DE4436787A1 - Verfahren zur Erzeugung eines selektiven Nährbodens für Pilze, insbesondere Speisepilze - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung eines selektiven Nährbodens für Pilze, insbesondere Speisepilze

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    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G18/00—Cultivation of mushrooms
    • A01G18/20—Culture media, e.g. compost
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines selektiven Nährbodens für Pilze, insbesondere Speisepilze.
Fermentierte (kompostierte) Substrate haben in der Pilzzucht eine große Bedeutung, in Europa insbesondere zur Kultivierung von Champignon (Agaricus bisporus) und Austernseitling (Pleurotus sp.).
In der Regel wird die spontane Sukzession der latent vorhandenen thermophilen Mikroorganismen durch geeignete Bedingungen gefördert.
Dies geschieht durch Aufheizen auf 45°C bis 65°C und Belüften des angefeuchteten Substrates. Eine solche Fermentation dauert 2 bis 7 Tage (Stroh als Nährboden für den Austernpilz) oder 10 bis 21 Tage (Pferdemist + Zuschläge als Nährboden für den Champignon) und wird chargenweise durchgeführt. Durch Umsetzen des Substrates kann dieses homogenisiert werden. Eine Temperaturbehandlung (60°C-75°C) über 6 bis 24 Stunden wird zur Hygienisierung, d. h. zur Eliminierung von tierischen Schädlingen und Konkurrenten eingesetzt (Jan Lelley 1991: Pilzanbau S. 102ff., S 171ff.).
Nach Beendigung der Fermentation muß das Substrat auf eine geeignete Temperatur abgekühlt werden.
Die Vorteile fermentierter Substrate gegenüber nicht fermentierten Substraten sind v.a. in ihrer Unempfindlichkeit gegenüber schneller wachsenden Konkurrenzpilzen zu sehen, wie z. B. Trichoderma sp., daß heißt in ihrer hohen Selektivität für den jeweiligen Kulturpilz.
Dies wird einerseits erreicht durch die Ausbildung einer Metabolit-Schutzwirkung (Deutsches Patentamt, Offenlegungsschrift 2125692) der thermophilen Mikroflora, andererseits durch Assimilation der wasserlöslichen, leicht verfügbaren Nährstoffe im Substrat (Stölzer,S. 1990: Schutz von Speisepilzsubstraten vor Schimmelpilzbefall durch Starterkulturen und Temperaturvorbehandlung. Dissertation, Universität Hannover).
Als Nachteil ist insbesondere der hohe Energiebedarf und die lange Prozeßdauer anzusehen. Hinzu kommt ein deutlicher Substratverlust durch die Tätigkeit der Mikroorganismen, der in der Regel zwischen 10% (Strohsubstrate für Austernpilze) und 50% (Pferdemistsubstrate für Champignons) liegt. Eine kontinuierliche Prozeßführung ist auf Grund der langen Prozeßdauer aus ökonomischen Gründen nicht möglich.
Zur Beschleunigung des Fermentationsprozesses wurde vorgeschlagen (Stölzer, S. 1990: Schutz von Speisepilzsubstraten vor Schimmelpilzbefall durch Starterkulturen und Temperaturvorbehandlung. Dissertation, Universität Hannover), das Fermentationsgut mit einer Reinkultur eines geeigneten Mikroorganismenstammes zu beimpfen. Die Herstellung einer geeigneten Reinkultur in ausreichender Menge scheint für die Praxis jedoch zu aufwendig zu sein.
Andere Verfahren umgehen den Fermentationsprozeß, indem insbesondere die für die Entwicklung der Konkurrenten wichtigen wasserlöslichen Nährstoffe ausgespült (Deutsche Patentschrift DE 39 38 659 C1) oder extrahiert (Deutsches Patent P 40 34 622.6-09) werden. Zumindest das letzte Verfahren ist auch kontinuierlich durchführbar. Eine so hohe Selektivität des Nährbodens, wie sie mit einer Fermentation erreicht werden kann, ist mit diesen Verfahren jedoch nicht erreichbar.
Bei einer Sterilisierung des Substrates, einem Standardverfahren der Mikrobiologie, werden zwar sämtliche konkurrierende Mikroorganismen abgetötet, doch verliert das Substrat durch diese Hitzebehandlung sämtliche selektiven Eigenschaften. Die Behandlung mit Lauge (Deutsches Patent Nr. 40 26 585) ist gut geeignet, um auch unter nicht sterilen Bedingungen große Mengen Pilzbrut aus Getreide herzustellen. Dieses erhält durch die Behandlung ausreichend hohe selektive Eigenschaften. Für die Behandlung von lignozellulosehaltigem Material ist dieses Verfahren nach eigener Erfahrung jedoch weniger geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für möglichst viele Pilzarten und Rohstoffzusammensetzungen geeignetes, kontinuierliches Verfahren zur Substraterzeugung zu entwickeln, mit welchem durch eine thermophile, mikrobiologische Umsetzung ein hochselektives Substrat in möglichst kurzer Zeit mit geringem Energieaufwand erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Abtrennung eines Teils der flüssigen Phase des fermentierten Substrates und der in der flüssigen Phase suspendierten Mikroorganismen nach oder während der mikrobiologischen Umsetzung ein Impfstoff gewonnen wird, mit welchem das frische Fermentationsgut versetzt wird.
Dadurch wird bewirkt, daß geeignete Mikroorganismen in ausreichender Menge zugesetzt werden, und sich nicht erst in einer spontanen Sukzession entwickeln müssen.
