Pasteurisation et Stérilisation

Pasteuriser ou stériliser son substrat ?

Pasteurisation

Cette méthode consiste à chauffer le substrat à des températures modérées (généralement entre 60°C et 80°C) pendant une période déterminée. L'objectif est de réduire les populations de micro-organismes indésirables sans les éliminer complètement, tout en préservant certaines bactéries bénéfiques qui peuvent aider à inhiber la croissance d'autres contaminants. La pasteurisation est souvent utilisée dans la culture de champignons comme les pleurotes, car elle est moins coûteuse et ne nécessite pas d'équipement complexe.
Stérilisation

Contrairement à la pasteurisation, la stérilisation vise à éliminer tous les micro-organismes présents dans le substrat. Cela se fait généralement par l'application de chaleur à des températures beaucoup plus élevées (supérieures à 121°C) sous pression (autoclave) ou par des méthodes chimiques. La stérilisation est essentielle pour la culture de champignons plus sensibles aux contaminants, tels que les champignons shiitake, et elle garantit un environnement totalement aseptique.

Pourquoi devrais-je pasteuriser mon substrat alors que cela ne se passe pas comme ça dans la nature ?

C'est vrai que dans la nature, les champignons poussent sans intervention humaine, mais les conditions y sont très différentes. En extérieur, les champignons doivent souvent rivaliser avec d'autres organismes, et seuls les plus forts survivent. Par ailleurs, si les champignons produisent des millions de spores, c'est surtout parce qu'ils ont en réalité très peu de chances de survie. Les chances de réussites dans la nature sont minces.

Lorsqu'on cultive des champignons, l'objectif est de maximiser les chances de réussite. En pasteurisant le substrat, vous réduisez la quantité de contaminants potentiels, offrant ainsi au mycélium un avantage pour coloniser rapidement le substrat.

De plus, en travaillant proprement, vous évitez d'introduire de nouveaux contaminants, ce qui est essentiel pour des variétés de champignons plus sensibles.

La propreté et la pasteurisation permettent de créer des conditions optimales pour la croissance des champignons que vous cultivez, augmentant vos chances de succès.

Pasteuriser ou stériliser ?

Deux techniques principales sont utilisées à cet effet : la pasteurisation et la stérilisation. Bien que ces termes puissent sembler similaires, ils diffèrent significativement en termes de procédé, d'objectif et d'application. Pour clarifier ces différences, voici un tableau comparatif simple, suivi d'une explication des usages de chaque méthode.

Caractéristiques	Pasteurisation	Stérilisation
Température	60-80°C	>121°C (sous pression)
Durée	1 à 2 heures	15-30 minutes (à haute température)
Objectif	Réduire la quantité de contaminants	Éliminer tous les micro-organismes
Micro-organismes Survivants	Oui, certains bénéfiques	Aucun (milieu stérile)
Substrats Typiques	Paille, copeaux de bois, compost	Mycélium sur grains, substrats riches en sucre
Risques de Contamination Post-Traitement	Faible à modéré	Élevé si le milieu n'est pas maintenu stérile
Applications	Pleurotes sur paille, Champignons de Paris	Shiitaké, Eryngii, Lion's Mane

Note : chaque myciculteur développe ses propres techniques avec le temps. Les indications que nous vous donnons ici ne doivent pas vous empêcher de faire vos propres expériences pour enrichir vos compétences.

Usages Typiques

Substrats à base de paille ? -> Pasteurisation

La paille est un substrat commun pour la culture de champignons comme les pleurotes. Elle se prête bien à la pasteurisation car elle nécessite un traitement qui élimine la plupart des contaminants tout en conservant une certaine flore microbienne bénéfique.
Mycélium sur grains ? -> Stérilisation

Les grains, utilisés pour cultiver le mycélium, sont riches en nutriments, ce qui les rend très propices aux contaminations si des micro-organismes indésirables sont présents. La stérilisation complète est nécessaire pour éliminer tout risque de contamination.
Substrats de compost ? -> Pasteurisation

Les substrats compostés, souvent utilisés pour les champignons de Paris, sont pasteurisés pour contrôler les micro-organismes sans éliminer les thermophiles bénéfiques qui aident à la décomposition du compost.
Substrats à base de copeaux de bois ? -> Pasteurisation

Les copeaux de bois, utilisés pour les champignons comme les strophaires ou les shiitake, bénéficient de la pasteurisation qui réduit les compétiteurs tout en conservant une structure propice à la colonisation par le mycélium.
Substrats riches en sucres et en azote ? -> Stérilisation

Ces substrats, souvent utilisés pour des cultures plus délicates ou spécifiques, sont stérilisés pour prévenir toute compétition microbienne, étant donné que les sucres et l'azote favorisent la croissance rapide des contaminants.

