JP4062499B2

JP4062499B2 - Fungus bed for mushroom cultivation and production method thereof

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Publication number: JP4062499B2
Application number: JP2002232797A
Authority: JP
Inventors: 祥治大賀; 克己坂井; 竜矢芦谷; 大介山本; 麗立石
Original assignee: Kyushu TLO Co Ltd
Current assignee: Kyushu TLO Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004065195A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食用あるいは薬用キノコ類の人工栽培に用いられる木質材料由来のポリウレタンフォームを使用したキノコ栽培用の菌床及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スギはわが国で最も多く植林されており、建築資材等へ利用されているが、製材工場で排出される樹皮の量は国内で２７７万ｍ^３／年におよび、その約１／４は、利用されることなく廃棄されているのが現状であり、将来的にも二酸化炭素の発生源となると思われるため、有効な利用法の開発が望まれている。
本発明者らは、林産廃棄物として多量に排出されるスギ樹皮をポリウレタン材料に変換させる方法として、亜硫酸水素ナトリウムを用いた液化法（ポリエチレングリコール・バイサルファイト法）を提案した（上野智子，耿興蓮，芦谷竜矢，親泊政二三，坂井克己；木材学会誌，47 260-266 (2001)）。
【０００３】
一方、従来より、シイタケ等のキノコ類の人工栽培では、楢や櫟等の広葉樹の原木を利用し、取扱いに便利な長さ１ｍ程度に玉切りした、いわゆるホダ木にシイタケ等の種菌を植え付けて山林や人工日陰等の下に静置し、原木にシイタケ等の菌糸を伸長させる原木栽培が利用されてきた。このような原木栽培においては、２年後ぐらいにシイタケ等のキノコ類が原木上に発生し収穫が可能になる。
しかしながら、ホダ木用原木が不足し、生産者の老齢化に伴う作業量の低減、栽培期間の短縮化等を図るべく、原木栽培に替わり、広葉樹のオガ粉（ノコ屑）を主とする菌床を用いた菌床栽培が行われるようになってきており、その生産量も増加している。例えば、シイタケの場合、楢や櫟等の広葉樹オガ粉（ノコ屑）と少量のフスマ、糖類等の栄養源を混合して固めたブロック状乃至円筒状の培地が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、木質材料由来のポリウレタンフォームを用いて、食用あるいは薬用キノコ類の菌の成長を著しく促進させることが可能なキノコ栽培用菌床を提供すること、及び林産廃棄物として多量に排出されるスギ樹皮等の木質材料を大量に処理可能なキノコ栽培用菌床の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、調製されたポリウレタン材料は木質材料由来であるため、担子菌等の生物によって分解される可能性に着目し、木質材料から調製したポリウレタンフォームのキノコ栽培への菌床としての適用を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］に記載した事項により特定される。
［１］木質材料変性ポリオールを用いたポリウレタンフォームからなることを特徴とするキノコ栽培用菌床。
［２］木質材料がスギ樹皮であることを特徴とする［１］に記載のキノコ栽培用菌床。
［３］酵母エキス，グルコース，コーンブラン，フスマ，米ヌカ、トウモロコシヌカ、サトウキビかす、おから、パン粉、堆肥から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とする［１］又は［２］に記載のキノコ栽培用菌床。
［４］シイタケ栽培に用いられることを特徴とする［１］乃至［３］の内いずれか１項に記載のキノコ栽培用菌床。
［５］木質材料を液化反応剤とポリオールを用いて液化する工程と、得られた液化物とポリイソシアネートを混合して発泡体を形成する工程と、該発泡体に、栄養源を水溶液として含浸する工程、とを有することを特徴とするキノコ栽培用菌床の製造方法。
［６］木質材料がスギ樹皮であることを特徴とする［５］に記載のキノコ栽培用菌床の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における木質材料変性ポリオールとは、木質材料とポリオールを処理して得られるものをいい、処理方法としては、使用するポリオールの種類、分子量、反応温度等により適宜選択できるが、後述する木質材料の液化方法が好適に用いられる。
【０００８】
本発明における木質材料としては、広葉樹、針葉樹のいずれであってもよい。広葉樹としては、ナラ、トチ、ブナ、アカシア等が挙げられ、針葉樹としては、スギ、スギ樹皮、ヒノキ、マツ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
本発明に係るキノコ栽培用菌床の製造方法において、木質材料を液化する方法としては、液化反応剤とポリオールを用い、高温下において木質材料中のリグニン、セルロース等の高分子成分を分解し、ポリオール中に可溶化せしめる方法等が用いられるが、これらに限定されるものではない。ここで、液化反応剤としては、硫酸、亜硫酸塩、水酸化ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等が挙げられるが、特に亜硫酸水素ナトリウムが好適に用いられる。ポリオールとしては、通常のポリウレタン原料であるポリオールが用いられ、具体的には、ポリマーの２個以上の末端に２個以上の水酸基を有するものであり、ポリマー主鎖は炭化水素基やエーテル結合を含む炭化水素基等で構成される。例えば、ポリオキシエチレンジオール（ポリエチレングリコール：ＰＥＧ）、ポリオキシエチレントリオール等のエチレンオキシドの重合体、ポリ（オキシプロピレン）トリオール、ポリオキシプロピレンテトラオール等のプロピレンオキシドの重合体、ポリオキシテトラメチレンジオール等のテトラヒドロフランの重合体、ポリカプロラクトングリコール（ＰＣＬＧ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＧ）、ポリヘキサメチレンジオール又はその縮合体、ヒマシ油等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、エチレンオキシド重合体やプロピレンオキシド重合体が好適に用いられる。また、ポリウレタンフォームの吸水性を高める目的からは、エチレンオキシド重合体が好適である。
【００１０】
木質材料としてスギ樹皮を用いる場合は、亜硫酸水素ナトリウムとポリオキシエチレンジオール（ＰＥＧ）を用いたＰＥＧ・バイサルファイト法による液化法が用いられ、これにより、ポリオキシエチレンジオールおよび木質材料のリグニン、セルロース等の高分子成分が含まれる多くの水酸基を含むポリマー液化物が得られる。
【００１１】
ＰＥＧ・バイサルファイト法においては、内樹皮および外樹皮ともに２００〜３００℃で処理するのが好ましい。ここで、２００℃より低くなるにつれ、セルロースの分解が生じなくなるという傾向が見られ、３００℃より高くなるにつれ、熱分解物の再縮合等の副反応が生じ、反応の制御が難しくなるという傾向が見られる。また、反応時間は、内樹皮の場合、３０〜９０分間が好ましく、外樹皮の場合、３０〜６０分間が好ましい。ここで、上記の反応時間の範囲から外れるにつれ、リグニン・タンニンの再縮合が生じる傾向が見られる。反応剤である亜硫酸水素ナトリウム水溶液の濃度は、スギ樹皮の場合、２〜６％が好ましい。ここで、２％より低くなるにつれ、非炭水化物成分が分解し難くなるという傾向が見られ、６％より高くなるにつれ、炭水化物成分が分解し難くなるという傾向が見られる。亜硫酸水素ナトリウムは、リグニンのスルホン化に関与するので、リグニン含量の多い外樹皮において、水溶液の濃度を適宜変更することができる。
