Бактерии для выращивания грибов

Ферментация субстрата для выращивания вешенок

Ферментация субстрата при температуре 45-55°С и подаче воздуха создает хорошие условия для размножения полезной аэробной термофильной микрофлоры преимущественно бактерий рода Bacillus.

Выращивание грибов: вешенка, шампиньон, шиитаке

В процессе ферментации обитающие на субстрате виды термофильных и термотолерантных бактерий быстро увеличивают численность популяции (в 100-300 тысяч раз за 24 часа). Бактерии питаются легкоусвояемыми сахарами и азотистыми веществами и, таким образом, лишают питания конкурентных плесеней. Бактерии также продуцируют антибиотические вещества, препятствующие росту плесеней, но не действующие на мицелий вешенки.

При недостатке кислорода (если во время ферментации не проводится активная вентиляция субстрата) полезная микрофлора развивается существенно медленнее. Увеличение численности бактерий в 1000-5000 раз не создает достаточного уровня селективности, доступные углеводы утилизируются не полностью, и вероятность развития конкурентных плесеней остается высокой. Кроме того, при недостатке кислорода рН субстрата может сильно сместиться в кислую сторону что также благоприятствует развитию плесеней.

Субстрат, прошедший правильную пастеризацию и ферментацию, в течение 2-3 недель свободен от конкурентной микрофлоры. За это время субстрат успевает полностью обрасти мицелием вешенки и, соответственно, получает мощную защиту от конкурентов за счет антибиотических выделений вешенки. ферментация не может заменить пастеризации, т.к. при температуре 45-55 °С большая часть спор конкурентных организмов сохраняется, кроме того, при этом режиме выживают многие вредители. С другой стороны, если субстрат относительно мало инфицирован, то хорошая ферментация обеспечивает надежную защиту от конкурентов. Мягкая пастеризация с последующей ферментацией во многих случаях дает существенное повышение урожая вешенки, по сравнению с вариантом пастеризации (табл. 13).

Урожайность вешенки при различных способах обработки субстрата
(кг/тонну субстрата) (Польша, 1998)

Характеристика процесса ферментации дана в табл. 14.

Ферментация полуанаэробная (мягкая пастеризация с ферментацией).

Субстрат (лузга подсолнечника) загружают в металлический контейнер 2-3 м 3 Заливают водой для увлажнения. Воду подогревают до 60 °С, затем сливают (подогревают паром или ТЭНами). Выдерживают субстрат при 60 °С 8-12 часов (пастеризация) и оставляют остывать до 42-45 °С, затем немного поднимают температуру (до 50 °) и ферментируют 24 часа. Влажность субстрата во время обработки около 80 %, что облегчает размножение термофильных бактерий в небольшом слое свободной, несвязанной воды. Охлаждение субстрата водой не рекомендуется, так как при этом вымывается полезная микрофлора и питательные вещества.

Другой вариант ферментации — нагрев субстрата до 55 °С и выдерживание в таком режиме 48-60 часов. Во всех случаях в субстрате создается хороший защитный фон из термофильных бактерий. Добавление в новую порцию субстрата 5-10 % ферментированного субстрата существенно ускорит процесс размножения полезной микрофлоры.

Потери массы субстрата при описанных режимах составляют 10-15 % от начального уровня. Субстрат включает несколько компонентов: лузга подсолнечника, отруби зерновых культур, минеральная добавка (мел). Композиция субстрата при ферментации может быть достаточно богата азотом и сахарами. Термофильные бактерии достаточно быстро потребят эти соединения и, таким образом, оставят конкурентную микрофлору без легкодоступного питания. На ферментированном субстрате зарастание и плодоношение наступают на несколько дней раньше, чем на просто пастеризованном.

Следует однако избегать переферментации, то есть слишком длительной экспозиции субстрата. Избыток бактерий может затормозить развитие вешенки. Субстрат может потерять структурные свойства. В результате естественной сукцессии могут размножиться другие виды бактерий, менее полезные для роста мицелия вешенки.

