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, %)

Состав субстрата:
* лузга – 97%, гипс – 3%;
** опилки – 82%, гипс – 3%, отходы кунжута - 15% (питательная добавка).

Р.S. Субстрат, смешанный и увлажненный до 60-65%, фасовали в 3-х литровые банки. Банки закрывали фольгой и крафт-бумагой. Субстрат стерилизовали 1,5 часа при 1,5 атмосферах в автоклаве. Инокулировали субстрат в стерильном боксе. Мицелий вносили в канал и распределяли по стерильной поверхности. После полного обрастания крышки снимали и банки переносили в камеру плодоношения. Банки располагали на стеллажах лежа. Данные в таблице показывают урожаи за 2 волны плодоношения.

Мягкая стерилизация.

Обработка субстрата паром при атмосферном давлении и температуре 100оС в течение 8-16 часов называется мягкой или атмосферной стерилизацией. Такой тип обработки можно реализовать, используя простые металлические контейнеры, в которые подают пар из парогенератора. Емкости размещают на сетчатых решетках. Другой вариант запарника также прост в исполнении. Под решетчатым ложным днищем монтируют ТЭНы. Заливают воду по уровню решетчатого днища. Емкости расставляют в несколько ярусов на решетках. Вода нагревается до кипения и образующийся пар стерилизует субстрат.

Многие грибоводы не имеют возможности приобрести (высокая цена) или установить автоклавы большого объема (ограничения из-за строгих требований "Котлонадзора"). Размер камеры автоклава - это основной лимитирующий фактор. Для устройств, работающих при атмосферном давлении, нет затруднений ни в их установке, ни в цене, ни в объемах. Металлические запарники стоят на порядок или даже более дешевле, чем автоклавы того же объема. Расход электроэнергии запарником в расчете на кг субстрата меньше, чем автоклавом, в том случае, если конструкция запарника утеплена. При установке 3-5 запарников объемом каждого в 1 куб.м. можно стерилизовать в смену 600-1000 кг субстрата. При использовании богатой питательными веществами среды можно получать урожай 40-50% от сырой массы субстрата или до 240-400 кг вешенки в смену. Для инокуляции можно использовать как зерновой, так и субстратный мицелий. Кстати, субстратный мицелий можно производить также методом мягкой стерилизации (однако для производства зернового посевного мицелия пригодна только жесткая стерилизация). Некоторые параметры выращивания вешенки по стерильной технологии на лузговом субстрате даны в таблице.

Таблица
Мягкая стерильная обработка субстрата на основе лузги

Рассмотрим более подробно отдельные этапы технологии.

1. Заготовка сырья и хранение

Заготавливают сухую, чистую, без признаков плесневения и гниения лузгу. Содержание в лузге 5-10% дробленых зерен сильно повышает урожайность. Если лузга чистая без ядра, то можно использовать любые органические белковые добавки.

2. Приготовление субстратной смеси

Субстратная смесь может содержать от 1 до 2% общего азота. Компоненты смеси равномерно смешивают.

3. Увлажнение

Лузгу или субстратную смесь увлажняют до влажности 65-68%. Лишней воде дают стечь. Для стерильной технологии рН субстрата можно держать в пределах 6-7 - это оптимально для роста мицелия.

4 Фасовка

Субстрат плотно укладывают в банку до самого горлышка. В субстрате делают колышком канал до дна диаметром 30 мм. Банки закрывают сверху фольгой, полиэтиленом или другим влагостойким материалом и закрепляют аптечной резинкой. В 3-х литровую банку входит до 1,5-1,8 кг влажного субстрата.

5. Размещение

Банки размещают вплотную друг к другу по ярусам. В 1 м3 запарника размещается 120 банок (по 3 л).