【００１２】
本発明におけるポリウレタンフォームとしては、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォームを含む。特に、軟質ポリウレタンフォームは気泡が連続して開放しており、吸水性が高く好適に用いられる。フォームの形状としては、ブロック状、円盤状等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１３】
本発明におけるポリウレタンフォームの調製方法としては、上述したような液化法等により、木質材料とポリオールから得られたポリマー液化物と、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤および必要に応じて鎖延長剤や架橋剤等を混合、反応させ発泡体を調製し、所定温度で硬化させる方法を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００１４】
ポリウレタンフォームの調製に用いるイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ：ＯＣＮ−ｐｈ−ＣＨ_２−ｐｈ−ＮＣＯ）等の芳香族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ジイソシアネート、ＴＤＩに高沸点物を含むクルードＴＤＩ、ＭＤＩの芳香環の任意の位置にイソシアナトフェニルメチレン基が１個以上置換しているようなポリメリックＭＤＩ（ＯＣＮ−ｐｈ−ＣＨ_２−（ｐｈ−ＣＨ_２（ＮＣＯ）_ｎ−ｐｈ−ＮＣＯ：ｐｈはフェニル基、ｎは１以上の整数を表す）等が挙げられ、これらのポリイソシアネートが単独あるいは２種以上組み合わせて用いられる。
【００１５】
ポリウレタンフォームの調製に用いる触媒としては、ジブチルチンジラウレート、ジアザビシクロオクタン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルペンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピベラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピルジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンテトラミン、塩化第一スズ、テトラ−ｎ−ブチルチン、塩化第二スズ、トリ−ｎ−ブチルチンアセテート、ｎ−ブチルチントリクロライド、トリメチルチンハイドロオキサイド、ジメチルチンジクロライド、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸コバルト、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ナフテン酸鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
ポリウレタンフォームの調製に用いる発泡剤としては、水、塩化メチレン、ＣＦＣ−１１、ＣＦＣ−１２、ＣＦＣ−１１３、ＣＦＣ−１１４、ＣＦＣ−１１５等のクロロフルオロカーボン、ＨＣＦＣ−２１、ＨＣＦＣ−２２、ＨＣＦＣ−１２３、ＨＣＦＣ−１２４、ＨＣＦＣ−１４１ｂ、ＨＣＦＣ−１４２ｂ、ＨＣＦＣ−２２５ｃａ、ＨＣＦＣ−２２５ｃｂ等のヒドロクロロフルオロカーボン、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−２３、ＨＦＣ−２４５ｆａ等のヒドロフルオロカーボン、環状カーボネート、ジアルキルカーボネート、ギ酸、ホウ酸、炭化水素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
ポリウレタンフォームの調製に用いる製泡剤としては、シリコーン系界面活性剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
ポリウレタンフォームの調製に用いる鎖延長剤としては、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ジエチルトルエンジアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、水等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
ポリウレタンを硬化する温度としては、６０〜１００℃が好ましい。ここで、６０℃より低くなるにつれ、硬化が生じにくくなる傾向が見られ、１００℃より高くなるにつれ、軟化して形状維持が困難になる傾向が見られる。
【００２０】
本発明における軟質ポリウレタンフォームを調製する際に、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンジオール、ポリカプロラクトン等を添加することができる。
【００２１】
本発明に用いる栄養源としては、酵母エキス、グルコース、コーンブラン、フスマ、米ヌカ、トウモロコシヌカ、サトウキビかす、おから、パン粉、堆肥等を単独あるいは２種以上組み合わせて使用することができ、特に酵母エキス、グルコースが好適に用いられる。
【００２２】
栄養源の配合割合は、培地基材１００重量部に対し、０．５〜４重量％が好ましい。ここで、０．５重量％より少なくなるにつれ、キノコ菌の成長が遅れるという傾向が見られ、４重量％より多くなるにつれ、害菌混入の危険性が高まるという傾向が見られる。特に、含水状態の液化樹皮由来のポリウレタンフォームに酵母エキス０．５〜１．５重量％およびグルコース２〜４重量％を添加させるのが好ましい。ここで、上記の範囲を外れるにつれ、子実体の育成が遅れ、汚染菌への抵抗力が弱まるという傾向が見られる。
【００２３】
本発明におけるキノコとしては、シイタケ、セミタケ、シメジ、ナメコ、ヒラタケ、マイタケ、エノキタケ、キクラゲ、タモギタケ、マンネンタケ、マッシュルーム、エリンギ等、担子菌や子嚢菌等の菌の種類は問わず、種々の食用又は薬用キノコ類が挙げられる。
【００２４】
本発明に係る菌床を用いたキノコの菌床栽培方法としては、袋栽培、瓶栽培、箱栽培等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、袋栽培の場合には、培地調製、袋詰め、殺菌、接種、培養、熟成、発生、収穫の工程を経て栽培される。
【００２５】
培地調製とは、菌床栽培に用いる各種基材を計量、攪拌して加水して水分調整する工程をいう。本発明よる培地基材であるポリウレタンフォームに栄養源を水溶液として含浸させる。培地の水分含量は、５５〜６５％、好ましくは６０〜６２％が適当である。
【００２６】
袋詰めとは、調製した培地を１．２ｋｇ〜２．５ｋｇの円柱状に固め、中央に２〜２．５ｃｍ程度の穴を開けて、フィルター付きのポリプロピレン製等の袋に詰める工程をいう。
【００２７】
殺菌とは、蒸気により培地中のすべての微生物を死滅させる工程であり、高圧殺菌が好ましく、１２０〜１２５℃において、１５〜３０分間行われるのが好ましい。
【００２８】
接種とは、放冷された培地に種菌を植え付ける工程で、種菌としてはシイタケ菌株をポテト・デキストロースブロス液体培地で２３〜２５℃、２〜３週間培養したものを用いることができる。例えば、１袋当り３０〜５０ｍｌを無菌的に植え付けるのが適当である。
【００２９】
また、上記の工程で得られる液体種菌接種済みの培養基を、２３〜２５℃で２０〜３０日間培養し、培養基全体にシイタケの菌糸を蔓延させたものを固体種菌として用いることもでき、例えば、１袋当り１０〜２０ｇを無菌的に接種するのが適当である。
【００３０】
培養とは、接種済みの培養基を２０〜２３℃、湿度６５〜７５％において菌糸を蔓延させる工程で、９０〜１００日間行われるのが好ましい。
【００３１】
熟成とは、袋内に繁殖した菌糸が培養基内の養分を吸収し菌糸内に蓄積することによって原基形成能力をもつ工程で、２０〜３０日間行われるのが好ましい。
【００３２】