Ферментация полуанаэробная (водная).

Субстрат (лузга подсолнечника, очесы хлопка, какавелла) загружают в бак объемом 2-3 м 3 . В баке устроено ложное сетчатое днище, под которым расположены ТЭНы. В бак заливают воду так, чтобы весь субстрат был погружен под воду. Воду нагревают до 55-60 °С. Термодатчик поддерживает постоянную температуру отключая ТЭНы при достижении 60 °С и включая их при достижении 55 °С. Ферментация длится 48 часов. Охлаждение идет пассивно в течение 24 часов. Окончательно субстрат охлаждается порциями на рабочих столах для фасовки. При длительной ферментации в воду можно добавлять немного мочевины (0,1 %), если в субстрате мало азота. Мочевина потребляется микроорганизмами и, таким образом, переходит в белковый азот, который для вешенки является лучшим источником азота.

Энергозатраты для описанного режима достаточно небольшие, особенно для варианта с утепленным металлическим баком. Длительное пребывание в воде может привести в некоторых композициях субстрата либо к потере структурных свойств (недостаточная аэрация и слишком высокая плотность), либо к переувлажнению (влажность свыше 75 %).

Если оставлять часть субстрата в качестве «закваски» термофильных бактерий для следующей новой порции, то можно существенно сократить время ферментации или увеличить количество термофильных бактерий и, соответственно, уровень микробиологической защиты.

Растворимость кислорода в воде очень небольшая, тем более при высокой температуре (60°). Поэтому ферментацию в горячей воде можно отнести к анаэробной. Как показывает практический опыт, анаэробная ферментация создает хороший уровень селективности субстрата.

За 48 часов ферментации в воде при 55-60 ° погибают все вредители и вегетативные формы микроорганизмов, кроме термофильных бактерий.

Источник

Выращивание грибов: всё для успешного производства

Выращивание вешенки, выращивание шампиньонов, выращивание шиитаке, выращивание опят и экзотов: оборудование,технологии, методики, обучение. Успешное грибоводство для Вас: организуйте производство при нашей поддержке и получайте гарантированную стабильную прибыль.