Durch die Abtrennung und Rückführung der Mikroorganismensuspension werden im fermentierten Substrat gleichzeitig wasserlösliche Nährstoffe zu Beginn der Fermentation aufkonzentriert und nach der Abtrennung der Mikroorganismensuspension verarmt. Das gleiche gilt für die im Wasser enthaltene Wärme.
Die hohe Mikroorganismenkonzentration zu Beginn der Fermentation, kombiniert mit der erhöhten Konzentration an leicht verfügbaren wasserlöslichen Nährstoffen (im Vergleich mit lediglich angefeuchtetem Substrat) beschleunigt die Stoffwechselleistung der Mikroflora. Der Fermentationsprozeß wird stark verkürzt und beschleunigt.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß
  • - der Fermentationsprozeß durch die zeitliche Verkürzung des Verfahrens kontinuierlich gestaltet werden kann.
  • - die im Substratwasser enthaltene Wärme weitestgehend zurückgewonnen wird. Bei geeigneter Prozeßführung erübrigt sich ein Abkühlen des fermentierten Substrates.
  • - das Substrat durch die Kombination eines Fermentationsprozesses mit einem Extraktionsprozeß eine sehr hohe Selektivität besitzt.
  • - der Anbau unterschiedlicher Pilzarten auf dem gleichen Substrat möglich ist. Beispiele: Austernpilze (Peurotus ostreatus), Champignon (Agaricus bisporus), Grüner Schwefelkopf (Hypholoma fasciculare), Krause Glucke (Sparassis crispa), Kräuterseitling (Pleurotus eryngii), Kulturträuschling (Stropharia rugosoannulata), Rauchblättriger Schwefel kopf (Hypholoma capnoides), Rehbrauner Dachpilz (Pluteus atricaplllus), Schopftintling (Coprinus comatus), Shii-take (Lentinus edodes), Südlicher Schüppling (Agrocybe aegerita).
  • - durch Änderung des Extraktionsgrades, der Fermentationsdauer, der Fermentationstemperatur und der Wahl der Rohstoffe und Zuschlagsstoffe das Verfahren an die verschiedenen Ansprüche der einzelnen Pilzarten angepaßt werden kann.
  • - die Substratverluste durch die kurze Fermentationszeit stark reduziert werden.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Strohhäcksel wird durch Einwirkung von trockenem Dampf hygienisiert und anschließend mit der wäßrigen Mikroorganismensuspension aus einer Anreicherungskultur auf maximale Wasserhaltekapazität befeuchtet.
Nach der Erwärmung auf 45°C wird die Mischung 30 Minuten lang fermentiert, daß heißt belüftet und auf Temperatur gehalten.
Anschließend wird ein Teil des im Strohhäcksel enthaltenen Substratwassers abgetrennt. Die so erhaltene Mikroorganismensuspension wird durch Leitungswasser ergänzt und zum Befeuchten von frischem Strohhäcksel verwendet, welches wieder erwärmt und fermentiert wird.
Die teilentwässerten Strohhäcksel werden mit kaltem Wasser auf einen Wassergehalt von 75% gebracht.
Das so erhaltene Substrat ist hervorragend für die Kultur von Austernpilzen (Pleurotus sp.) geeignet.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erzeugung eines selektiven Nährbodens für Pilze, insbesondere Speisepilze, aus angefeuchtetem lignozellulosehaltigem Material, welches einer mikrobiologischen Umsetzung bei Temperaturen zwischen 20°C und 75°C unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abtrennung eines Teils der flüssigen Phase des fermentierten Substrates und der in der flüssigen Phase suspendierten Mikroorganismen nach oder während der mikrobiologischen Umsetzung ein Impfstoff gewonnen wird, mit welchem das noch zu fermentierende Substrat versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Nährboden vor, während oder nach der Fermentation bei Bedarf ergänzende mineralische Nährstoffe, organische Nährstoffe, strukturbildende Materialien, wasserhaltende Materialien oder pH-Wert stabilisierende Zuschläge zugegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einmischen des Impfstoffes durch Spülen des Fermentationsgutes mit dem Impfstoff durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einmischen des Impfstoffes durch Befeuchten des frischen Fermentationsgutes mit dem Impfstoff, bei Bedarf ergänzt durch Wasser, durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der Mikroorganismensuspension durch einen ein- oder mehrstufigen Spülvorgang, d. h. eine Gegenstrom- oder Kreuzgegenstromextraktion und oder durch einen ein- oder mehrstufigen Abpreßvorgang durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Starterkultur für die Einleitung der Fermentation durch eine Anreicherungskultur aus einem wäßrigem Extrakt des fermentierten oder nicht fermentierten lignozellulosehaltigen Materials gewonnen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentation ein- oder mehrstufig, d. h. bei einem oder mehreren unterschiedlichen Temperaturniveaus, durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf eine Hygienisierung des Nährbodens vor, während oder nach der Fermentation durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hygienisierung des Nährbodens durch die Einwirkung hoher Drücke oder schneller Druckwechsel auf den Nährboden, und oder durch die Einwirkung von Scherkräften auf den Nährboden und oder durch eine Behandlung des Nährbodens mit höheren Temperaturen erreicht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentationsdauer zwischen 5 Minuten und 24 Stunden beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fermentationsprozeß aerob oder teilweise anaerob oder ganz anaerob verläuft.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des fermentierten Substrates bei Bedarf durch Zugabe oder Abpressen von Wasser auf eine für die jeweilige Pilzkultur geeignete Höhe gebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf die Temperatur des fermentierten Substrat auf eine für die jeweilige Pilzkultur geeignete Höhe abgesenkt wird.
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