発生とは、子実体原基を形成させ、更に子実体原基から成熟子実体を形成させる工程で、温度１５〜１７℃、湿度９０〜９５％、照度５００〜１０００ルクスの条件下で、１０〜１４日間行われる。発生のために、袋から培養基を出して表面を裸出させ、十分散水を行うのがよい。なお、シイタケの菌床栽培では９０〜１８０日の発生期間中、２〜３回の子実体発生のピークがあり、各々収穫するのが適当である。
【００３３】
以上、袋栽培方法について説明したが、本発明で使用する菌床栽培は袋栽培に限定されるものではない。
菌糸の生育に影響を与える因子としては、温度、湿度、光、通気、ｐＨ、栄養源等が挙げられる。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説明するが、これらの例は単なる実例であって本発明を限定するものではなく、また本発明の範囲を逸脱しない範囲で変更させてもよい。
【００３５】
参考例１
硬質ポリウレタンフォームの調製
紙コップ中にポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：和光純薬社製、水酸基価：５ｍｍｏｌ／ｇ）を１０ｇ秤取り、０．４８ｇの発泡剤（水）、０．７２ｇの３％整泡剤（シリコーンオイル）（ＳＨ−１９３：東レダウコーニング（株）製）、ポリエチレングリコールと水の水酸基価の合計に対し１／１００ｍｏｌのジアザビシクロオクタンとジブチルチンジラウレートの混合触媒（ジアザビシクロオクタン：ジブチルチンジラウレート＝２：１（モル比））を添加した。
これらを十分に攪拌した後、ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０のポリメリックＭＤＩ（ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート）（ミリオネートＭＲ−１００：日本ポリウレタン工業(株)製：ＮＣＯ基含有量約３１％）を１４．０１ｇ加え、５０００ｒｐｍで約５秒間攪拌し、発泡させ、９×５×１４ｃｍの紙製の箱に移し、発泡体を調製した。
得られたポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）を６０℃で２４時間以上硬化処理した。
なお、イソシアナート添加量は、下記式（１）（数１）に従って算出した。
【００３６】
【数１】
NCO/OH=W_MDI[NCO]_MDI/(W_PEG[OH]_PEG+W_H2O[OH]_H2O)・・・・（１）
（式中、Ｗは重量（ｇ）、［ＮＣＯ］_ＭＤＩ＝７．３８ｍｍｏｌ／ｇ^＊１、［ＯＨ］_ＰＥＧ＝５ｍｍｏｌ／ｇ、［ＯＨ］_Ｈ２Ｏ＝１１１．１１ｍｍｏｌ／ｇ^＊２、［ＯＨ］は水酸基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、［ＮＣＯ］はＮＣＯ基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、ＭＤＩはポリメリックＭＤＩ、ＰＥＧはポリエチレングリコールをそれぞれ表す。＊１は、ＭＲ−１００はＮＣＯ基含有量約３１％であることから算出し、＊２は、水は一分子で二つのＮＣＯ基を消費するとして算出した）
【００３７】
参考例２
軟質ポリウレタンフォームの調製
紙コップ中にポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：和光純薬社製、水酸基価：５ｍｍｏｌ／ｇ）を１０ｇ秤取り、１％、２％、３％、４％の発泡剤(水)、１％整泡剤（シリコーンオイル：ＳＨ−１９２：東レダウコーニング(株)製）、２０％、３０％のポリオキシプロピレングリセリルエーテル（ＧＰ−３０００：三洋化成製、水酸基価：１．００ｍｍｏｌ／ｇ）、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルと水の水酸基価の合計に対し１／１０００ｍｏｌのジアザビシクロオクタンとジブチルチンジラウレートの混合溶媒（ジアザビシクロオクタン：ジブチルチンジラウレート＝２：１（モル比））を添加した。
これらを十分に攪拌した後、ＮＣＯ／ＯＨ＝０．５、１．０のポリメリックＭＤＩ（ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート）（ミリオネートＭＲ−１００：日本ポリウレタン工業(株)製、ＮＣＯ基含有量約３１％）を６．１１ｇ加え８０００ｒｐｍで約１０秒間攪拌し、発泡させ、６×６×４ｃｍの紙製の箱に移し、発泡体を調製した。
得られたポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）を室温で２４時間以上硬化処理した。なお、イソシアナート添加量は、下記式（２）（数２）に従って算出した。
【００３８】
【数２】
NCO/OH=W_MDI[NCO]_MDI/(W_PEG[OH]_PEG+W_H2O[OH]_H2O+W_GP[OH]_GP)・・・・（２）
（式中、Ｗは重量（ｇ）、［ＮＣＯ］_ＭＤＩ＝７．３８ｍｍｏｌ／ｇ^＊１、［ＯＨ］_Ｈ２Ｏ＝１１１．１１ｍｍｏｌ／ｇ^＊２、［ＯＨ］_ＧＰ＝１．００ｍｍｏｌ／ｇ、［ＯＨ］は水酸基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、［ＮＣＯ］はＮＣＯ基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、ＭＤＩはポリメリックＭＤＩ、ＰＥＧはポリエチレングリコール、ＧＰはポリオキシプロピレングリセリルエーテルをそれぞれ表す。＊１は、ＭＲ−１００はＮＣＯ基含有量約３１％であることから算出し、＊２は、水は一分子で二つのＮＣＯ基を消費するとして算出した）
【００３９】
参考例３
スギ樹皮の液化法
九州大学福岡演習林産の４２年生のスギから採取した樹皮をＷｉｌｌｅｙｍｉｌｌによって８０メッシュの篩を通過するまで粉砕したものを用いた。得られた樹皮粉は、１０５℃のオーブン中で乾燥させた。
得られた樹皮粉２ｇ、４％の亜硫酸水素ナトリウム（特級）水溶液５ｍｌ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：和光純薬製一級）６ｍｌ、０．０２％希硫酸１ｍｌを３５ｍｌ容耐圧ミニオートクレーブ内に添加し、このミニオートクレーブをガスクロマトグラムのオーブン部に入れ、３０℃から２５０℃まで２０分間で昇温し、３０分間保持後、ミニオートクレーブを氷浴中で冷却して反応を停止した。
その後、液化混合物を８０％ジオキサン（一級）水溶液で希釈し、ガラス繊維ろ紙（ＴｏｙｏＧＡ−１００）でろ過を行い、８０％ジオキサン水溶液でろ液が無色になるまで洗浄・吸引ろ過し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して液化物（水酸基価：１２．５ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【００４０】
参考例４
スギ樹皮由来の軟質ポリウレタンフォームの調製
紙コップ中に参考例３で得られたスギ樹皮液化混合物を１０ｇ秤取り、２％の発泡剤(水)、１％整泡剤（シリコーンオイル：ＳＨ−１９２：東レダウコーニング(株)製）、２０％、３０％のポリオキシプロピレングリセリルエーテル（ＧＰ−３０００：三洋化成製、水酸基価：１．００ｍｍｏｌ／ｇ）、液化混合物、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルと水の水酸基価の合計に対し１／１０００ｍｏｌのジアザビシクロオクタンとジブチルチンジラウレートの混合溶媒（ジアザビシクロオクタン：ジブチルチンジラウレート＝２：１（モル比））を添加した。
これらを十分に攪拌した後、ＮＣＯ／ＯＨ＝０．３３〜０．５のポリメリックＭＤＩ（ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート）（ＭＲ−１００：日本ポリウレタン工業(株)製：ＮＣＯ基含有量約３１％）を６．１１ｇまたは１０．４ｇ加え８０００ｒｐｍで約１０秒間攪拌し、発泡させ、６×６×４ｃｍの紙製の箱に移し、発泡体を調製した。
得られたポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）を室温で２４時間以上硬化処理した。なお、イソシアナート添加量は、下記式（３）（数３）に従って算出した。
