Стерильная технология выращивания вешенки

Жесткая стерилизация субстрата для выращивания вешенки

Жесткая стерилизация или стерилизация под давлением проводится в специальных устройствах — автоклавах или стерилизаторах.

Используют различные варианты электрических автоклавов, например вертикальные (ВК-75), горизонтальные (ГК -100) или проходные (ГПД — 400, ГПД-560 и т.п.).

Выращивание грибов: вешенка, шампиньон, шиитаке

Паровые стерилизаторы работают от внешнего источника — пара парового котла или сетевого пара.

Наиболее удачный, с точки зрения защиты от инфицирования, вариант проходного автоклава или стерилизатора. В этом случае загрузку емкостей с субстратом ведут с грязной подготовительной зоны, а выгрузку производят в чистую зону. Чистая зона обычно держится под избыточным давлением фильтрованного воздуха (фильтры грубой и тонкой очистки).

Жесткая стерилизация широко используется для производства посевного мицелия съедобных грибов. Общие принципы стерильных работ практически одинаковы при подготовке стерильного субстрата для плодоношения и зернового носителя для посевного мицелия. Отличие заключается в том, что для мицелия используют более богатые среды (зерно злаков) и поэтому требования к стерильности существенно выше.

Выращивание вешенки по стерильной технологии довольно широко практикуется в странах Юго-Восточной Азии. Субстрат стерилизуют при культивировании некоторых слабоконкурентных видов вешенки, например, вешенки «абалоне» Pleurotus cystidiosus. Масса субстратных блоков невелика и составляет 1 -3 кг (табл. 8).

Культивирование вешенки «абалоне» Pleurotus cystidiosus

Пакеты открывают с одной или двух сторон или снимают совсем.

Рассмотрим основные этапы стерильной обработки:

1. Приготовление субстратной смеси (композиции)

Для древесных отходов (опилки, щепа, кора) стерилизация — самый подходящий метод обработки. Используют преимущественно древесные опилки лиственных пород и некоторых хвойных (сосна, кедр) в смеси с питательными (отруби, зерно, мука семян бобовых и т.п.) и минеральными (мел, гипс, известь) добавками.

2. Увлажнение субстрата

После тщательного перемешивания компонентов субстрат увлажняют водой, но так чтобы не было излишков свободной воды. При сжимании в руке вода не должна вытекать из субстрата. Так как инкубация субстрата проходит в закрытой емкости и испарение воды минимально, то оптимальный уровень влажности субстрата составляет 60-65%. Избыток воды очень часто приводит к развитию бактериальной инфекции.

Увлажненный субстрат сразу фасуют в термостойкие емкости; банки или полипропиленовые пакеты. Если увлажненную смесь оставить на длительное время (12-24 часа), то в субстрате начнется развитие конкурентной микрофлоры, что может сильно осложнить затем процесс стерилизации.

Стеклянные банки (2-Зл) заполняют субстратом полностью до горлышка. Затем колышком делают в субстрате канал диаметром 25-30 мм до дна банки. Плотность субстрата получается в пределах 0,4-0,6. Банки закрывают термостойкими крышками (полипропиленовые, резиновые) с фильтром воздуха (отверстия для воздухообмена).

Полипропиленовые пакеты бывают двух типов: 1) с вклеенным микропористым фильтром и 2) без фильтра. Пакеты заполняют субстратом на 2/3 объема. Субстрат не уплотняют, а только придают блоку нужную форму Самоуплотнение субстрата происходит во время инкубации. Однако, если используют узкие цилиндрические мешки, то можно уплотнять субстрат руками или механическим прессом. Верх пакета продевают через кольцо из термостойкого материала (диаметр 30-50 мм) и закрывают ватной пробкой. У пакетов с фильтром верх мешка завертывают несколько раз и для надежности закрепляют прищепкой.

4. Размещение емкостей

Емкости с субстратом располагают в стерилизаторе не вплотную, а на небольшом расстоянии друг от друга ярусами на решетках так, чтобы воздух мог циркулировать между ними. Такое расположение обеспечит равномерное распределение пара и нагрев субстрата и существенно снизит время стерилизации. Если емкости уложить вплотную, то стерилизоваться будет не отдельная емкость массой 1-3 кг, а вся партия субстрата массой 50-100 и более кг. Для разогрева такой массы нужно намного больше времени. Емкости, находящиеся по краям, простерилизуются нормально, а находящиеся в центре будут недостерилизованы. Придется значиїельно увеличивать время стерилизации, а это может отрицательно сказаться на качестве субстрата.