Состав субстрата для вешенки и других грибов. Оптимизация. Часть 1

Чунихин А.В., технолог аналитик, кандидат с.-х. наук

Состав субстрата для вешенки, состав компоста для шампиньонов, состав субстрата для шиитаке, различных видов опят и других грибов должны быть сбалансированы по всем питательным веществам. Технология выращивания вешенки а также технология выращивания шампиньонов, шиитаке, опят предполагает достижения максимальной урожайности и выхода грибов с единицы площади. Для достижения этой цели субстраты должны содержать все питательные вещества, которые необходимы для роста и развития грибов в достаточных количествах и правильных соотношениях. Питательные вещества для вешенки и других грибов представлены большой группой. Условно они делятся на макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы необходимые для вешенки, шампиньонов, шиитаке, различных видов опят и других грибов это азот, фосфор, калий, сера и кальций. Микроэлементы необходимые для роста грибов насчитывают более десятка наименований. Все они необходимы не только для нормального роста и развития грибов, но также для обеспечения высоких товарных качеств и «лёжкости». Кроме абсолютного содержания питательных веществ чрезвычайно важно, чтобы строго соблюдался их правильный баланс. Элементов питания, которые жизненно необходимы грибам много. Больше десятка. Пока мы рассмотрим только основную «триаду» : азот (N), фосфор (P) и калий (K). Каждый из этих элементов играет свою роль в обеспечении жизнедеятельности грибов. Азот является одним из структурообразующих элементов (белки) и входит в состав абсолютно всех ферментов, которые также являются белками. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран и макроэргических соединений (АТФ), которые являются энергетической основой всего живого. Также наличие фосфора необходимо для обеспечения активности ряда ферментов. Калий играет большую роль в активации некоторых ферментов, регулирует транспорт веществ через клеточные мембраны и выполняет ряд других жизненно важных функций. Недостаток любого из этих элементов приводит к нарушению процессов метаболизма. Это, в свою очередь, выражается в снижении урожайности, ухудшению товарных качеств и «лёжкости» продукции. Особенно остро проблема обеспечения элементами питания стоит в производстве субстратов для вешенки. И, если проблема обеспечения азотом как то с горем пополам решается, то при использовании традиционного растительного сырья абсолютно не реально обеспечить грибы достаточным количеством фосфора и калия. И, тем более не реально обеспечить правильный баланс N:Р:K. Следует отметить, что кроме абсолютного содержания элементов питания крайне важен их правильный баланс. Потому что, например, при недостатке азота избыток фосфора или калия не только бесполезны но и могут нанести вред. И наоборот. Именно поэтому подавляющее большинство вешенщиков получают урожаи в пределах 20-22 % от массы субстрата. Планка в 25 % является не сбыточной мечтой. И это при том, что биологический потенциал вешенки ничуть не ниже, чем у шампиньонов. Для которых сегодня 33-35 % выхода обыденное дело. Существует много органических компонентов, которые позволяют достичь идеального содержания и баланса элементов питания в субстратах для вешенки. Но рассчитать эти параметры вручную не реально. С 80-х годов известны специальные компьютерные программы, которые позволяют оптимизировать состав субстрата для вешенки. Первые такие программы были громоздкими и крайне неудобными в работе. Хотя с поставленными задачами справлялись не плохо. В настоящее время такие программы стали обычными, легко разрабатываются на базе стандартных инструментов Excel , удобны в работе и позволяют обрабатывать огромные массивы информации за считанные секунды. Мы занимаемся вопросами оптимизации состава субстратов для вешенки и других грибов более 15 лет. На сегодняшний день разработана удобная программа, которая позволяет оптимизировать состав субстрата для вешенки по любому количеству показателей с учётом минимизации её стоимости. С её помощью можно также успешно оптимизировать состав компоста для шампиньонов, состав субстрата для шиитаке различных видов опят. Рассмотрим работу программы на примере оптимизации состава субстрата для вешенки в упрощённом варианте по четырём показателям: содержание азота, фосфора и калия в субстрате для вешенки, а также влажность субстрата. Которые являются ключевыми. Как работает программа и как с ней работать, чтобы это была реальная оптимизация. Для того, чтобы любая программа что либо рассчитала и выдала правильные результаты, в неё нужно ввести соответствующие данные. При этом данные должны быть реальными.
Данные:
1.Виды основного растительного сырья, которые реально доступны производителю субстрата. В т.ч. по транспортировке и другим критериям. Если сырьё стоит 100 грн. за тонну, а затраты на доставку этой тонны 300 грн., то вряд ли стоит такое сырьё относить к «доступному». Под доступностью также подразумевается возможность регулярных поставок сырья в достаточных количествах. Например, если в один сезон можно закупить 100 тонн, а в следующий всего 5 тонн, то такие закупки сырья носят не регулярный характер и такое сырьё нельзя отнести к основному. Но можно отнести к резервному.
2.Виды основных добавок, которые также достаточно доступны в регионе. Поскольку эти добавки достаточно дорогие и их количество в субстрате относительно небольшое, то удорожание за счёт транспортных расходов при дальних перевозках может быть вполне оправдано. Как раз программа даёт ответ в том числе и на этот вопрос.
3.Реальная стоимость основного растительного сырья и добавок с учётом транспортных и накладных расходов. Стоимость должна быть реальной, а не взятой с потолка. Если имеется несколько источников одного и того же сырья, необходимо указать стоимость каждого из
4.Запасные (резервные) варианты по основному сырью и добавкам. Т.е., те варианты, которые немного похуже, но также реальны.
5.Способ и технология подготовки субстрата. Если Вы уже используете какой то способ. Если выбираете, то лучше обратитесь к нам. Мы предложим и способ и соответствующий регламент.
6.Если есть какие то ограничения по возможности использования объёмов того или иного сырья, нужно указать. Например, у Вас производство рассчитано на 120 тонн в месяц из которых 30-35 тонн сухие компоненты, а лузги поставщик Вам может поставить не более 50 тонн в год. Значит лузгу Вы сможете использовать не более чем 4 тонны в месяц. И т. п.
Все эти данные Вы передаёте нам. Если что то не понятно, уточняем детали. Затем мы эти данные обрабатываем, систематизируем и вводим в программу. Далее мы рассмотрим как формируется пакет данных для ввода, как работает программа и что мы получаем на выходе.