【００４１】
【数３】
NCO/OH=W_MDI[NCO]_MDI/(W_S[OH]_S+W_H2O[OH]_H2O+W_PEG[OH]_PEG+W_GP[OH]_GP)・・・・（３）
（式中、Ｗは重量（ｇ）、［ＮＣＯ］_ＭＤＩ＝７．３８ｍｍｏｌ／ｇ^＊１、［ＯＨ］_Ｓ＝１２．５ｍｍｏｌ／ｇ、［ＯＨ］_Ｈ２Ｏ＝１１１．１１ｍｍｏｌ／ｇ^＊２、［ＯＨ］_ＧＰ＝１．００ｍｍｏｌ／ｇ、［ＯＨ］は水酸基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、［ＮＣＯ］はＮＣＯ基価（ｍｍｏｌ／ｇ）、ＭＤＩはポリメリックＭＤＩ、Ｓはスギ樹皮液化物、ＰＥＧはポリエチレングリコール、ＧＰはポリオキシプロピレングリセリルエーテルをそれぞれ表す。＊１は、ＭＲ−１００はＮＣＯ基含有量約３１％であることから算出し、＊２は、水は一分子で二つのＮＣＯ基を消費するとして算出した）
【００４２】
比較例１
参考例１で調製した、表１（表１）の組成を有するポリウレタンフォームを２ｃｍ^３の立方体に切り出し、１２０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ^２で１５分間蒸気滅菌し、放冷後、あらかじめ平面培養しておいた、シイタケ菌のディスク（Φ５ｍｍ）を接種し、水のみを加えて、２３℃で暗培養した。
【００４３】
比較例２
参考例２で調製した、表１（表１）の組成を有するポリウレタンフォームを２ｃｍ^３の立方体に切り出し、１２０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ^２で１５分間蒸気滅菌し、放冷後、あらかじめ平面培養しておいた、シイタケ菌のディスク（Φ５ｍｍ）を接種し、水のみを加えて、２３℃で暗培養した。
【００４４】
実施例１
参考例４で調製した、表１（表１）の組成を有するスギ樹皮由来の軟質ポリウレタンフォームを２ｃｍ^３の立方体に切り出し、１２０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ^２で１５分間蒸気滅菌し、放冷後、あらかじめ平面培養しておいた、シイタケ菌のディスク（Φ５ｍｍ）を接種し、水のみを加えて、２３℃で暗培養した。
【００４５】
実施例２
参考例４で調製した、表１（表１）の組成を有するスギ樹皮由来の軟質ポリウレタンフォームを２ｃｍ^３の立方体に切り出し、１２０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ^２で１５分間蒸気滅菌し、放冷後、あらかじめ平面培養しておいた、シイタケ菌のディスク（Φ５ｍｍ）を接種し、水のみを加えて、２３℃で暗培養した。
【００４６】
実施例３
参考例４で調製した、表１（表１）の組成を有するスギ樹皮由来の軟質ポリウレタンフォームを２ｃｍ^３の立方体に切り出し、１２０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ^２で１５分間蒸気滅菌し、放冷後、あらかじめ平面培養しておいた、シイタケ菌のディスク（Φ５ｍｍ）を接種し、水のみを加えて、２３℃で暗培養した。
【００４７】
実施例４
子実体を発生させるため、参考例４で調製した表１（表１）の組成を有する、５ｃｍ×５ｃｍ×６ｃｍ程度のスギ樹皮由来の軟質ポリウレタンフォームに、１．０ｗｔ％酵母エキスおよび３．０ｗｔ％グルコース水溶液を栄養源として添加した他は、実施例２と同様にして、シイタケ菌を接種し、培養した。
【００４８】
比較例３
参考例２で調製した表１（表１）の組成を有する、５ｃｍ×５ｃｍ×６ｃｍ程度の軟質ポリウレタンフォームに、１．０ｗｔ％酵母エキスおよび３．０ｗｔ％グルコース水溶液を栄養源として添加した他は、実施例２と同様にして、シイタケ菌を接種し、培養した。
【００４９】
実施例５
シイタケをマイタケにした他は、実施例４と同様にして、マイタケ菌を接種し、培養した。
【００５０】
実施例６
シイタケをセミタケにした他は、実施例４と同様にして、セミタケ菌を接種し、培養した。
【００５１】
実施例７
スギをアカシアにした他は、実施例４と同様にして、シイタケ菌を接種し、培養した。
【００５２】
試験例１
実施例１乃至実施例７、比較例１乃至比較例３について、菌接種後４日後にポリウレタンフォームへの活着の有無を確認した。その結果を表１（表１）に示す。
実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例２について、菌糸蔓延が確認できたものは実施例１乃至実施例３の試料であった。最も菌糸の蔓延が観察されたものは実施例１のフォームであり、液化樹皮を原料として調製した軟質フォームのみで菌糸の成長が観察された。
菌糸の蔓延したものについて、菌糸蔓延度の指標として、菌糸蔓延前と蔓延後の培地表面白色度（ｚ／１．１８）の差及びエルゴステロール量を測定した。その結果を図１及び図２に示す。なお、菌糸の蔓延していないウレタンフォームの白色度の差およびエルゴステロール量はすべて０（ｎｏｎｄｅｔｅｃｔｅｄ）であり、比較のため比較例２の測定結果も示す。
よって、実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例２の栄養源無添加での生育試験において、液化樹皮無添加の条件で調製したポリウレタンフォームでは、シイタケ菌の生育は認められず、液化樹皮を添加して調製したポリウレタンフォームにおいて、シイタケ菌が蔓延することが明らかとなった。
実施例４および比較例３については、実施例４の子実体発生用に調製した液化樹皮由来のポリウレタンフォームのみ、接種後２週間程度で菌糸が全体に蔓延し、３週間後には原基形成および幼子実体の発生が認められた。
また、栄養源を添加して培養した場合においても、液化樹皮無添加の条件で調製した比較例３のポリウレタンフォームでは、シイタケ菌の生育は実施例４の場合と比べて生育が劣り、菌糸の蔓延や原基形成、幼子実体の発生は見られなかった。よって、液化樹皮の有無により、シイタケ菌の生育が顕著に影響されることが明らかとなった。
実施例５乃至実施例７については、各菌のウレタン培地への活着が確認され、実施例５乃至実施例７で用いた菌もシイタケ菌と同様に栽培可能であることが示された。
【００５３】
【表１】

【００５４】
【発明の効果】
林産廃棄物として多量に排出されるスギ樹皮等の木質材料由来のポリウレタンフォームを用いて、食用あるいは薬用キノコ類の菌の成長を著しく促進させることが可能であり、地球規模で問題となっている廃棄物処理問題を回避することができる。また、食用あるいは薬用キノコ類栽培の作業効率および栽培効率を高めることができるとともに、極めて簡単且つ大量に、低コストでキノコ栽培を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】培地白色度の差を示すグラフ
【図２】エルゴステロール量を示すグラフ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fungus bed for mushroom cultivation using a polyurethane foam derived from a wood material used for artificial cultivation of edible or medicinal mushrooms and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Japanese cedar is the most planted tree in Japan and is used for building materials, etc., but the amount of bark discharged from sawmills is 2.77 million m in Japan.³About a quarter of the year is discarded without being used, and it is thought that it will become a source of carbon dioxide in the future. It is rare.
