Способ подготовки субстрата для выращивания грибов

 

Изобретение относится к подготовке субстрата для выращивания грибов и предназначено для стерилизации субстрата. Целлюлозосодержащий сбстрат получают потоком энергии, в качестве которой используют пучок ускоренных электронов или рентгеновское излучение дозой не менее 8 Мрад. Обработка субстрата пучком ускоренных электронов обогащает его продуктами разложения целлюлозы, полностью освобождает от посторонней микрофлоры, что способствует увеличению урожая на 30% и удлиняет период плодоношения, увеличивая количество волн продоношения до 5.

Изобретение относится к искусственному разведению дереворазрушающих грибов.

В настоящее время значительно вырос интерес к культивированию тех высших грибов, которые способны усваивать не пищевые сахара и полисахариды клетчатки и даже гемицеллюлозы и лигнина, что позволило расширить возможности использования разного рода целлюлозосодержащего сырья в качестве питательной среды для их культивирования. Наиболее перспективным в этом отношении явился гриб вешенка.

Существующие интенсивные технологии выращивания вешенки в целом похожи друг на друга и различаются лишь взаимозаменяемыми деталями. Одной из основных операций при искусственном разведении грибов является подготовка субстрата (см. Фомина В.И. Гаврилова Л.П. Производство съедобных грибов в СССР. Киев: Наукова думка, 1978).

В качестве сырья для субстрата используют уплотненный целлюлозосодержащий материал. Это может быть солома, стержни початков или стебли кукурузы, опилки, отруби и т.п. Для обогащения субстрата добавляют различные питательные добавки: сахарозу, крахмал или костную муку. Сырье пастеризуют и размягчают горячей водой или паром. При этом субстрат частично стерилизуется от конкурирующей микрофлоры и становится более доступным для питания гриба в силу частичного разрушения оболочки растительной клетки. Затем субстрат охлаждают и производят засев заранее выращенным мицелием вешенки в количестве 2-5 мас. В последующие три недели идет рост и созревание мицелия. Оптимальная температура составляет 22-25^oC При более низкой температуре стремительно развиваются конкурентные микроорганизмы, которые способны остановить рост вешенки и даже ее уничтожить. После этапа созревания температуру понижают до 10-12^oC, и гриб начинает плодоносить. После первого сбора грибов идет вторая волна, но ее урожай вдвое меньше.

Выход продукции составляет до 1 кг свежих грибов на 1 кг сухого субстрата. Однако велик процент брака (до 46%) из-за недостаточно стерильности субстрата и развития посторонних микроорганизмов. Особенно этот эффект увеличивается в случае сырья низкого качества (сырая, грязная, прелая солома).

Известен способ подготовки субстрата, когда целлюлозосодержащее сырье стерилизуют, нагревая до температуры выше 100^oC при повышенном давлении в автоклаве. При этом происходит полная стерилизация субстрата, однако такой способ многократно увеличивает себестоимость производимой продукции. Известен также способ непрерывной стерилизации грибницы [1] выбранный нами за прототип. По этому способу частичную стерилизацию грунта или целлюлозосодержащего сырья производят облучением его электромагнитным излучением радиочастотного диапазона 13-100 МГц с плотностью потока энергии до 90 кВт/м². Облучение проводят в трубе, через которую сырое сырье поступает непрерывно и стенки которой изготовлены из паронепроницаемого, но прозрачного для излучения материала. Стерилизация в этом случае происходит под действием нагрева до температуры 90-100^oC. Нагрев под действием излучения происходит по всей массе сырья в трубе и очень быстро. Продолжительность обработки составляет 1-2 мин. Образующийся при нагреве водяной пар подогревает грунт до и после зоны облучения, что повышает степень стерилизации. Этот способ, несомненно, более экономичен, производителен и менее трудоемок, чем обработка горячей водой, однако стерилизация сырья также неполная.

Как было показано выше, процент брака при выращивании грибов и выход грибов очень сильно зависят от качества субстрата, его стерильности и обогащенности питательными веществами.

Таким образом, перед грибоводами стоит задача подготовки стерильного субстрата, обогащенного питательными веществами.