После загрузки автоклава самое важное значение приобретает характер перераспределения холодного воздуха камеры при запуске в нее пара. Если нет хорошей продувки камеры, то оставшийся холодный воздух может создать ложное впечатление избыточного давления пара. Поэтому очень хорошо иметь температурный датчик в камере автоклава. При давлении 1,5 атмосферы температура в камере должна достигнуть 121 °С. Взаимосвязь температуры и давления подчиняется закону Бойля, но только если воздух в камере нагрет равномерно. Датчики позволяют контролировать температуру и в камере, и в субстрате. На самом деле отсчет времени начала стерилизации надо начинать, когда разница в температуре воздуха и субстрата не будет превышать 10 °С. Температура субстрата достигает температуры воздуха камеры только через 1-2 часа! При увеличении массы блока выравнивание температуры еще более замедляется. Таким образом, хорошая продувка перед стерилизацией является важным и необходимым техническим приемом.

6. Режим стерилизации

Для полной стерилизации твердых сред достаточно обрабатывать их при температуре 120-125°С и давлении 1,5-2,0 атмосферы в течение 1-3 часов в зависимости от объема стерилизатора и массы емкости субстрата. Чем больше стерилизатор и масса субстратного блока, тем продолжительнее обработка. Время обработки приходится увеличивать также с увеличением питательности субстрата или повышенной инфицированностью сырья.

Минимальное время обработки 1 час (для маленьких блоков), максимальное 3-4 часа.

Более длительная обработка приводит к перестерилизации. В этом случае опилки становятся темно-коричневыми, меняется их запах. Субстрат становится токсичным по отношению к мицелию вешенки.

Продолжительная стерилизация вызывает сложные химические реакции превращения растительных терпенов в летучие масла и токсичные продукты типа фурфурола.

Когда автоклав отключают, то давление и температура в камере начинают медленно снижаться. В идеале при этом в камере должен образоваться вакуум. Если автоклав не держит вакуум, то при остывании он засасывает холодный наружный воздух, который надо фильтровать. Автоклав, имеющий размах давления от +2 атм. до -2 атм. (вакуум) обеспечивает хорошее качество стерилизации, так как при таком перепаде давления (4 атм.) биологические структуры более активно разрушаются. Прежде чем открывают автоклав, выравнивают давление, впуская наружный воздух в камеру через ватный фильтр. Помещение автоклавной должно быть чистым для предотвращения инфицирования стерильных емкостей (когда нет проходного автоклава).

Открывают люк стерилизатора. Субстрат в емкостях еще горячий. Если автоклав проходной, можно подождать до момента, когда субстрат остынет и выгружать его в чистую зону. Если автоклав не проходной и его выгрузка ведется в грязной зоне, то лучше выгрузить субстрат горячим и поместить его для остывания в стерильный бокс под УФ-лампами. Помещение автоклавной должно быть по возможности чистым. Субстрат иногда оставляют остывать в автоклаве (на ночь). В этом случае воздух в автоклав должен поступать через ватный фильтр.

Инокуляцию субстрата проводят в стерильном боксе с соблюдением правил стерильной работы. Лица, работающие в стерильной зоне, не должны быть использованы перед этим на грязных работах. При работе в боксе одевают стерильный белый халат, шапочку, марлевую маску. Ежедневно проводят дезинфекцию рабочего стола в боксе и инструментов. Помещение бокса дезинфицируют перекисью водорода (3-6 % р-р) или гипохлоритом натрия (2-5 % р-р), или облучением УФ-лампами. Контроль чистоты воздуха в стерильной зоне проводят один раз в неделю, в нестерильной зоне — раз в месяц (седиментация колонеобразующих частиц на питательной агаровой среде в чашках Петри). Хорошие стерильные условия создаются в рабочей зоне ламинарных шкафов за счет тонкой очистки воздуха через фильтры НЕРА или ткань Петрянова.