The present inventors have proposed a liquefaction method (polyethylene glycol bisulfite method) using sodium hydrogen sulfite as a method for converting cedar bark, which is discharged in large amounts as forest waste, into a polyurethane material (Tomoko Ueno, Tsuji) Koren, Ryuya Sugaya, Masafumi Oyadomari, Katsumi Sakai; Journal of the Wood Society of Japan,47 260-266 (2001)).
[0003]
On the other hand, conventionally, in artificial cultivation of mushrooms such as shiitake mushrooms, inoculums such as shiitake mushrooms are planted on so-called hoda trees, which are cut into 1 m lengths that are convenient for handling, using broad-leaved wood such as strawberries and strawberries. For example, log cultivation has been used in which it is placed under a forest, artificial shade, etc., and hyphae such as shiitake mushrooms are elongated on the log. In such log cultivation, mushrooms such as shiitake mushrooms are generated on the log about 2 years later and can be harvested.
However, instead of raw wood cultivation, the main fungus is hardwood sawdust (sawdust) in order to reduce the amount of work due to the aging of producers and shorten the cultivation period, etc. Bacteria bed cultivation using the floor has been carried out, and the production amount has also increased. For example, in the case of shiitake mushrooms, a block or cylindrical medium obtained by mixing hardwood sawdust (sawdust) such as persimmons and persimmons with a small amount of nutrients such as bran and sugar is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a fungus bed for cultivating mushrooms that can remarkably promote the growth of edible or medicinal mushrooms using a polyurethane foam derived from a wood material, and a large amount as a forest waste An object of the present invention is to provide a method for producing a fungus bed for cultivating mushrooms capable of treating a large amount of woody material such as cedar bark discharged.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention prepared the polyurethane material from a wood material, focusing on the possibility of being decomposed by organisms such as basidiomycetes because the prepared polyurethane material is derived from the wood material. The application of the polyurethane foam as a fungus bed to mushroom cultivation has been found, and the present invention has been completed.
[0006]
That is, this invention is specified by the matter described in the following [1]-[6].
[1] A fungus bed for mushroom cultivation comprising a polyurethane foam using a wood material-modified polyol.
[2] The fungus bed for mushroom cultivation according to [1], wherein the woody material is cedar bark.
[3] It contains at least one selected from yeast extract, glucose, corn bran, bran, rice bran, corn bran, sugar cane meal, okara, bread crumbs, and compost [1] or [2] The fungus bed for mushroom cultivation as described in 1.
[4] The fungus bed for mushroom cultivation according to any one of [1] to [3], which is used for shiitake cultivation.
[5] A step of liquefying the wood material using a liquefaction reagent and a polyol, a step of mixing the obtained liquefied product and polyisocyanate to form a foam,Impregnating the foam with a nutrient source as an aqueous solution; andA method for producing a fungus bed for cultivating mushrooms, comprising:
[6] The method for producing a fungus bed for mushroom cultivation according to [5], wherein the wooden material is cedar bark.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The wood material-modified polyol in the present invention refers to a material obtained by treating a wood material and a polyol, and the treatment method can be appropriately selected depending on the kind of polyol to be used, the molecular weight, the reaction temperature, and the like. The liquefaction method is preferably used.
[0008]
The woody material in the present invention may be either hardwood or softwood. Examples of broad-leaved trees include oak, tochi, beech, and acacia. Examples of coniferous trees include cedar, cedar bark, cypress, and pine, but are not limited thereto.
[0009]
In the method for producing a fungus bed for mushroom cultivation according to the present invention, as a method for liquefying a wood material, a liquefaction reagent and a polyol are used, and a high-molecular component such as lignin and cellulose in the wood material is decomposed at a high temperature, Although the method of solubilizing in a polyol is used, it is not limited to these. Here, examples of the liquefaction reagent include sulfuric acid, sulfite, sodium hydroxide, sodium hydrogen sulfite and the like, and sodium hydrogen sulfite is particularly preferably used. As the polyol, a polyol which is a normal polyurethane raw material is used. Specifically, the polyol has two or more hydroxyl groups at two or more terminals, and the polymer main chain has a hydrocarbon group or an ether bond. Consists of hydrocarbon groups and the like. For example, polyoxyethylene diol (polyethylene glycol: PEG), polymer of ethylene oxide such as polyoxyethylene triol, polymer of propylene oxide such as poly (oxypropylene) triol, polyoxypropylene tetraol, polyoxytetramethylene diol, etc. Polymers of tetrahydrofuran, polycaprolactone glycol (PCLG), polytetramethylene ether glycol (PTG), polyhexamethylene diol or its condensates, castor oil, and the like, but are not limited thereto. Among these, an ethylene oxide polymer and a propylene oxide polymer are preferably used. Moreover, an ethylene oxide polymer is suitable for the purpose of increasing the water absorption of the polyurethane foam.
[0010]
When cedar bark is used as a woody material, a liquefaction method using PEG / bisulfite method using sodium bisulfite and polyoxyethylenediol (PEG) is used, and as a result, polyoxyethylenediol and woody material lignin, cellulose A polymer liquefied product containing many hydroxyl groups containing a polymer component such as is obtained.
[0011]
In the PEG bisulfite method, it is preferable to treat both the inner bark and the outer bark at 200 to 300 ° C. Here, there is a tendency that the decomposition of cellulose does not occur as the temperature is lower than 200 ° C., and side reactions such as recondensation of the pyrolyzate occur as the temperature is higher than 300 ° C., and the control of the reaction becomes difficult. Is seen. The reaction time is preferably 30 to 90 minutes in the case of inner bark, and preferably 30 to 60 minutes in the case of outer bark. Here, as the reaction time deviates from the above range, the lignin / tannin recondensation tends to occur. In the case of cedar bark, the concentration of the sodium hydrogen sulfite aqueous solution as the reactant is preferably 2 to 6%. Here, there is a tendency that the non-carbohydrate component becomes difficult to decompose as it becomes lower than 2%, and a tendency that the carbohydrate component becomes difficult to decompose as it becomes higher than 6%. Since sodium bisulfite is involved in the sulfonation of lignin, the concentration of the aqueous solution can be appropriately changed in the outer bark having a high lignin content.