Полученные данные систематизируются и подготавливаются к вводу ( мы не рекомендуем Вам делать это самостоятельно. Данный вопрос относится к компетенции профессионалов. Почему – пояснения в следующих публикациях ) . Продолжение следует.

Источник

Выращивание грибов: всё для успешного производства

Выращивание вешенки, выращивание шампиньонов, выращивание шиитаке, выращивание опят и экзотов: оборудование,технологии, методики, обучение. Успешное грибоводство для Вас: организуйте производство при нашей поддержке и получайте гарантированную стабильную прибыль.

Состав субстрата. Приготовление субстратов.

Биологические свойства субстратов

Состав субстрата для вешенки может включать разные компоненты. Исходное сырье для приготовления субстрата содержит свою собственную микрофлору и микрофауну. При увлажнении сырья активность организмов возрастает. Микроорганизмы потребляют кислород, воду, питательные органические вещества, а также минеральные элементы. Искусство приготовления субстрата состоит в сохранении полезной микрофлоры и даже увеличения ее численности и уничтожении или дезактивации вредных организмов. Биологические свойства субстратов имеют особое значение для нестерильных технологий культивирования вешенки, когда значительная часть организмов субстрата сохраняется после пастеризации. Чем сильнее термическая обработка, тем меньшее число организмов выживает, в том числе и полезных, которые обеспечивают селективность субстрата. Селективность субстрата – одно из важнейших биологических свойств, определяемое химическим составом сырья и активностью полезной микрофлоры, находящейся на его поверхности. Под биологической селективностью следует понимать способность субстрата в результате термических воздействий приобретать свойства наиболее приемлемые для развития в последующем мицелия вешенки на данном субстрате и локализации конкурентной микрофлоры в неактивном состоянии. В той или иной степени любой вид растительного сырья может приобретать эти весьма важные для производственного процесса свойства.

Биологические свойства субстрата обусловлены видовой принадлежностью растительного сырья. Пшеничная солома, подсолнечная лузга – это совершенно разные по своей биологической природе примеры растительного сырья. Скорость насыщения водой, способность к продолжительному ее удержанию, оптимальный режим термообработки, а также плотность укладки субстрата, в последующем эффективный выход урожая с единицы площади, у каждого из этих субстратов может варьировать в широких пределах. Нельзя не остановиться на сортовых отличиях внутри каждого вида растительного сырья. На первый взгляд, весьма несущественные отклонения для той же пшеничной соломы в толщине стебля либо в более выраженном восковом налете, могут значительно корректировать время на подготовку субстрата.

Вопрос сводится к выбору технологии и соответственно экономической эффективности в последующем. Так, например, чтобы добиться хотя бы минимальной селективности на древесных опилках потребуется не менее 120 часов нахождения субстрата в камере пастеризации, при этом в последующем выход товарного гриба весьма скромен, а время получения урожая растянуто. В то же время субстрат на основе соломы зерновых культур потребует для приготовления меньших затрат при максимальных показателях урожайности на выходе, а время в камере пастеризации составит 48-72 часа.