Techniques de Pasteurisation pour la Culture de Champignons

1) La Pseudo Pasteurisation à l’Eau Chaude

La pseudo pasteurisation à l'eau chaude est une méthode simple et rapide souvent utilisée par les cultivateurs de champignons amateurs ou pour des cultures à petite échelle. Cette technique consiste à verser de l'eau brûlante, typiquement issue d'une bouilloire, directement sur le substrat. Bien que cette méthode ne soit pas aussi efficace que la pasteurisation traditionnelle en raison du temps d'exposition limité à la chaleur, elle peut néanmoins réduire considérablement la charge microbienne du substrat.

Principe et Limites :

Principe : Lorsque l'eau bouillante est versée sur le substrat, la chaleur tue une partie des micro-organismes présents. Cependant, le substrat ne reste pas à une température suffisamment élevée (entre 60°C et 80°C) pendant une durée assez longue pour éliminer complètement les contaminants les plus résistants, comme cela est possible avec la pasteurisation traditionnelle.
Limites : En raison du temps d'exposition court, cette méthode n'offre pas la même garantie d'élimination des micro-organismes indésirables. Certains contaminants plus résistants peuvent survivre et potentiellement concurrencer le mycélium une fois que le substrat est inoculé.

Applications et Exemples :

Pellets de Paille pour les Pleurotes : Cette méthode fonctionne bien avec les pellets de paille. La paille compressée en pellets est un substrat idéal pour la culture des pleurotes. En utilisant la pseudo pasteurisation, vous pouvez préparer rapidement et efficacement ces pellets pour une culture réussie.
Pellets de Hêtre pour les Shiitakes et Lion’s Mane : De même, les pellets de hêtre, adaptés à la culture des shiitakes et du Lion’s Mane (Hericium erinaceus), peuvent également bénéficier de cette technique. Bien que le hêtre soit un bois plus dense que la paille, l'eau bouillante peut encore réduire les risques de contamination, offrant un substrat relativement propre pour l'inoculation.

Avantages :

Rapidité : La pseudo pasteurisation est rapide à mettre en œuvre, ce qui en fait une méthode pratique pour les petites quantités de substrat.
Simplicité : Elle ne nécessite aucun équipement spécialisé, simplement une bouilloire et un récipient pour contenir le substrat.

Inconvénients :

Efficacité Limitée : Cette méthode n’élimine pas tous les micro-organismes, ce qui peut augmenter le risque de contamination au cours de la culture.
Non Adaptée à Tous les Substrats : Pour des substrats plus denses ou riches en nutriments, comme ceux utilisés pour les mycéliums sur grains, la stérilisation ou la pasteurisation traditionnelle serait nécessaire.

2) Pasteurisation à la Vapeur

La pasteurisation à la chaleur est l'une des méthodes les plus anciennes et les plus couramment utilisées pour préparer le substrat à la culture des champignons. Cette technique consiste à chauffer le substrat à une température de 60 à 80°C pendant une période allant de 1 à 2 heures. Ce processus permet de tuer la majorité des micro-organismes indésirables, tout en laissant intacts certains microbes bénéfiques qui peuvent aider à inhiber les contaminants plus agressifs.

Étapes de la Pasteurisation à la Chaleur :

Préparation du Substrat : Le substrat, souvent de la paille, des copeaux de bois ou de la sciure, est d'abord humidifié pour garantir une répartition uniforme de la chaleur pendant le processus. Il est recommandé de laisser tremper votre substrat dans de l’eau pendant 12 à 24h pour "réveiller" les spores et bactéries présentes.
Chauffage : Le substrat est ensuite placé dans un conteneur ou un sac résistant à la chaleur, puis immergé dans de l'eau chaude ou exposé à de la vapeur. La température doit être maintenue entre 60 et 80°C pendant au moins une heure pour assurer une pasteurisation efficace.
Refroidissement : Après le traitement thermique, le substrat doit être refroidi à température ambiante avant d'être inoculé avec le mycélium. Ce refroidissement doit être rapide pour éviter que des contaminants ne s'introduisent pendant cette période.