6. Стерилизация

Перед закладкой банок доливают воду в запарнике до уровня решетки (~15 см от днища). ТЭНы монтируют на расстоянии 5-7 см от днища. За 16 часов стерилизации испаряется слой воды до 3-5 см. Запарник сверху закрывают крышкой (металл). Для экономии электроэнергии запарник утепляют и устанавливают в верхней части термодатчик, периодически отключающий ТЭНы. Время стерилизации подбирают для каждого типа субстрата, но в целом оно составляет от 8 до 16 часов без учета разогрева (~1,5 - 2 часа). Перестерилизации при таком режиме не бывает. Температура в запарнике колеблется от 95 до 100°С (рис ).

7. Охлаждение

После отключения ТЭНов банки охлаждают 2-3 часа и еще относительно горячими переносят в бокс на последующее охлаждение до 25-28оС. Если запарник сделать в виде проходной камеры с выгрузкой 6анок в чистой зоне, качество обработки существенно возрастет. Охлаждают банки в чистой зоне или боксе под УФ лампами. Если количество банок велико, то лучше сделать для остывания специальное чистое помещение и переносить в бокс уже охлажденные банки.

8. Инокуляция

Субстрат инокулируют стерильным зерновым мицелием, быстро насыпая его в канал и немного распределяя с поверхности субстрата. Норма посева 1 -2% мицелия. Субстратный мицелий размельчают металлическим стерильным крючком или пинцетом и определенную порцию заталкивают в канал. Расход субстратного мицелия до 5-7%. За 1 час два человека могут засеять до 100 банок с субстратом. Многие сорта и штаммы вешенки, потерявшие способность расти на нестерильном субстрате (низкая конкурентоспособность), отлично развиваются и дают высокий урожай на стерильном субстрате.

Стерильная технология позволяет использовать высокопитательные среды на основе отходов мукомольного, пивного, кондитерскою и других производств. При достижении урожайности на уровне 40-50% от массы субстрата даже баночная технология становится высокорентабельной. Недостаток 6аночной технологии состоит в том, что стеклянные банки бьются и их трудно мыть после окончания цикла. Сейчас делаются попытки производства пластиковой разборной емкости, которая снимет эти недостатки. Кроме того, остается вариант использования одноразового термостойкого полипропиленового пакета или пакета из полиэтилена высокого давления (выдерживает температуру выше 110оС).

Пастеризация

В отличие от стерилизации пастеризация обеспечивает гибель преимущественно вегетативных форм микроорганизмов. Споры многих микроорганизмов, особенно термофильных, остаются живыми и при наступлении благоприятных условий прорастают. Таким образом, пастеризация на некоторое время делает субстрат свободным от вредителей и конкурентных микроорганизмов, что обеспечивает благоприятные условия для развития мицелия. После пастеризации жизнедеятельность микроорганизмов приостанавливается, они не выделяют токсичные для мицелия метаболиты. Однако довольно быстро микрофлора субстрата начинает восстанавливаться. В первую очередь, восстанавливается 6актериальная микрофлора, позднее начинают прорастать споры грибов и, в том числе, конкурентных плесеней. При соблюдении санитарно-гигиенических правил и качественной, равномерной пастеризации субстрат может сохраняться "чистым" в течение 7-10 дней. Селективность субстрата повышается при проведении мягкой пастеризации (60-65°С) за счет размножения полезной термофильной бактериальной микрофлоры.

Нестерильные технологии

На основе пастеризации были разработаны различные варианты нестерильных технологий, где все этапы технологической цепочки проводятся в нестерильных, но по возможности, чистых условиях. Пастеризация субстрата осуществляется в различных вариантах:
1 Классическая пастеризация (обработка паром увлажненного субстрата).
2 Гидротермическая обработка (обработка субстрата в горячей воде).
3 Ксеротермическая обработка (о6ра6отка паром сухого субстрата с последующим увлажнением водой).

Нестерильные технологии получили широкое распространение при выращивании быстрорастущих, конкурентоспособных штаммов и видов грибов, как в небольших объемах, так и в крупных механизированных грибоводческих фермах.