[0012]
The polyurethane foam in the present invention includes a rigid polyurethane foam and a flexible polyurethane foam. In particular, flexible polyurethane foam has continuous air bubbles.Then openIt has high water absorption and is preferably used. Examples of the shape of the foam include a block shape and a disk shape, but are not limited thereto.
[0013]
As a method for preparing the polyurethane foam in the present invention, a polymer liquefied product obtained from a wood material and a polyol by a liquefaction method as described above, a polyisocyanate, a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer, and a chain if necessary. A method of preparing a foam by mixing and reacting an extender, a cross-linking agent, and the like and curing at a predetermined temperature can be used, but is not limited thereto.
[0014]
As isocyanate used for preparation of polyurethane foam, toluene diisocyanate (TDI), methylene diphenyl diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate (MDI: OCN-ph-CH)₂-Ph-NCO) and other aromatic diisocyanates, isophorone diisocyanate (IPDI), aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), crude TDI containing high-boiling substances in TDI, and isocyanato at any position of the aromatic ring of MDI Polymeric MDI (OCN-ph-CH) in which one or more phenylmethylene groups are substituted₂-(Ph-CH₂(NCO)_n-Ph-NCO: ph represents a phenyl group, and n represents an integer of 1 or more). These polyisocyanates are used alone or in combination of two or more.
[0015]
Catalysts used for the preparation of polyurethane foam include dibutyltin dilaurate, diazabicyclooctane, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, triethylamine, N, N-dimethylpentylamine, N, N-dimethyllaurylamine, N, N -Dimethylpiverazine, triethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylpropyldiamine, N, N, N ', N'-tetramethyl -1,3-butanediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N ′, N ″, N ″, N ″ ′-hexamethyltriethylenetetramine, hexamethylenetetramine, stannous chloride Tetra-n-butyltin, stannic chloride, tri-n-butyltin acetate, n-butyltin trichloride, trimethyltin hydroxide, dimethyltin dichloride, dibutyltin dilaurate, cobalt naphthenate, benzyltrimethylammonium hydroxide, naphthene Although lead acid etc. are mentioned, it is not limited to these.
[0016]
Examples of the foaming agent used in the preparation of the polyurethane foam include chlorofluorocarbons such as water, methylene chloride, CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114, and CFC-115, HCFC-21, HCFC-22, and HCFC- 123, HCFC-124, HCFC-141b, HCFC-142b, HCFC-225ca, HCFC-225cb and other hydrochlorofluorocarbons, HFC-134a, HFC-152a, HFC-125, HFC-32, HFC-23, HFC-245fa And the like, but are not limited to these, such as hydrofluorocarbons, cyclic carbonates, dialkyl carbonates, formic acid, boric acid, hydrocarbons and the like.
[0017]
Examples of the foaming agent used for preparing the polyurethane foam include, but are not limited to, silicone surfactants.
[0018]
As chain extenders used for preparing polyurethane foams, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, diethyltoluenediamine, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4 -Butanediol, 1,6-hexanediol, ethylenediamine, diethylenetriamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, water, and the like, but are not limited thereto.
[0019]
The temperature for curing the polyurethane is preferably 60 to 100 ° C. Here, as the temperature becomes lower than 60 ° C., there is a tendency that the hardening is less likely to occur, and as the temperature becomes higher than 100 ° C., a tendency that the shape becomes soft and difficult to maintain is observed.
[0020]
In preparing the flexible polyurethane foam in the present invention, polyoxypropylene glyceryl ether, polyoxyethylene diol, polycaprolactone and the like can be added.
[0021]
As a nutrient source used in the present invention, yeast extract, glucose, corn bran, bran, rice bran, corn bran, sugar cane meal, okara, bread crumbs, compost, etc. can be used alone or in combination of two or more. Yeast extract and glucose are preferably used.
[0022]
The mixing ratio of the nutrient source is preferably 0.5 to 4% by weight with respect to 100 parts by weight of the medium base material. Here, there is a tendency that the growth of mushrooms is delayed as it becomes less than 0.5% by weight, and there is a tendency that the risk of harmful bacteria contamination increases as it becomes more than 4% by weight. In particular, it is preferable to add 0.5 to 1.5% by weight of yeast extract and 2 to 4% by weight of glucose to polyurethane foam derived from liquefied bark in a water-containing state. Here, as it deviates from the above range, growth of fruiting bodies is delayed and resistance to contaminating bacteria is weakened.
[0023]
As the mushrooms in the present invention, various kinds of food or Examples include medicinal mushrooms.
[0024]
Examples of the fungus bed cultivation method for mushrooms using the fungus bed according to the present invention include, but are not limited to, bag cultivation, bottle cultivation, box cultivation and the like. For example, in the case of bag cultivation, it is cultivated through the steps of medium preparation, bagging, sterilization, inoculation, culture, ripening, generation, and harvesting.
[0025]
Medium preparation refers to a process of adjusting moisture by weighing, stirring, and adding water to various substrates used for fungus bed cultivation. A nutrient source is impregnated as an aqueous solution into the polyurethane foam, which is a medium substrate according to the present invention. The water content of the medium is 55 to 65%, preferably 60 to 62%.
[0026]
Bagging refers to a process in which the prepared medium is solidified into a cylindrical shape of 1.2 kg to 2.5 kg, a hole of about 2 to 2.5 cm is formed in the center, and the bag is packed in a bag made of polypropylene or the like with a filter.
[0027]
Sterilization is a process of killing all microorganisms in the medium with steam, and high-pressure sterilization is preferable, and it is preferably performed at 120 to 125 ° C. for 15 to 30 minutes.
[0028]
Inoculation is a process of inoculating a seed medium on a cooled medium, and a seed cultivated by cultivating a shiitake strain in a potato-dextrose broth liquid medium at 23 to 25 ° C. for 2 to 3 weeks can be used. For example, it is suitable to aseptically plant 30-50 ml per bag.
[0029]
The culture medium inoculated with the liquid inoculum obtained in the above step can be cultured at 23 to 25 ° C. for 20 to 30 days, and the whole culture medium infested with shiitake mycelium can be used as a solid inoculum, for example, It is appropriate to aseptically inoculate 10-20 g per bag.
[0030]
Cultivation is a step of spreading mycelia in an inoculated culture medium at 20 to 23 ° C. and a humidity of 65 to 75%, and is preferably performed for 90 to 100 days.
[0031]
Aging is a process having a primordial formation ability by absorbing the nutrients in the culture medium and accumulating in the mycelium, which is preferably performed for 20 to 30 days.
[0032]
Occurrence is a process of forming a fruiting body primordium and further forming a mature fruiting body from the fruiting body primordium, under conditions of a temperature of 15 to 17 ° C., a humidity of 90 to 95%, and an illuminance of 500 to 1000 lux. ~ 14 days. For outbreak, it is better to remove the culture medium from the bag to expose the surface, and perform 10-dispersed water. In addition, in the cultivation of shiitake mushrooms, there are 2-3 fruiting body peaks during the period of 90 to 180 days, and it is appropriate to harvest each.