Avantages de la Pasteurisation à la Chaleur :

Efficacité : Élimine efficacement la majorité des micro-organismes indésirables.
Adaptabilité : Convient à divers types de substrats, en particulier la paille et les substrats à base de compost.
Simplicité : Ne nécessite que des équipements de base comme un récipient chauffant ou un générateur de vapeur.

3) Pasteurisation à la Chaux (Hydroxyde de Calcium)

La pasteurisation à la chaux est une méthode alternative à la pasteurisation à la chaleur pour préparer le substrat de culture des champignons. Cette méthode utilise de la chaux éteinte (chaux blanche calcaire) pour augmenter le pH du substrat, ce qui inhibe la croissance de nombreuses bactéries et moisissures, tout en permettant au mycélium de champignons comme les pleurotes de se développer.

Étapes de la Pasteurisation à la Chaux :

Utilisez de la chaux éteinte (chaux blanche calcaire). Évitez les chaux riches en magnésium.
Délayez environ 1 tasse de chaux éteinte dans environ 50 litres d'eau. Cette proportion peut varier légèrement en fonction de la quantité de substrat et de la concentration de la chaux.
Plongez le substrat dans la solution de chaux. Assurez-vous que tout le substrat est bien immergé. Laissez tremper le substrat dans la solution de chaux pendant environ 12 heures.
Après le trempage, égouttez bien le substrat pour enlever l'excès de solution de chaux. Le substrat doit être humide mais pas détrempé.
Mélangez le substrat traité avec 5 à 10% de mycélium de champignons par rapport au poids humide du substrat.

Avantages de la Pasteurisation à la Chaux :

Simplicité : Moins d'équipement nécessaire par rapport à la pasteurisation à la chaleur.
Efficacité : Inhibition des bactéries et moisissures grâce à l'augmentation du pH.
Adaptabilité : Peut être utilisée pour divers types de substrats lignocellulosiques.

La chaux, lorsqu'elle est utilisée de manière appropriée, n'est généralement pas considérée comme toxique pour l'environnement. Cependant, il est important de l'utiliser judicieusement pour éviter des impacts négatifs potentiels. Voici quelques points à considérer :

Effets sur le sol : L'application excessive de chaux peut modifier le pH du sol, ce qui peut affecter la biodiversité du sol et la disponibilité des nutriments pour les plantes.
Eaux environnantes : Si la chaux est utilisée en grande quantité près de plans d'eau, elle peut augmenter le pH de l'eau, ce qui pourrait affecter les organismes aquatiques sensibles aux changements de pH.
Biodégradabilité : La chaux est un composé minéral qui ne se décompose pas de la même manière que les substances organiques. Elle reste dans l'environnement mais peut se neutraliser progressivement.

4) Pasteurisation Anaérobique

La pasteurisation anaérobique est une méthode alternative qui ne nécessite ni chaleur ni produits chimiques. Elle repose sur la création d'un environnement sans oxygène, ce qui empêche la survie des micro-organismes aérobies indésirables.

Étapes de la Pasteurisation Anaérobique :

Immersion Prolongée : Le substrat est immergé dans l'eau et stocké dans un conteneur hermétique pendant une période prolongée, généralement 10 à 15 jours. Privés d'oxygène, les micro-organismes aérobies meurent, tandis que le mycélium, qui peut tolérer des conditions légèrement anaérobiques, trouve un environnement favorable à sa croissance.
Fermentation : Pendant cette période d'immersion, le substrat peut commencer à fermenter. Ce processus de fermentation peut transformer certains composés organiques en acides, ce qui peut rendre le substrat encore plus propice à la colonisation par le mycélium de certaines espèces de champignons, comme les pleurotes.

Avantages de la Pasteurisation Anaérobique :

Économique : Ne nécessite ni énergie thermique ni produits chimiques.
Subtilité : Préserve les caractéristiques du substrat tout en le rendant propice à la colonisation par le mycélium.
Adapté à certains champignons : Particulièrement efficace pour des variétés comme les pleurotes, qui apprécient les substrats légèrement fermentés.