На стерильном субстрате в отсутствии конкурентов развитие мицелия вешенки идет быстро, и это позволяет снизить норму посевного мицелия с 5 % до 1-2 % от сырой массы субстрата. Мицелий должен быть в стерильной упаковке, неперетаренный. Мицелий либо рассыпают по поверхности субстрата (поверхностная инокуляция), либо засыпают в канал (глубинная инокуляция). После инокуляции емкости переносят в чистое термостатируемое инкубационное помещение.

По стерильной технологии получают неплохие результаты на древесных субстратах, обогащенных азотными питательными добавками. В этом случае урожайность вешенки достигает уровня 100 % от сухой массы субстрата (табл. 9).

Урожайность вешенки на стерилизованных опилках,
(биологическая эффективность, %)

* лузга — 97%, гипс — 3%;

** опилки — 82%, гипс — 3%, отходы кунжута — 15% (питательная добавка).

Источник

Стерильная технология выращивания вешенки

Для древесных отходов (опилки, щепа, кора) стерилизация — самый подходящий метод обработки. Используют преимущественно древесные опилки лиственных пород и некоторых хвойных (сосна, кедр) в смеси с питательными (отруби, зерно, мука семян бобовых и т.п.) и минеральными (мел, гипс, известь) добавками.

2. Увлажнение субстрата

После тщательного перемешивания компонентов субстрат увлажняют водой, но так чтобы не было излишков свободной воды. При сжимании в руке вода не должна вытекать из субстрата. Так как инкубация субстрата проходит в закрытой емкости и испарение воды минимально, то оптимальный уровень влажности субстрата составляет 60-65%. Избыток воды очень часто приводит к развитию бактериальной инфекции.

3. Фасовка

Увлажненный субстрат сразу фасуют в термостойкие емкости: банки или полипропиленовые пакеты. Если увлажненную смесь оставить на длительное время (12-24 часа), то в субстрате начнется развитие конкурентной микрофлоры, что может сильно осложнить затем процесс стерилизации. Стеклянные банки (2-Зл) заполняют субстратом полностью до горлышка. Затем колышком делают в субстрате канал диаметром 25-30 мм до дна банки. Плотность субстрата получается в пределах 0,4-0,6. Банки закрывают термостойкими крышками (полипропиленовые, резиновые) с фильтром воздуха (отверстия для воздухообмена). Полипропиленовые пакеты бывают двух типов: 1) с вклеенным микропористым фильтром и 2) без фильтра. Пакеты заполняют субстратом на 2/3 объема. Субстрат не уплотняют, а только придают блоку нужную форму. Самоуплотнение субстрата происходит во время инкубации. Однако, если используют узкие цилиндрические мешки, то можно уплотнять субстрат руками или механическим прессом. Верх пакета продевают через кольцо из термостойкого материала (диаметр 30-50 мм) и закрывают ватной пробкой. У пакетов с фильтром верх мешка завертывают несколько раз и для надежности закрепляют прищепкой.

4. Размещение емкостей

Емкости с субстратом располагают в стерилизаторе не вплотную, а на небольшом расстоянии друг от друга ярусами на решетках так, чтобы воздух мог циркулировать между ними. Такое расположение обеспечит равномерное распределение пара и нагрев субстрата и существенно снизит время стерилизации. Если емкости уложить вплотную, то стерилизоваться будет не отдельная емкость массой 1-Зкг, а вся партия субстрата массой 50-100 и более кг. Для разогрева такой массы нужно намного больше времени. Емкости, находящиеся по краям, простерилизуются нормально, а находящиеся в центре будут недостерилизованы. Придется значительно увеличивать время стерилизации, а это может отрицательно сказаться на качестве субстрата.

5. Продувка

После загрузки автоклава самое важное значение приобретает характер перераспределения холодного воздуха камеры при запуске в нее пара. Если нет хорошей продувки камеры, то оставшийся холодный воздух может создать ложное впечатление избыточного давления пара. Поэтому очень хорошо иметь температурный датчик в камере автоклава. При давлении 1,5 атмосферы температура в камере должна достигнуть 121оС. Взаимосвязь температуры и давления подчиняется закону Бойля, но только если воздух в камере нагрет равномерно. Датчики позволяют контролировать температуру и в камере, и в субстрате. На самом деле отсчет времени начала стерилизации надо начинать, когда разница в температуре воздуха и субстрата не будет превышать 10оС. Температура субстрата достигает температуры воздуха камеры только через 1-2 часа! При увеличении массы блока выравнивание температуры еще более замедляется. Таким образом, хорошая продувка перед стерилизацией является важным и необходимым техническим приемом. Проведение стерилизации в небольших объемах в скороварке, можно отсчитывать время с момента закипания. И после этого можно закрыть крышку и начать отсчет времени.

