen, wie im Ausführungsbeispiel kultiviert, wobei anstelle der Buchenholzmehl-Schicht als Trennschicht eine perforierte Folie aus einem kompostierten Polymer mit Lochabstand zwischen 1,5 cm und 2 cm verwendet wurde.
6A zeigt das Pilzmycel des Zunderschwamms aus dem Vergleichsbeispiel. Deutlich sind die Abdrücke 12D der Löcher im Pilzmycel zu erkennen. Im Gegensatz dazu zeigt sich im Pilzmycel des Zunderschwamms in der 6B, der gemäß des Ausführungsbeispiels mit der erfindungsgemäßen Trennschicht kultiviert wurde, ein gleichmäßigeres Wachstum, wobei keine Abdrücke der Löcher zu erkennen sind.
Bei größeren Kulturbehältern (Fläche des Bodens größer als 0,60 m²) können die Hauptsubstratschicht und oder die Trennschicht mit dem gewünschten Pilzmaterial angeimpft werden und kompakt (nicht flächig) 7 bis 10 Tage beispielsweise in einem Beutel oder Sack als Vorkultur kultiviert werden. Danach können das geimpfte Hauptsubstrat und die Trennschicht in einen geeigneten Kulturbehälter flächig eingebracht, zugedeckt und für weitere 10 bis 20 Tage kultiviert werden.
Falls ein Turm aus übereinandergestapelten Kulturbehältern verwendet wird, kann der Boden eines Kulturgefäßes als Deckel des direkt darunter befindlichen Kulturbehälters fungieren. Abstandshalter, beispielsweise Metallkeile oder Kunststoffteile können zwischen übereinandergestapelten Kulturbehältern vorhanden sein, so das Kulturbehälter voneinander beanstandet und ein Spalt vorhanden ist, der den Luftaustausch ermöglicht. Zu Beginn der Kultivierung ist ein Spalt von wenigen Millimetern ausreichend. Nach erfolgter Kultivierung bei regulierter Temperatur (15 bis 30 °C), Luftfeuchtigkeit (40 bis 95 %) und Belüftung zur Sauerstoffzufuhr für 7 bis 10 Tage kann der Spalt dann auf bis zu 1 cm vergrößert werden und danach eine weitere Kultivierung für 10 bis 20 Tage erfolgen. Möglich ist aber auch, dass jeder Kulturbehälter einen separaten Deckel aufweist, wobei dieser Deckel dann entweder porös ist oder Löcher zur Luftzufuhr aufweist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kultiviertes Pilzmycel weist eine gleichmäßigere Oberfläche auf im Vergleich zu Pilzmycelen, bei denen auf der Substratschicht eine perforierte Folie vorhanden ist.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/014004 A1 [0001]
DE 102017111139 A1 [0033]
DE 102004054224 A1 [0036]

Claims

Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial, umfassend die Verfahrensschritte: A) Bereitstellen eines Kulturbehälters enthaltend eine Hauptsubstratschicht, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst, B) Aufbringen einer Trennschicht auf der Hauptsubstratschicht, wobei die Trennschicht Holzmehl als Trennschichtmaterial umfasst, C) Kultivierung von Pilzmaterial in dem Kulturbehälter auf der Trennschicht und der Hauptsubstratschicht.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach dem vorhergehenden Patentanspruch, wobei zwischen 50 Gew.% bis 99 Gew.%, weiter bevorzugt zwischen 70 Gew.% und 98 Gew.% des Holzmehls eine Partikelgröße von kleiner 355 µm aufweisen.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen 45 Gew.% und 55 Gew.%, bevorzugt zwischen 47 Gew.% und 52 Gew.% des Holzmehls eine Partikelgröße von kleiner 90 µm aufweisen.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen 40 Gew.% bis 65 Gew.%, bevorzugt zwischen 45 Gew.% bis 60 Gew.% der Partikel der Holzspäne eine Partikelgröße von 800 µm bis 1000 µm aufweisen.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Verfahrensschritt A) eine Hauptsubstratschicht bereitgestellt wird, die zusätzlich Hackschnitzel als Hauptsubstratmaterial umfasst.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Trennschicht im Verfahrensschritt B) als durchgehende Schicht auf das Hauptsubstrat aufgebracht wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Trennschicht im Verfahrensschritt B) als lose Schicht aufgebracht wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Verfahrensschritt B) das Trennschichtmaterial auf zumindest ein Zellstoffpapier aufgetragen und das Zellstoffpapier dann auf dem Hauptsubstrat angeordnet wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Anteil der Holzspäne und - falls vorhanden - der Hackschnitzel am Hauptsubstratmaterial zumindest zwischen 70 Gew% bis 80 Gew%, bevorzugt zumindest 90 Gew% betragen und/oder wobei der Anteil des Holzmehls am Trennschichtmaterial zumindest zwischen 70 Gew% bis 80 Gew%, bevorzugt zumindest 90 Gew% beträgt.