Подсолнечная лузга имеет в своем составе все для того, чтобы достичь неплохого уровня селективности, но в реальном производственном процессе очень часто возникают сложности с контролем требуемых температур, что нередко приводит к перегреву субстрата.

С точки зрения биохимического механизма приобретения субстратом селективных свойств процесс основан на изменении содержания в субстрате легкодоступных сахаров. Высокотемпературное воздействие на субстрат ведет при длительной экспозиции к химическому гидролизу полисахаридов и накоплению легкодоступных веществ, прежде всего сахаров. Классический способ приготовления субстрата на основе соломы зерновых культур включающий в себя контролируемую пастеризацию соломы в тоннеле при 60°С с последующим снижением до 50°С, преследует цель активизировать и развить в субстрате группы термофильных бактерий, утилизирующих практически все растворимые формы сахаров, полностью ликвидируя питательную базу для конкурентов вешенки. В процессе длительного воздействия, включающего в себя двухдневное замачивание и трехдневную пастеризацию субстрата в тоннеле, происходит также подщелачивание субстрата и более глубокое структурирование, что несравнимо с любыми другими способами термообработки. В результате улучшается приживаемость, увеличивается скорость роста мицелия в процессе освоения субстрата.

Химические свойства субстратов

Определяются его составом.

Углеводы – основной элемент субстратов растительного происхождения, их содержание иногда доходит до 90% сухой массы. Углеводы подразделяются на простые – моносахариды и сложные – полисахариды.

Моносахариды в первую очередь и достаточно быстро потребляются микроорганизмами.

Полисахариды труднодоступны для большей части микрофлоры и требуют предварительного расщепления до простых соединений с последующим их потреблением.

Лигноцеллюлозный комплекс растительного субстрата состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.

Состав лигноцеллюлозного комплекса растительного субстрата, %

Состав лигноцеллюлозного комплекса может варьироваться не только между различными типами сырья. Немаловажное значение играет сорт и условия произростания.

Решающее значение в качественном приготовлении субстрата оказывает количество легкодоступных веществ. Достаточно трудно воплотить в цифры количественные показатели легкодоступных веществ, а также их процентное увеличение в процессе термообработки.

Легкодоступные вещества имеют для вешенки меньшее значение, чем для конкурентных плесневых грибов в первые дни после изготовления блока.

Вешенка относится к грибам, которые способны к деструкции как целлюлозы, так и лигнина. Среди конкурентов вешенки особое место отводится такому грибу как триходерма. В процессе своей жизнедеятельности она может утилизировать целлюлозу и очень быстро развивается на субстратах, располагающих запасом легкодоступных питательных веществ.

Растительные субстраты существенно различаются по содержанию основных органических компонентов: углеводов, жиров и белков.

Вегетативные части растений – соломина, стебли, листья – содержат небольшое количество белка и жиров и высокий уровень целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Вегетативные части растений часто используют в качестве основы субстрата.

Генеративные части растений – плоды, семена – содержат много белка и жиров.

Минеральный состав растительного сырья в значительной степени зависит от состава почвы. Внесение в субстрат минеральных добавок (известь, гипс, мел) улучшает физико-химические показатели субстратов, но не влечет за собой увеличение урожайности.

Физические свойства сырья.

Имеют важное значение для производства качественного субстрата. Такие физические параметры как структура, влагоемкость, влажность, аэрация определяют состав и направление развития микрофлоры, а также

рост мицелия. Массу субстрата упрощенно можно рассматривать как трехфазную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фазы.

Твердая фаза — это сухое вещество субстрата состоящее из частиц различного размера. Твердая фаза обеспечивает мицелий гриба питательными веществами. Важная характеристика твердой фазы — это структура, которая определяется размерами частиц (дисперсность) и их прочностью.

Газовая фаза — заполненные воздухом пустоты между частицами субстрата. Состав газовой фазы субстрата может сильно отличаться от состава наружного воздуха. Для развития мицелия вешенки как аэробного организма, обязательно наличие в субстратном воздухе определенного количества кислорода, т.е. определенный уровень аэрации.