5) La Super-Pasteurisation

La super-pasteurisation est une technique avancée, particulièrement utilisée lorsque le substrat est supplémenté ou présente un risque élevé de contamination. C'est la technique recommandée avec notre substrat optimal par exemple.

Comment ça marche :

Température et Durée : La super-pasteurisation se réalise à la vapeur, à une température d'environ 90°C, sans pression ajoutée. La durée du processus est prolongée, entre 12 et 24 heures, bien plus longue que la pasteurisation traditionnelle.
Avantages : Cette méthode est efficace pour éliminer non seulement les micro-organismes indésirables mais aussi leurs spores, tout en préservant certains micro-organismes thermophiles qui peuvent aider à maintenir un équilibre biologique dans le substrat.
Usage : Recommandée pour les substrats supplémentés ou ceux à risque élevé de contamination, la super-pasteurisation est une technique qui aide à réduire les risques de contamination tout en évitant de trop altérer la composition du substrat.

En général, les myciculteurs utilisant cette technique récupèrent des tonneaux métalliques de 200 litres, dans lesquels ils placent une résistance électrique au fond. Un faux-plancher sous forme de grille est installé à une hauteur de 15 à 20 cm au-dessus de la résistance, sur lequel les substrats en sacs micro-filtrés sont positionnés. Un contrôleur de température avec une sonde placée dans la partie supérieure du tonneau permet de réguler la température : la résistance électrique se déclenche tant que la température souhaitée (par exemple, 95°C) n'est pas atteinte, et s'arrête une fois la température atteinte. Il est essentiel de vérifier que la puissance de la résistance correspond à celle tolérée par le contrôleur, sinon, il est recommandé d'utiliser un système de relais électrique. Pour améliorer l'efficacité énergétique, il est également conseillé d'isoler l'extérieur du tonneau afin de minimiser les pertes thermiques.

6) Pasteurisation par Compostage

La pasteurisation par compostage est une méthode couramment utilisée pour préparer le substrat destiné à la culture des champignons de Paris (Agaricus bisporus). Cette technique exploite la chaleur générée par l'activité microbienne naturelle pendant le processus de compostage pour pasteuriser le substrat, éliminant ainsi les micro-organismes indésirables et les pathogènes.

Étapes de la Pasteurisation par Compostage :

Préparation du Substrat : Mélangez environ 75 % de fumier (idéalement de cheval) avec 25 % de paille. Ce mélange constitue la base du compost. Ajoutez de l'eau pour humidifier le mélange, en veillant à ce qu'il ne soit pas détrempé, afin d'assurer une bonne décomposition microbienne.
Compostage : Formez un tas de compost d'au moins 1 mètre cube pour garantir une bonne montée en température. Retournez régulièrement le tas (tous les 2 à 3 jours) pour l'aérer et favoriser une décomposition uniforme.
Chauffe Naturelle : L'activité microbienne naturelle générée par le compostage élève la température du tas. Vous devriez viser une température interne de 60 à 70°C. Maintenez cette température pendant environ 7 à 14 jours pour pasteuriser le substrat.
Mélange : Retournez le tas de compost tous les 2 à 3 jours. Cela permet d'aérer le compost, de redistribuer l'humidité et de favoriser une montée en température uniforme dans tout le tas.
Refroidissement : Après la période de pasteurisation, laissez le compost refroidir à température ambiante avant de l'utiliser pour l'ensemencement.
Inoculation : Une fois le compost refroidi, mélangez-le avec du mycélium de champignon de Paris. Utilisez environ 1 à 2 % de mycélium par rapport au poids du substrat pour garantir une colonisation efficace.

Avantages de la Pasteurisation par Compostage :

Richesse Nutritionnelle : Le compostage améliore la qualité nutritionnelle du substrat, le rendant idéal pour la culture des champignons de Paris.
Écologique : Utilise des ressources naturelles (fumier et paille) et repose sur des processus biologiques sans nécessiter de chaleur externe ou de produits chimiques.
Efficacité Contre les Pathogènes : La montée en température naturelle élimine efficacement la plupart des contaminants et pathogènes présents dans le substrat.

