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WO1996011893A1 - Verfahren zur erzeugung eines selektiven nährbodens für pilze, insbesondere speisepilze - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines selektiven nährbodens für pilze, insbesondere speisepilze Download PDF

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WO1996011893A1
WO1996011893A1 PCT/DE1995/001354 DE9501354W WO9611893A1 WO 1996011893 A1 WO1996011893 A1 WO 1996011893A1 DE 9501354 W DE9501354 W DE 9501354W WO 9611893 A1 WO9611893 A1 WO 9611893A1
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WO
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fermentation
fermented
substrate
vaccine
water
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PCT/DE1995/001354
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English (en)
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Inventor
Jürgen Kynast
Ullrich Felix Vogel
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a selective nutrient medium for mushrooms, in particular edible mushrooms.
  • Fermented (composted) substrates are of great importance in mushroom cultivation, especially in Europe for the cultivation of mushrooms (Agaricus bisporus) and oyster mushrooms (Pleurotus sp.).
  • the spontaneous succession of the latent thermophilic microorganisms is promoted by suitable conditions. This is done by heating to 45 ° C to 65 ° C and aerating the moistened substrate. Such a fermentation lasts 2 to 7 days (straw as breeding ground for the oyster mushroom) or 10 to 21 days (horse manure + supplements as breeding ground for the
  • Mushroom and is carried out in batches. By moving the substrate, it can be homogenized. A temperature treatment (60 ° C - 75 ° C) for 6 to 24 hours is used for hygienization, i.e. used to eliminate animal pests and competitors (Jan Lelley 1991: Mushroom cultivation p.102ff., S171ff.). After the fermentation has ended, the substrate must be cooled to a suitable temperature.
  • the object of the invention is to provide a continuous process suitable for as many types of mushrooms and raw material compositions as possible
  • a vaccine is obtained by separating part of the liquid phase of the fermented substrate and the microorganisms suspended in the liquid phase after or during the microbiological conversion, with which the fresh fermentation material is added. This ensures that suitable microorganisms are added in sufficient quantity and do not have to develop in a spontaneous succession.
  • water-soluble nutrients are simultaneously concentrated in the fermented substrate at the beginning of the fermentation and are depleted after the separation of the microorganism suspension. The same applies to the heat contained in the water.
  • the high concentration of microorganisms at the beginning of the fermentation combined with the increased concentration of readily available water-soluble nutrients (compared to only a moistened substrate) accelerates the metabolism of microflora.
  • the fermentation process is greatly shortened and accelerated.
  • the fermentation process can be designed continuously by the extreme shortening of the process. - The heat contained in the substrate water is largely recovered. With a suitable process control, cooling of the fermented substrate is unnecessary.
  • the substrate has a very high selectivity due to the combination of a fermentation process with an extraction process.
  • mushrooms can be grown on the same substrate. Examples: oyster mushrooms (Pleurotus ostreatus), mushrooms (Agaricus bisporus), green sulfur head (Hypholoma fasciculare), curled hen (Sparassis crispa), herb mushrooms
  • the process can be adapted to the different requirements of the individual mushroom strings.
  • Chopped straw is hygienized by the action of dry steam and then moistened with the aqueous microorganism suspension from an enrichment culture to maximum water holding capacity.
  • the mixture After heating to 45 ° C., the mixture is fermented for 30 minutes, that is to say aerated and kept at temperature.
  • the microorganism suspension thus obtained is supplemented by tap water and used to moisten fresh chopped straw, which is then reheated and fermented.
  • the partially dewatered chopped straw is cooled to a water content of
  • the substrate obtained in this way is excellently suitable for the culture of mushrooms (Pleurotus sp.).

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Abstract

Fermentierte Pilzsubstrate werden bisher durch eine spontane Sukzession einer aeroben, thermophilen Mikroflora chargenweise hergestellt, vorwiegend für die Kultur von Austernpilzen und Champignons. Der Prozeß dauert zwischen 2 und 14 Tagen. Das neue Verfahren basiert darauf, daß durch die 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. Durch diese teilweise Rückführung von Substratwasser werden Mikroorganismen, wasserlösliche Nährstoffe und Wärme zu Beginn der Fermentation im Substrat aufkonzentriert, nach Abschluß der Fermentation im Substrat verarmt. Hierdurch wird die Stoffwechselleistung der Mikroorganismenpopulation erhöht, wodurch sich die nötige Fermentationsdauer so weit verkürzt, daß der Prozeß kontinuierlich gestaltet werden kann. Anwendung: Kontinuierliche Herstellung von selektiven Pilzkultursubstraten.

Description

Verfahren zur Erzeugung eines selektiven Nährbodens für Pilze, insbesondere Speisepilze.
BESCHREIBUNG
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.,S171ff.). 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 extreme 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 (Pleurotus ostreatus), Champignon (Agaricus bisporus), Grüner Schwefelkopf (Hypholoma fasciculare), Krause Glucke (Sparassis crispa), Kräuterseitling
(Pleurotus eryngii), Kulturträuschiing (Stropharia rugosoannulata), Rauchblättriger Schwefelkopf (Hypholoma capnoides), Rehbrauner Dachpilz (Pluteus atricapillus), 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 Pilzaiten angepaßt werden kann.
- die Substratverluste durch die kurze Fermentationszeit stark reduziert werden. AUSFUHRUNGSBEISPIEL
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 Austempilzen (Pleurotus sp.) geeignet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
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 und bei Bedarf hygienisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abtrennung eines Teils der flüssigen Phase des fermentierten Substrates und der in der flüssigen Phase enthaltenen 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, strukturbiidende 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 oder durch Befeuchten des frischen Fermentationsgutes mit dem Impfstoff, bei Bedarf ergänzt durch Wasser, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der wäßrigen Mikroorganismensuspension durch einen ein- oder mehrstufigen Spülvorgang, d.h. eine Gegenstrom- oder Kreuzgegenstromextraktion oder durch einen ein- oder mehrstufigen Abpreßvorgang durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentation ein- oder mehrstufig, d.h. bei einem oder mehreren unterschiedlichen Temperaturniveaus, durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Hygienisierung des Nährbodens vor, während oder nach der Fermentation durch die Einwirkung hoher Drücke oder schneller Druckwechsel auf den Nährboden oder durch die Einwirkung von Scherkräften auf den Nährboden oder durch Einwirkung von höheren Temperaturen auf den Nährboden bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentationsdauer zwischen 5 Minuten und 24 Stunden beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Fermentationsprozeß aerob oder teilweise anaerob oder ganz anaerob verläuft.
9. 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.
PCT/DE1995/001354 1994-10-14 1995-09-28 Verfahren zur erzeugung eines selektiven nährbodens für pilze, insbesondere speisepilze Ceased WO1996011893A1 (de)

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