В увлажненном субстрате часть свободного пространства между частицами и внутри частиц заполнена водой — это жидкая фаза . Наличие достаточного количества воды в субстрате необходимо для обеспечения ею мицелия и плодовых тел грибов, состоящих на 90% из воды. Кроме того характер питания грибов связан с выделением в наружную среду ферментов и поглощением всей поверхностью мицелия продуктов гидролиза, а этот процесс идет активно только в водной среде. Твердая, газовая и водная фазы субстрата тесно связаны между собой, и при приготовлении субстрата необходимо учитывать состояние каждой фазы. Например, в переувлажненном субстрате газовая фаза становится слишком маленькой в объеме (вытесняется водой) и уже не обеспечивает необходимого уровня газообмена или аэрации. Вследствие этого в субстрате формируются анаэробные условия, неблагоприятные для развития мицелия вешенки. Оптимизацию физических свойств субстрата можно проводить по различным параметрам. Часто можно услышать от грибоводов фразу: «Мы компенсировали недостатки одного сырья достоинствами другого». Хотя компенсировать можно только недостатки в способности к образованию и поддержанию структуры блока. При этом компонент, взявший на себя структурообразующую функцию, может практически не участвовать в питании гриба. Это следует учитывать при расчете урожайности вашего субстрата. Большинство грибоводов пытаются с помощью дополнительных компонентов компенсировать несовершенство оборудования, технологии или свои ошибки. Используют два компонента с различной влагоемкостью, что делать категорически недопустимо. Необходимо помнить, что наша задача создание оптимальной влажности для развития гриба во всем объеме субстрата. В этом случае получаем смесь двух компонентов, каждый из которых имеет свою влажность несоответствующую требуемому оптимуму. Компенсировать недостатки по питательности одного компонента другим не имеет смысла с точки зрения экономики. Если разница по питательности значительная, то вы получите субстрат среднего качества. Если незначительная, то следует сопоставить затраты на их приобретение и ожидаемую урожайность с каждого из компонентов и затем выбрать из них наиболее выгодный с экономической

точки зрения. Если же вы решили работать с двумя или более компонентами, то вам придется одновременно заготавливать и хранить два вида сырья, проводить двойной контроль качества, отслеживать изменение влажности каждого из компонентов и, затем, регулярно вносить корректировки в технологию процесса подготовки субстрата.

Говоря о компонентах субстрата, необходимо упомянуть также и о добавках. Чтобы в дальнейшем не было путаницы, определимся в терминологии. Компоненты — это все, что добавляется выше 10%, а добавки — все, что ниже 10%.

А нужна ли вашему субстрату питательная добавка? На этот вопрос может ответить только технология подготовки субстрата.

При гидротермии и ксеротермии применение питательных добавок несколько усложняет технологический процесс и может привести к снижению селективности субстрата и в результате получается, что их использование становится нерентабельным. Большинство грибоводов знают, что использовать питательные добавки следует из расчета 5-10% от массы субстрата, но не все понимают, что это лишь диапазон, в котором следует использовать выбранную добавку.

Массу питательной добавки следует не подбирать «методом научного тыка», а правильно рассчитать, исходя из того, что под питательностью подразумевается количество содержащегося в ней азота. Для этого предварительно следует определить его содержание в основном компоненте и добавке, а затем установить, сколько весовых частей сырья и добавки следует смешать, а, следовательно, и заготовить. В настоящее время существует множество компьютерных программ, при помощи которых можно рассчитать идеальный состав субстратной композиции. Однако, чтобы пользоваться такими программами, нужно иметь соответствующие навыки и знания. Поэтому, совет всем начинающим грибоводам: если Вы намерены оптимизировать состав субстрата — обратитесь к соответствующим специалистам. Или пройдите курс обучения.

Источник