6. Режим стерилизации

Для полной стерилизации твердых сред достаточно обрабатывать их при температуре 120 — 125оС и давлении 1,5-2,0 атмосферы в течение 1-3 часов в зависимости от объема стерилизатора и массы емкости субстрата. Чем больше стерилизатор и масса субстратного блока, тем продолжительнее обработка. Время обработки приходится увеличивать также с увеличением питательности субстрата или повышенной инфицированностью сырья. Минимальное время обработки 1 час (для маленьких блоков), максимальное 3-4 часа. Более длительная обработка приводит к перестерилизации. В этом случае опилки становятся темно-коричневыми, меняется их запах. Субстрат становится токсичным по отношению к мицелию. Продолжительная стерилизация вызывает сложные химические реакции превращения растительных терпенов в летучие масла и токсичные продукты типа фурфурола. Для небольших объемов, помещаемых в скороварку, это время может достигать 45 минут от начала закипания.

7. Охлаждение

Когда автоклав отключают, то давление и температура в камере начинают медленно снижаться. В идеале при этом в камере должен образоваться вакуум. Если автоклав не держит вакуум, то при остывании он засасывает холодный нестерильный наружный воздух, который надо фильтровать. Автоклав, имеющий размах давления от +2 атм. до -2 атм. (вакуум) обеспечивает хорошее качество стерилизации, так как при таком перепаде давления (4 атм.) биологические структуры более активно разрушаются. Прежде чем открывают автоклав, выравнивают давление, впуская наружный воздух в камеру через ватный фильтр. Помещение автоклавной должно быть чистым для предотвращения инфицирования стерильных емкостей (когда нет проходного автоклава). В небольших объемах можно оставить субстрат остывать в скороварке.

8. Выгрузка

Открывают люк стерилизатора. Субстрат в емкостях еще горячий. Если автоклав проходной, можно подождать до момента, когда субстрат остынет и выгружать его в чистую зону. Если автоклав не проходной и его выгрузка ведется в грязной зоне, то лучше выгрузить субстрат горячим и поместить его для остывания в стерильный бокс под УФ-лампами. Помещение автоклавной должно быть по возможности чистым. Субстрат иногда оставляют остывать в автоклаве (на ночь). В этом случае воздух в автоклав должен поступать через ватный фильтр.

9. Инокуляция

Инокуляцию субстрата проводят в стерильном боксе с соблюдением правил стерильной работы. Лица, работающие в стерильной зоне, не должны быть использованы перед этим на грязных работах. При работе в боксе одевают стерильный белый халат, шапочку, марлевую маску. Ежедневно проводят дезинфекцию рабочего стола в боксе и инструментов. Помещение бокса дезинфицируют перекисью водорода (3-6% р-р) или гипохлоритом натрия (2-5% р-р), или облучением УФ-лампами. Контроль чистоты воздуха в стерильной зоне проводят один раз в неделю, в нестерильной зоне — раз в месяц (седиментация колонеобразующих частиц на питательной агаровой среде в чашках Петри). Хорошие стерильные условия создаются в рабочей зоне ламинарных шкафов за счет тонкой очистки воздуха через фильтры НЕРА или ткань Петрянова.

На стерильном субстрате в отсутствии конкурентов развитие мицелия идет быстро, и это позволяет снизить норму посевного мицелия с 5% до 1 -2% от сырой массы субстрата. Мицелий должен быть в стерильной упаковке, неперетаренный. Мицелий либо рассыпают по поверхности субстрата (поверхностная инокуляция), либо засыпают в канал (глубинная инокуляция), или смешивают равномерно с субстратом, или послойно. После инокуляции емкости переносят в чистое термостатируемое инкубационное помещение.

При стерильной технологии получают неплохие результаты на древесных субстратах, обогащенных азотными питательными добавками. В этом случае урожайность вешенки достигает уровня 100% от сухой массы субстрата (табл.).

Таблица
Урожайность вешенки на стерилизованных опилках,
(биологическая эффективность, %)

Источник