DE1632919B - Verfahren zum Kultivieren von Champignons unter Verwendung von nicht kompostiertem Nährsubstrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kultivieren von Champignons unter Verwendung von nicht kompostiertem Nährsubstrat, das aus Kohlehydrat- und Eiweißträgern sowie aus den pH-Wert und die wasserhaltende Kraft regelnden Stoffen besteht, welches durch Hitze, Gase oder Strahlen sterilisiert wird.

Bislang wird überwiegend zum Anbau von Champignons ein Substrat verwendet, das aus kompostiertem Pferdemist oder kompostierten anderen organischen Substanzen besteht. Der Pferdemist, mit einem Wassergehalt von etwa 50%, wird meist über weite Entfernungen an den Platz seiner Verwendung transportiert, wodurch das an sich nicht sehr teure Material mit hohen Kosten belastet wird. Bei dem Verfahren der Kompostierung, sowohl beim Pferdemist als auch anderen organischen Stoffen, kommt es unter Zugabe von mineralischen oder organischen Nährstoffen zu einer bakteriellen Tätigkeit (Kompostierung), erkenntlich an der starken Temperaturentwicklung im Nährsubstrat (Kompost). Durch mehrfaches Umsetzen (Belüften) des Kompostes wird jeweils eine Neuanreicherung des durch die Tätigkeit der Mikroorganismen verbrauchten Sauerstoffes erreicht. Die mikrobielle Tätigkeit bewirkt eine Umwandlung der Stoffe des Kompostes, wodurch dieser eine dem Champignonwachstum besonders forderliche Eignung erhält.

Die von vielen äußeren Faktoren abhängige Kompostierung ist nicht geeignet, alle Schädlinge (Nematoden, Milben, Fliegenlarven) und Konkurrenzorganismen (Schadpilze und Schadbakterien) restlos abzutöten. Diese können nach der Kompostierung und dem anschließenden Beimpfen des Kompostes mit Champignonmycel mit dem Champignonmycel in Konkurrenz treten und dessen Wachstum mehr oder weniger ungünstig beeinflussen. Um diese Schädlinge nach Möglichkeit einzuschränken und die Reste des beim Kompostieren gebildeten Ammoniaks, eines chemischen Schadstoffes des Champignons, zu reduzieren, wird der Kompost nach der Kompostierung bei Temperaturen von etwa 55 bis 60° C und innerhalb von ca. 5 bis 12 Tagen pasteurisiert. Nach der Pasteurisierung wird der Kompost mit Champignonmycel beimpft. Das Champignonmycel, die sogenannte Brut, wird in Spezialbetrieben steril erzeugt, versandi und zum unsterilen Beimpfen des Kompostes benutzt. Entweder gleich anschließend, oder nach dem völligen Durchwachsen des Champignonmycels durch den Kompost, wird dieser mit Deckerde abgedeckt.

ίο Etwa 2 bis 4 Wochen nach dem Decken beginnt die Ernte. Während der Erntezeit vermehren sich wieder die tierischen und pflanzlichen Schädlinge und Konkurrenten, sowie auch Schadstoffe, die sowohl von den Schädlingen als auch vom Champignon selbst erzeugt werden, fortlaufend. Diese Vermehrung der Schädlinge ist eine der wesentlichen Ursachen dafür, daß die Champignonerträge in ihrer Höhe stark schwanken und die Beendigung der Erntezeit bewirken. Besonders hohe Schadwirkungen können zusätz-Hch durch verschiedene Infektionskrankheiten verursacht werden. Der abgetragene Kompost ist im klassischen Verfahren ein zweites Mal nicht zu verwenden.

In der österreichischen Patentschrift 109,419 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem anstelle des bis dahin allein verwendeten Pferdedüngers, andere feste oder halbfeste Trägerstoffe als Nährsubstrat verwendet werden, die man zur Hervorrufung einer Gärung nach Art der Pferdedüngerfermentation — oder einer freiwillig eintretenden Gärung dieser Art unterwirft.