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schichtdicke des Hauptsubstrats zwischen 0,5 cm bis 5 cm, bevorzugt zwischen 1 cm und 3 cm liegt.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schichtdicke der Trennschicht zwischen 0,5 mm bis 8 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm liegt.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in einem zusätzlichen Verfahrensschritt B1) zwischen dem Verfahrensschritt B) und C) ein poröser Formkörper auf der Trennschicht angeordnet wird und wobei das Pilzmaterial während des Verfahrensschrittes C) durch den porösen Formkörper hindurch wächst, bevorzugt wobei der poröse Formkörper zumindest eines von: Lignocellulose, Stärke, Chitin, Cellulose, Proteine oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während des Verfahrensschrittes C) eine absorptionsfähige Matte, bevorzugt eine Vliesmatte, auf dem Kulturbehälter über dem Hauptsubstrat und der Trennschicht angeordnet wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach dem vorhergehenden Patentanspruch, wobei zusätzlich ein Deckel auf dem Kulturbehälter angeordnet wird, wobei die absorptionsfähige Matte sich zwischen dem Deckel und dem Hauptsubstrat und der Trennschicht befindet.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Verfahrensschritt A) und/oder B) mit Pilzmaterial angeimpftes Hauptsubstratmaterial und/oder Trennschichtmaterial verwendet wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Verfahrensschritt C) die Trennschicht und/oder das Hauptsubstrat mit Pilzmaterial angeimpft wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während des Verfahrensschritts C) Pilzmycel kultiviert wird und wobei das Verfahren weiterhin einen Verfahrensschritt D) Entfernen des Pilzmycels vom Hauptsubtrat umfasst.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Vielzahl von Kulturbehältern übereinandergestapelt werden und wobei der Boden eines Kulturbehälters der Deckel des darunterliegenden Kulturbehälters ist, bevorzugt wobei der Boden eines Kulturbehälters durch Abstandhalter von dem darunterliegenden Kulturbehälter beabstandet angeordnet wird.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei als Pilzmaterial Baumpilze verwendet werden, wobei die Baumpilze bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe: Ganoderma lucidum, Ganoderma tsugae, Ganoderma applanatum, Ganoderma resinaceum und Ganoderma oregonense, Trametes versicolor, Trametes pubescens, Schizophyllum commune, Polyporous squamosus. Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii, Fomes fomentarius, Ganoderma steyaertanum und Kombinationen davon, bevorzugt Fomes fomentarius.
Kultursubstrat-Anordnung zur Kultivierung von Pilzmaterial, umfassend einen Kulturbehälter in dem eine Hauptsubstratschicht angeordnet ist, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst, und eine Trennschicht, die auf dem Hauptsubstrat angeordnet ist, wobei die Trennschicht Holzmehl als Trennschichtmaterial umfasst.
Kultursubstrat-Anordnung zur Kultivierung von Pilzmaterial nach dem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die Trennschicht als lose Schicht von einzelnen unverbundenen Partikeln des Trennschichtmaterials vorliegt.
Kultursubstrat-Turm zur Kultivierung von Pilzmaterial, umfassend zumindest zwei Kultursubstrat- Anordnungen nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 20 oder 21, wobei die eine Kultursubstrat-Anordnung auf die andere Kultursubstrat-Anordnung gestapelt ist.
Verfahren zur Kultivierung von Pilzmaterial, umfassend die Verfahrensschritte: A) Bereitstellen eines Kulturbehälters enthaltend eine Hauptsubstratschicht, die zumindest Holzspäne als Hauptsubstratmaterial umfasst, B2) Aufbringen einer porösen Schicht auf der Hauptsubstratschicht, wobei die poröse Schicht zumindest ein poröses Schichtmaterial ausgewählt aus: Lignocellulose, Stärke, Cellulose, Proteine oder eine Kombination davon umfasst, C) Kultivierung von Pilzmaterial in dem Kulturbehälter auf der porösen Schicht und der Hauptsubstratschicht.