По предлагаемому изобретению эта задача решается следующим образом. Как и в прототипе, целлюлозосодержащее сырье увлажняют и облучают его потоком энергии. В отличие от прототипа облучение производят перед увлажнением сырья и облучают пучком ускоренных электронов или рентгеновского излучения дозой не менее 8 Мрад.

В целом способ осуществляют следующим образом. Целлюлозосодержащее сырье (в конкретном эксперименте это была солома с поля, сырая, грязная и пролежавшая под снегом) облучают на электростатическом генераторе выведенным пучком электронов с энергией 1-2 МэВ до набора поглощенной дозы не менее 8 Мрад. Возможна обработка рентгеновским излучением, которое получают, направляя электронный пучок с вышеуказанными параметрами на вольфрамовую мишень. Облучение проводят до набора той же дозы (не менее 8 Мрад).

Затем сырье увлажняют, для чего на 1 кг сухой соломы добавляют 2 л воды. Как показали проведенные нами исследования, такая обработка субстрата не только производит его полную стерилизацию, но и производит частичную деструкцию (разрушение) целлюлозы. Продукты разрушения целлюлозы при увлажнении субстрата растворяются в воде. В результате субстрат становится лучше усвояемым для грибницы и, как следствие, даже без обогащения питательными добавками увеличивается выход грибов.

Верхний предел дозы облучения принципиального значения не имеет. Однако повышение его свыше 20 Мрад экономически нецелесообразно, т.к. чрезмерно увеличивает длительность обработки при достижении тех же результатов. При дозе 8 Мрад при любом качестве сырья происходит полная стерилизация. Подготовленный таким образом субстрат помещают в формы и засевают мицелием. При этом ввиду полной стерилизации субстрата возможно снижение нормы высева мицелия с 5 до 0,5% Выращивание грибницы ведут в тех же условиях, что и в прототипе. Однако небольшие отклонения в температурном режиме от оптимальных значений не вызывают бурного роста посторонней микрофлоры и, следовательно, менее влияют на выход грибов.

В конкретном примере реализации способа сырье солому облучали на электростатическом генераторе ЭСГ-2,5 электронным пучком с энергией 1 МэВ. Облучение проводили в атмосфере выведенным пучком. Солому помещали на вращающийся диск с целью более равномерного облучения и предотвращения локальных перегревов. За один сеанс облучения получали 2 кг сухого субстрата. Возможно облучение в барабане, где солома вращается и перемешивается в потоке воздуха. При токе электронного пучка 50 мкА набор требуемой дозы происходил примерно через 1 ч. При увеличении энергии электронов или тока пучка время обработки сокращается. При оптимальных режимах облучения, являющихся в данном способе ноу-хау, даже из сырья низкого качества получается субстрат, в котором полностью отсутствует посторонняя микрофлора, и субстрат обогащен продуктами разложения целлюлозы. На таком субстрате выход продукции при двукратном съеме урожая был увеличен на 30% по сравнению с субстратом, приготовленным в автоклаве. Кроме того, удлинился период плодоношения грибов, при этом последующие сборы не менее эффективны, чем первые два и число сборов доходило до 5. Поэтому, в целом, урожайность повышалась не менее, чем в 2,5 раза. Отработанный субстрат обогащен грибницей значительно выше нормы и отсутствуют видимые следы соломы. Эта биомасса является прекрасной белковосодержащей кормовой добавкой для сельскохозяйственных животных.

Таким образом, предлагаемый способ подготовки субстрата позволяет при выращивании на нем грибов полностью утилизировать целлюлозосодержащее сырье. В то время, как при выращивании грибов на традиционно подготовленных субстратах отработанный субстрат представляет собой смесь биомассы мицелия с остатками субстрата, их отделение без ухудшения качества мицелия является пока нерешенной задачей.

Формула изобретения

Способ подготовки субстрата для выращивания грибов путем увлажнения целлюлозосодержащего сырья и облучения его потоком энергии, отличающийся тем, что облучение производят перед увлажнением сырья, и облучают пучком ускоренных электронов или рентгеновским излучением дозой не менее 8 Мрад.