Nach dieser österreichischen Patentschrift 109,419 bleibt offen gelassen, bzw. wird es nicht für unbedingt notwendig gehalten, das Nährsubstrat nach vollendeter »Gärung« zu sterilisieren. Die Kultur von Champignons nach dem bekannten Verfahren bleibt deshalb mit den bekannten Mängeln und Risiken des . bis dahin allgemein üblichen Kompostierens behaftet. Die Neuheit war dort die Verwendung von anderen Trägerstoffen als Nährsubstrat anstelle von Pferdedünger, aber unter Beibehaltung der Kompostierung.

Weiterhin ist es bekannt, den Champignon zwecks Ausschaltung jeglicher bakteriellen und pilzlichen Tätigkeit (Kompostierung) und zwecks sicherer Eliminierung aller Schädlinge und Konkurrenzorganismen des Champignons auf einem sterilisierten Nährsubstrat und unter absolut sterilen Anzuchtbedingungen zu kultivieren.

Dort besteht das Nährsubstrat nicht wie Pferdemist aus unkontrollierten Substanzen, sondern setzt sich aus folgenden Substanzen zusammen:

a) Kohlehydratträger: Stroh u.a.

b) Eiweißträger:

c) Wasserhaltende
Substanz:

d) Regulator des
pH-Wertes:

Baumwollsaatmehl u.a.

Torf

Kalk

Die Substanzen werden zerkleinert, gemischt und in Spezialbehältern sterilisiert. Anschließend wird das sterilisierte Nährsubstrat in steriler Technik mit steriler Brut beimpft. Die Spezialbehälter werden bis zur Vollendung des Myceldurchwuchses durch das Substrat steril belüftet. Im Gegensatz zum klassischen Verfahren erfolgt das Durchwachsen ohne jegliche Konkurrenz oder Schädlinge. Auch in der anschließenden Phase treffen die bakteriellen und pilzlichen Schädlinge kein freies Nährsubstrat mehr an, so daß der Champignon die absolute Vorherrschaft hat.

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Nach dem völligen Durchwachsen erfolgt noch eine Verfahren bereits nach der Sterilisierung des Subzusätzliche Aufwertung des Nährsubstrates durch Zu- strats beendet ist. Ermöglicht wird die anschließende gäbe eiweißhaltiger Stoffe, wie Baumwollsaatmehl, offene und unsterile Weiterbehandlung und Arbeitsu. a. zur. Steigerung des Pilzertrages. weise durch einen nachfolgend beschriebenen und

Die anschließenden Kulturmaßnahmen erfolgen im 5 neu hinzugekommenen Fermentationsprozeß,
wesentlichen in bekannter Weise. Aufgrund der sicheren Eliminierung aller Konkurrenzorganismen und

Schädlinge und optimaler Bereitstellung der Nähr- 2. Phase: Fermentation
stoffe sind die Pilzerträge mit 30 bis 50% gegenüber

20% vom Nährsubstrat beim klassischen Verfahren io Nach beendetem Sterilisieren und Abkühlen des

wesentlich höher und sicherer. Außerdem ist eine Substrats (auf ca. 50° C) werden in das nun schäd-

Wiederverwendung des abgetragenen Substrats nach lings- und konkurrenzorganismenfreie Substrat vorkul-

erneuter Sterilisierung möglich. tivierte, spezifische thermophile Mikroorganismen ein-

Das vorstehend beschriebene sterile Champignon- geimpft und anschließend in einem gesteuerten und

Anbauverfahren wurde im Max-Planck-Institut für π kontrollierten Fermentationsprozeß zur Entwicklung

Kulturpflanzenzüchtung weiter entwickelt. · gebracht.

Die Verbesserung dieses Verfahrens besteht nach Die zur Beimpfung dienenden Mikroorganismen der Erfindung darin, daß das Substrat mit sofortigem werden im Ursprung der Mikroflora eines pasteurisier-Anschluß an das Sterilisieren einem kontrollierten ten Pferdemistkompostes entnommen, oder sie' wer- und gesteuerten Fermentationsprozeß mit spezifischen 20 den aus der in der Umwelt natürlich vorhandenen Mi-Mikroorganismen unterzogen wird, wonach das Sub- kroflora durch Passage über die gesteuerte Fermentastrat — ohne Gefahr einer Infektion durch Konkur- tion selektioniert und vermehrt. Über die erste Kultur renzorganismen des Champignons — offen und unste- hinaus kann in der Folge fermentiertes Nährsubstrat ril in allen anschließenden Phasen weiter behandelt vorangegangener Kulturen als Impfmaterial benutzt wird, mit anschließender, in an sich bekannter Weise 25 werden. Bei diesem »Nachbau« der Mikroflora muß offener Beimpfung mit Champignon-Körner- oder eine mögliche Entartung beachtet und gegebenenfalls -Substratbrut oder im Champignon-Aktivmycel-Spick- ausgeschaltet werden.