[0033]
The bag cultivation method has been described above, but the fungus bed cultivation used in the present invention is not limited to bag cultivation.
Factors that affect the growth of mycelia include temperature, humidity, light, aeration, pH, and nutrient sources.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are merely illustrative and do not limit the present invention, and may be modified without departing from the scope of the present invention.
[0035]
Reference example 1
Preparation of rigid polyurethane foam
10 g of polyethylene glycol (PEG400: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, hydroxyl value: 5 mmol / g) is weighed in a paper cup, 0.48 g of foaming agent (water), 0.72 g of 3% foam stabilizer (silicone oil) (SH-193: manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), 1/100 mol of diazabicyclooctane and dibutyltin dilaurate mixed catalyst (diazabicyclooctane: dibutyltin dilaurate = the total hydroxyl value of polyethylene glycol and water = 2: 1 (molar ratio)) was added.
After sufficiently stirring these, 14.01 g of polymeric MDI (polymeric diphenylmethane diisocyanate) (Millionate MR-100: manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd .: NCO group content of about 31%) with NCO / OH = 1.0 was added. The mixture was stirred at 5000 rpm for about 5 seconds, foamed, and transferred to a 9 × 5 × 14 cm paper box to prepare a foam.
The obtained polyurethane foam (PUF) was cured at 60 ° C. for 24 hours or more.
The amount of isocyanate added was calculated according to the following formula (1) (Equation 1).
[0036]
[Expression 1]
NCO / OH = W_MDI[NCO]_MDI/ (W_PEG[OH]_PEG+ W_H2O[OH]_H2O(1)
Wherein W is weight (g), [NCO]_MDI= 7.38 mmol / g^{* 1} , [OH]_PEG= 5 mmol / g, [OH]_H2O= 111.11 mmol / g^{* 2}, [OH] represents hydroxyl value (mmol / g), [NCO] represents NCO value (mmol / g), MDI represents polymeric MDI, and PEG represents polyethylene glycol. * 1 is calculated because MR-100 has an NCO group content of about 31%, and * 2 is calculated assuming that water consumes two NCO groups per molecule)
[0037]
Reference example 2
Preparation of flexible polyurethane foam
10 g of polyethylene glycol (PEG 400: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, hydroxyl value: 5 mmol / g) is weighed in a paper cup, 1%, 2%, 3%, 4% blowing agent (water), 1% foam control Agent (silicone oil: SH-192: manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), 20%, 30% polyoxypropylene glyceryl ether (GP-3000: manufactured by Sanyo Chemical Industries, hydroxyl value: 1.00 mmol / g), polyethylene glycol , 1/1000 mol of diazabicyclooctane and dibutyltin dilaurate mixed solvent (diazabicyclooctane: dibutyltin dilaurate = 2: 1 (molar ratio)) is added to the total hydroxyl value of polyoxypropylene glyceryl ether and water did.
After sufficiently stirring them, NCO / OH = 0.5, 1.0 polymeric MDI (polymeric diphenylmethane diisocyanate) (Millionate MR-100, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., NCO group content of about 31%) 6.11 g was added, stirred at 8000 rpm for about 10 seconds, foamed, transferred to a 6 × 6 × 4 cm paper box, and a foam was prepared.
The obtained polyurethane foam (PUF) was cured for 24 hours or more at room temperature. The amount of isocyanate added was calculated according to the following formula (2) (Equation 2).
[0038]
[Expression 2]
NCO / OH = W_MDI[NCO]_MDI/ (W_PEG[OH]_PEG+ W_H2O[OH]_H2O+ W_GP[OH]_GP(2)
Wherein W is weight (g), [NCO]_MDI= 7.38 mmol / g^{* 1} , [OH]_H2O= 111.11 mmol / g^{* 2}, [OH]_GP= 1.00 mmol / g, [OH] is hydroxyl value (mmol / g), [NCO] is NCO value (mmol / g), MDI is polymeric MDI, PEG is polyethylene glycol, GP is polyoxypropylene glyceryl ether Represent each. * 1 is calculated because MR-100 has an NCO group content of about 31%, and * 2 is calculated assuming that water consumes two NCO groups per molecule)
[0039]
Reference example 3
Liquefaction method of cedar bark
A bark collected from a 42-year-old Japanese cedar from Kyushu University Fukuoka Exercise Forest was crushed by a Willy mill until it passed through an 80-mesh sieve. The obtained bark powder was dried in an oven at 105 ° C.
2 g of the obtained bark powder, 5 ml of 4% sodium hydrogen sulfite (special grade) aqueous solution, 6 ml of polyethylene glycol (PEG 400: first grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and 1 ml of 0.02% dilute sulfuric acid were added to a 35 ml pressure-resistant mini autoclave. The mini autoclave was placed in the oven part of the gas chromatogram, heated from 30 ° C. to 250 ° C. over 20 minutes, held for 30 minutes, and then the mini autoclave was cooled in an ice bath to stop the reaction.
Then, the liquefied mixture is diluted with 80% dioxane (primary) aqueous solution, filtered through glass fiber filter paper (Toyo GA-100), washed and suction filtered with 80% dioxane aqueous solution until the filtrate becomes colorless, and the filtrate is filtered. Concentration with a rotary evaporator gave a liquefied product (hydroxyl value: 12.5 mmol / g).
[0040]
Reference example 4
Preparation of flexible polyurethane foam derived from cedar bark
10 g of the cedar bark liquefied mixture obtained in Reference Example 3 was weighed in a paper cup, 2% foaming agent (water), 1% foam stabilizer (silicone oil: SH-192: manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) , 20%, 30% polyoxypropylene glyceryl ether (GP-3000: manufactured by Sanyo Chemical Industries, hydroxyl value: 1.00 mmol / g), liquefied mixture, polyoxypropylene glyceryl ether and water total hydroxyl value 1 / A mixed solvent of 1000 mol of diazabicyclooctane and dibutyltin dilaurate (diazabicyclooctane: dibutyltin dilaurate = 2: 1 (molar ratio)) was added.
After sufficiently stirring these, N-copolymer MDI (polymeric diphenylmethane diisocyanate) (MR-100, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd .: NCO group content of about 31%) with NCO / OH = 0.33 to 0.5 was added. .11 g or 10.4 g was added, stirred for about 10 seconds at 8000 rpm, foamed, transferred to a 6 × 6 × 4 cm paper box, and a foam was prepared.
The obtained polyurethane foam (PUF) was cured for 24 hours or more at room temperature. The amount of isocyanate added was calculated according to the following formula (3) (Equation 3).