La Stérilisation

La stérilisation est une technique cruciale pour la culture des champignons, particulièrement lorsque l'on travaille avec des substrats riches en nutriments, tels que les grains. Elle consiste à éliminer tous les micro-organismes présents dans le substrat en le chauffant à des températures très élevées (généralement supérieures à 121°C) sous pression, typiquement à l'aide d'un autoclave. Cette méthode est indispensable car les substrats nutritifs offrent un terrain fertile pour la prolifération rapide des contaminants, comme les bactéries et les moisissures, s'ils ne sont pas complètement stérilisés.

Précautions :

Environnement Stérile : Un substrat stérile est extrêmement vulnérable à la contamination dès qu'il est exposé à l'air ou manipulé. Après stérilisation, le substrat doit être manipulé dans un environnement totalement stérile pour éviter l'introduction de micro-organismes indésirables. Cela inclut l'utilisation d'une hotte à flux laminaire, de gants stériles, et de techniques d'asepsie strictes, telles que la désinfection régulière des surfaces de travail et l'utilisation de masques faciaux. Même une brève exposition à un air non stérile peut introduire des spores de contaminants, ruinant ainsi tout le travail de stérilisation.
Risque de Contamination Post-Traitement : La stérilisation n'est efficace que si le substrat reste dans un environnement stérile tout au long du processus de culture. Une fois stérilisé, si les procédures aseptiques ne sont pas rigoureusement suivies, le substrat peut être rapidement recontaminé. Il est essentiel de maintenir un environnement stérile pendant toute la période d'incubation, jusqu'à ce que le mycélium ait complètement colonisé le substrat. Cela implique de travailler dans des conditions contrôlées et de minimiser les interventions après l'inoculation.

Utilisation de l'Autoclave :

Lors de l'utilisation d'un autoclave, il est crucial de suivre les directives spécifiques fournies par le fabricant concernant les temps de stérilisation et les températures recommandées, appelées "barèmes". Ces paramètres peuvent varier en fonction de plusieurs facteurs, tels que le type de contenant utilisé (verre, plastique, etc.), la quantité de substrat, le taux d'humidité, et la granulométrie (taille des particules) du substrat. Il est souvent nécessaire d'ajuster ces paramètres après quelques essais pour optimiser le processus en fonction de ces variables.

Adaptation des Barèmes : Les autoclaves de différentes puissances et conceptions peuvent avoir des performances de chauffage variées. Par conséquent, la durée de stérilisation peut être plus ou moins longue. Il est recommandé de faire des essais pour déterminer les réglages optimaux en fonction des spécificités de votre autoclave et des substrats que vous utilisez.
Fonction de Vide d'Air : De nombreux autoclaves de haute qualité proposent une fonction de "vide d'air" ou de "préchauffage", essentielle pour une stérilisation uniforme. Cette fonction permet de retirer l'air de la chambre de stérilisation, soit par mise sous vide, soit par une séquence de préchauffage qui remplit la chambre de vapeur d'eau. L'élimination de l'air est cruciale car la vapeur d'eau est bien plus efficace pour transférer la chaleur que l'air sec. En éliminant l'air de la chambre, la vapeur peut pénétrer le substrat de manière homogène, garantissant que toutes les parties du substrat atteignent la température de stérilisation requise pour une durée suffisante.
Expérimentation et Ajustement : En fonction de la puissance de votre autoclave, la durée de montée en température et de maintien peut varier. Les autoclaves plus puissants atteindront plus rapidement la température souhaitée et peuvent nécessiter des ajustements dans le temps de stérilisation pour éviter la surchauffe du substrat. De plus, l’utilisation correcte de la fonction de vide d’air et d’évacuation de l’air permet non seulement d’améliorer l’uniformité de la stérilisation, mais aussi de prévenir les poches d’air froid qui pourraient compromettre l'efficacité du processus.

En résumé, la pasteurisation et la stérilisation sont des outils essentiels mais distincts pour la culture des champignons. La pasteurisation, plus douce, permet de créer un environnement favorable tout en laissant en place certains micro-organismes bénéfiques, tandis que la stérilisation offre un substrat vierge de toute compétition microbienne, nécessitant ensuite des précautions extrêmes pour éviter la recontamination.

Le choix entre ces méthodes dépendra du type de substrat utilisé, des champignons cultivés, et des conditions de culture disponibles.