verfahren — im letzteren Fall mit sofortiger Abdek- Der erwünschte Ablauf des Fennentationsprozes-

kung — so dann nach dem Durchwuchs Aufmischen ses wird kontrolliert und gesteuert. Die Fermentation

und Aufwerten des vom Mycel durchwachsenen Sub- 30 dauert in der Regel zwei Tage, kann aber auch kür-

strats mit Eiweißträgern, Abdecken, Temperaturkon- zer oder länger sein. Die sich während dieser Zeit ent-

trolle und Temperaturregulierung bis zum Beginn der wickelnde eingeimpfte thermophile Mikroflora benö-

Ernte. tigt Temperaturen zwischen 45° C und 60° C, hohe

Bei diesem Verfahren besteht das Nährsubstrat aus Luftfeuchtigkeit und intensive Luftumwälzung zur op-

den gleichen Substanzen wie bei dem vorstehend er- 35 timalen Entfaltung. Die während der Fermentation

wähnten sterilen Champignon-Anbauverfahren. An sich anreichernde spezifische -Mikroflora- mit den

die Stelle dieser Substanzen können entsprechende an- dabei einhergehenden Stoff-, Um- und Neubildungen

dere treten, die eine gleichartige Wirkung haben. (Fermente, Enzyme = organische Katalysatoren) ist

Nach der mechanischen Aufbereitung (Zerkleinerung das wirksame Prinzip des Fermentationsprozesses mit

und Mischen) wird das Substrat wie beim Sterilverfah- 40 dem folgenden beabsichtigten Effekt:

ren zwecks Eliminierung von Schädlingen und Kon- Die Fermentierung des sterilisierten Nährsubstrats

kurrenzorganismen sterilisiert bewirkt, daß in und auf diesem· die Infektion und

Neuentwicklung von unerwünschten Konkurrenzorganismen verhindert oder gehemmt wird. Damit ergibt

1. Phase: Sterilisierung 45 sich die Möglichkeit, daß sterilisiertes und anschließend fermentiertes Substrat offen und unsteril weiter-

Die Sterilisierung des Nährsubstrats wird Vorzugs- behandelt werden kann.

weise durch Behandlung mit hohen Temperaturen, Diese Möglichkeit eröffnet für das neue Verfahren 100 bis 130° C, mit Dampf in Autoklaven oder in ge- entscheidende vorteilhafte Vereinfachungen und Ereigneten kombinierten Sterilisier-Mischmaschinen er- 50 leichterungen gegenüber dem streng steril arbeitenden reicht. Anstelle von Hitze kann die Sterilisierung Verfahren:

auch mit Hilfe von bakterien- und pilztötenden Ga- 1. Die sterile Phase endet bereits nach dem Sterili-

sen, z.B. Äthylenoxid, oder aber auch mit Strahlen, sieren des Substrats, es kann unsteril weiterbehandelt

welche die gleiche Wirkung haben, durchgeführt wer- werden,

den. 55 2. Es werden keine speziellen geschlossenen Sterili-

Der erste entscheidende Vorteil des erfindungs- sier- und Anzuchtbehälter benötigt,
gemäßen Verfahrens gegenüber dem Sterilverfahren 3. Die nach dem klassischen Verfahren arbeitenbesteht darin, daß es nicht notwendig ist, in speziel- den Betriebe können bei einer Umstellung auf das len geschlossenen Substratbehältern zu sterilisieren neue Verfahren die vorhandenen Räume, insbeson- und daß solche Behälter auch nicht während der 60 dere Pasteurisierräume, als Fermentationsräume weinachfolgenden Anwuchszeit benutzt werden müssen. ter benutzen.
Vielmehr kann das Substrat wahlweise in offenen, flachen Kisten im Autoklaven oder als Schüttgut in