[0041]
[Equation 3]
NCO / OH = W_MDI[NCO]_MDI/ (W_S[OH]_S+ W_H2O[OH]_H2O+ W_PEG[OH]_PEG+ W_GP[OH]_GP(3)
Wherein W is weight (g), [NCO]_MDI= 7.38 mmol / g^{* 1} , [OH]_S= 12.5 mmol / g, [OH]_H2O= 111.11 mmol / g^{* 2}, [OH]_GP= 1.00 mmol / g, [OH] is hydroxyl value (mmol / g), [NCO] is NCO value (mmol / g), MDI is polymeric MDI, S is cedar bark liquefaction, PEG is polyethylene glycol, GP Represents polyoxypropylene glyceryl ether, respectively. * 1 is calculated because MR-100 has an NCO group content of about 31%, and * 2 is calculated assuming that water consumes two NCO groups per molecule)
[0042]
Comparative Example 1
The polyurethane foam having the composition shown in Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 1 was 2 cm.³Cut into cubes of 120 ° C. and 1.2 kg / cm²The mixture was steam sterilized for 15 minutes, allowed to cool, and then inoculated with a shiitake fungus disc (Φ5 mm) that had been flat-cultured in advance, and only water was added, followed by dark culture at 23 ° C.
[0043]
Comparative Example 2
The polyurethane foam having the composition shown in Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 2 is 2 cm.³Cut into cubes of 120 ° C. and 1.2 kg / cm²The mixture was steam sterilized for 15 minutes, allowed to cool, and then inoculated with a shiitake fungus disc (Φ5 mm) that had been flat-cultured in advance, and only water was added, followed by dark culture at 23 ° C.
[0044]
Example 1
2 cm of a flexible polyurethane foam derived from cedar bark having the composition of Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 4³Cut into cubes of 120 ° C. and 1.2 kg / cm²The mixture was steam sterilized for 15 minutes, allowed to cool, and then inoculated with a shiitake fungus disc (Φ5 mm) that had been flat-cultured in advance, and only water was added, followed by dark culture at 23 ° C.
[0045]
Example 2
2 cm of a flexible polyurethane foam derived from cedar bark having the composition of Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 4³Cut into cubes of 120 ° C. and 1.2 kg / cm²The mixture was steam sterilized for 15 minutes, allowed to cool, and then inoculated with a shiitake fungus disc (Φ5 mm) that had been flat-cultured in advance, and only water was added, followed by dark culture at 23 ° C.
[0046]
Example 3
2 cm of a flexible polyurethane foam derived from cedar bark having the composition of Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 4³Cut into cubes of 120 ° C. and 1.2 kg / cm²The mixture was steam sterilized for 15 minutes, allowed to cool, and then inoculated with a shiitake fungus disc (Φ5 mm) that had been flat-cultured in advance, and only water was added, followed by dark culture at 23 ° C.
[0047]
Example 4
In order to generate fruit bodies, a soft polyurethane foam derived from a cedar bark of about 5 cm × 5 cm × 6 cm having the composition of Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 4 was added to 1.0 wt% yeast extract and 3.0 wt%. A shiitake bacterium was inoculated and cultured in the same manner as in Example 2 except that a% glucose aqueous solution was added as a nutrient source.
[0048]
Comparative Example 3
The addition of 1.0 wt% yeast extract and 3.0 wt% glucose aqueous solution as nutrient sources to the flexible polyurethane foam of about 5 cm × 5 cm × 6 cm having the composition of Table 1 (Table 1) prepared in Reference Example 2 In the same manner as in Example 2, Shiitake fungi were inoculated and cultured.
[0049]
Example 5
The maitake fungus was inoculated and cultured in the same manner as in Example 4 except that shiitake mushroom was used.
[0050]
Example 6
Semi-bacteria were inoculated and cultured in the same manner as in Example 4 except that shiitake was semi-bamboo.
[0051]
Example 7
A shiitake fungus was inoculated and cultured in the same manner as in Example 4 except that the cedar was changed to acacia.
[0052]
Test example 1
About Example 1 thru | or Example 7, and Comparative Example 1 thru | or Comparative Example 3, the presence or absence of the survival to a polyurethane foam was confirmed 4 days after microbe inoculation. The results are shown in Table 1 (Table 1).
About Example 1 thru | or Example 3 and Comparative Example 1 thru | or Comparative Example 2, what was able to confirm the hypha spreading was the sample of Example 1 thru | or Example 3. The foam of Example 1 was the most observed in hyphae, and mycelial growth was observed only in the soft foam prepared from liquefied bark.
For the mycelium infestation, the difference in the medium surface whiteness (z / 1.18) and the amount of ergosterol before and after the mycelia were measured as an index of the mycelial spread. The results are shown in FIGS. Note that the difference in whiteness and the amount of ergosterol of the urethane foam in which the mycelia are not prevalent are all 0 (non detected), and the measurement result of Comparative Example 2 is also shown for comparison.
Therefore, in the growth test in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 with no nutrient source added, the growth of Shiitake fungus was not observed in the polyurethane foam prepared under the condition of no liquefied bark added, In the polyurethane foam prepared by adding liquefied bark, it was revealed that shiitake mushrooms spread.
For Example 4 and Comparative Example 3, only the polyurethane foam derived from the liquefied bark prepared for the fruiting body generation of Example 4, the hyphae spread throughout about 2 weeks after inoculation, and primordial formation and after 3 weeks. Infant outbreaks were observed.
Even when the nutrient source is added and cultured, in the polyurethane foam of Comparative Example 3 prepared under the conditions without addition of liquefied bark, the growth of Shiitake fungus is inferior to that of Example 4, and the hyphae No spread, primordial formation, or offspring development was observed. Therefore, it was clarified that the growth of Shiitake fungus is significantly affected by the presence or absence of liquefied bark.
About Example 5 thru | or Example 7, the survival to the urethane culture medium of each microbe was confirmed, and it was shown that the microbe used in Example 5 thru | or Example 7 can be cultivated similarly to Shiitake fungus.
[0053]
[Table 1]

[0054]
【The invention's effect】
It is possible to remarkably accelerate the growth of edible or medicinal mushroom fungi using polyurethane foam derived from woody materials such as cedar bark that is discharged in large quantities as forestry waste, which is a global problem. Waste disposal problems can be avoided. In addition, the working efficiency and cultivation efficiency of edible or medicinal mushroom cultivation can be increased, and mushroom cultivation can be carried out extremely simply and in large quantities at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing differences in medium whiteness
FIG. 2 is a graph showing the amount of ergosterol.

Claims

A fungus bed for mushroom cultivation comprising a polyurethane foam using a wood material-modified polyol.

The fungus bed for mushroom cultivation according to claim 1, wherein the wooden material is cedar bark.

The mushroom cultivation according to claim 1 or 2, comprising at least one selected from yeast extract, glucose, corn bran, bran, rice bran, corn bran, sugar cane residue, okara, bread crumbs, and compost. Bacteria bed.

The fungus bed for mushroom cultivation according to any one of claims 1 to 3, wherein the fungus bed is used for shiitake cultivation.

A step of liquefying a wood material using a liquefaction reagent and a polyol, a step of mixing the obtained liquefied product and polyisocyanate to form a foam, and a step of impregnating the foam as an aqueous solution with a nutrient source; And a method for producing a fungus bed for mushroom cultivation.

The method for producing a fungus bed for mushroom cultivation according to claim 5, wherein the wooden material is cedar bark.