Autoklaven mit Rührwerk oder in rotierenden Behäl- 3. Phase: Beimpfen mit Champignonmycel (Brut)

tern oder in kombinierten Misch- und Sterilisierma- 65

schinen sterilisiert werden. Der Grund für die Unge- Nach beendeter Fermentierung wird das Substrat

bundenheit an spezielle geschlossene Sterilisierbehäl- auf Beimpftemperatur (Spicktemperatur) unter 30⁰C

ter ist, daß die sterile Phase beim erfindungsgemäßen abgekühlt und mit normaler Champignonkörnerbrut

oder rait »Aktivmycek beimpft (vgl. Huhnke, W., Sengbusch, R. v.: »Aktivmycel-Spickung von Champignonkulturen«. Die Deutsche Gartenbauwirtschaft, 7. Jg., Heft 12, 1959).

Der vorausgegangene Fermentationsprozeß bewirkt besonders in "dieser Phase bedeutende Arbeitserleichterungen gegenüber dem bekannten Sterilverfahren:

1. Für das Beimpfen werden keine speziellen sterilen Impfräume benötigt

2. Das Beimpfen setzt keine geschlossenen Spezialbehälter mit eigens dafür notwendigen Einrichtungen zum Beimpfen voraus. Es wird in normale offene Kulturkisten oder übliche Stellagenbeete geimpft. Die Brut kann mit gebräuchlichen Maschinen eingemischt werden.

3. An die Sterilität der zum Beimpfen verwendeten Champignonbrut werden keine Höchstansprüche gestellt, wie das beim steril arbeitenden Verfahren absolute Voraussetzung ist. Es kann Handelsbrut (Körner- oder Substratbrut) verwendet werden.

4. Es werden keine Fachkräfte mit Spezialausbildung für steriles Arbeiten benötigt.

4. Phase: Mycel-Anwuchs

Das ia das Substrat eingeimpfte Champignonmycel muß während der anschließenden Anwuchsphase das Substrat vollständig durchwachsen.

Durch den vorausgegangenen Fermentationsprozeß wird nicht nur die Neuentwicklung von Konkurrenz Organismen während dieser Phase verhindert, darüber hinaus hat der Fermentationsprozeß den Effekt, daß sich im Nährsubstrat ein für das Champignonwachstum freundliches Milieu entwickelt hat, welches das Mycelwachstum fördert und gegenüber dem sterilen Verfahren erheblich beschleunigt.

Im Vergleich zum sterilen Verfahren bieten sich beim erfindungsgemäßen Verfahren weitere folgende Vorteile:

1. Während der Anwuchsphase sind keine geschlossenen Spezial-Anwuchsbehälter erforderlich, es genügen normale übliche offene Kisten. Damit erübrigen sich alle Vorrichtungen zur sterilen Belüftung und zum Gasaustausch.

2. Es werden keine sterilen, sondern normale, allgemein übliche Anwuchsräume benötigt.

3. Die Anwuchszeit ist mit 10 bis 14 Tagen gegenüber 20 bis 30 Tagen beim Sterilverfahren erheblich verkürzt.

4. Durch die Möglichkeit der Anwendung der »Aktivmycel-Spickung« Verkürzung der ertraglosen Zeit, Einsparung von Anwuchsraum und Arbeit.

5. Phase: Aufmischen, Ernte, Wiederverwendung

In der dem Durchwachsen des Mycels anschließenden Phase gleichen alle folgenden Maßnahmen (Aufmischen, Ernte, Wiederverwendung) des neuen Verfahrens denen des bekannten sterilen Verfahrens:

Das vom Champignonmycel völlig durchwachsene Nährsubstrat wird mit Baumwollsaatmehl oder anderen Eiweißträgern aufgemischt und sofort mit Deckerde abgedeckt. 14 bis 22 Tage nach dem Decken beginnt die Ernte.

Bei dem neuen Verfahren werden aufgrund der erfolgreichen Eliminierung der Schädlinge mittels der Sterilisierung, der wirksamen Abwehr der Konkurrenzorganismen als Effekt der Fermentation, sowie der optimalen Bereitstellung der Nährstoffe wesentlich höhere Erträge als beim, bekannten Verfahren erj zielt. Während beim klassischen Verfahren bis ca. 20% Pilze vom. Nährsubstrat geerntet werden, sind dies beim -erfmdungsgemäßen Verfahren ca. 25 bis 30%.

Entgegen dem bekannten Verfahren kann das abgetragene Substrat bei dem neuen Anbauverfahren nach Auffüllung des verbrauchten Substrats sowie erneuter Sterilisierung wiederverwendet werden.

Den Fortschritt des erfindungsgemäßen neuen Champignon-Anbauverfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren kennzeichnen nachstehende Vorteile:

I. Geringere Transportkosten durch Fortfall der sich ständig wiederholenden Transporte von wasserbelastetem Pferdemist, z.T. über weite Entfernungen.

2. Geringere Aufbereitungskosten für das Substrat. Das mehrfache Umsetzen der Kompostierungsstapel während einer Zeit von einer bis zu mehreren Wochen Dauer entfällt, dadurch auch erheblicher Zeitgewinn. ν

3. Fortfall und Unabhängigkeit von den zum Kompostieren unumgänglichen Spezialkenntnissen und notwendigen langjährigen Erfahrungen.

4. Volle Kontrolle des Substrats in seiner Nährstoffzusammensetzung und Reproduzierbarkeit des nach Rezept hergestellten Substrats.

5. Substratherstellung unabhängig und unbeeinflußt von der Jahreszeit und Witterung, im Gegensatz zum bekannten Verfahren.

6. Sichere Ausschaltung aller im Substrat ursprünglieh vorhandenen Schädlinge und Konkurrenzorganismen durch die Sterilisierphase.

7. Keine Geruchsbelästigung wie bei der Kompostierung von Pferdemist Betriebe dieser Art können damit auch in der Nähe von Stadt- und Wohngebieten arbeiten.

8. Durch Fortfall der Geruchsbelästigungen, auch bessere Arbeitsbedingungen.

9. Kompostierplätze oder -Hallen werden frei und können stattdessen für die Lagerung von Substrat-Rohmaterialien benutzt werden.

10. Verringerung des Anbaurisikos, höhere und sicherere Pilzerträge.

II. Wiederverwendung des abgetragenen Nährsubstrats.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Champignon-Anbauverfahrens gegenüber dem bekannten sterilen Champignon-Anbauverfahren sind:

Mit der Einführung des kontrollierten und gesteuerten Fermentationsprozesses nach der Sterilisation des 5 Nährsusbstrats wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine ganze Serie bedeutender Vereinfachungen und Erleichterungen gegenüber dem sterilen Verfahren ausgelöst, die in ihrem Zusammenwirken überhaupt erst die praktische Anwendbarkeit eines kompo-Stierungsfreien Anbauverfahrens in herkömmlicher Weise arbeitenden Betriebes ermöglicht. Damit erst eröffnet sich einem vergrößerten Anbauerkreis die Möglichkeit, die genannten Vorteile des Anbauverfahrens nach der Erfindung zu nutzen. Dazu kommt noch eine besondere Eignung des Verfahrens zur Mechanisierung bis zur Automation für industrielle Großbetriebe.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Kultivieren von Champignons unter Verwendung von nicht kompostiertem Nährsubstrat, das aus Kohlehydrat- und Eiweißträgern sowie aus dem pH-Wert und die wasserhaltende Kraft regelnden Stoffen besteht, welches durch Hitze, Gase oder Strahlen sterilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat im sofortigen Anschluß an das Sterilisieren einem kontrollierten und gesteuerten Fermentationsprozeß mit spezifischen Mikroorganismen unterzogen wird, wonach das Substrat — ohne Gefahr einer Infektion durch Konkurrenzorganismen des Champignons — offen und unsteril in allen anschließenden Phasen weiter behandelt wird, mit anschließender in an sich bekannter Weise offener Beimpfung mit Champignon-Körner- oder -Substratbrut oder im Champignon-Aktivmycel-Spickverfahren — im letzten Fall mit sofortiger Abdeckung — so dann nach dem Durchwuchs Aufmischen und Aufwerten des vom Mycel durchwachsenen Substrats mit Eiweißträgern, Abdecken, Temperaturkontrolle und Temperaturregulierung bis zum Beginn der Ernte.