Pasteurisatie en Sterilisatie

Pasteurisatie of sterilisatie van het substraat

Pasteuriseren of steriliseren van het substraat?

  • Pasteurisatie

    Deze methode bestaat uit het verwarmen van het substraat tot matige temperaturen (meestal tussen 60°C en 80°C) gedurende een bepaalde tijd. Het doel is om de populaties van ongewenste micro-organismen te verminderen zonder ze volledig te elimineren, terwijl sommige nuttige bacteriën behouden blijven die de groei van andere verontreinigingen kunnen remmen. Pasteurisatie wordt vaak gebruikt bij de teelt van paddenstoelen zoals oesterzwammen, omdat het goedkoper is en geen complexe apparatuur vereist.

  • Sterilisatie

    In tegenstelling tot pasteurisatie is sterilisatie gericht op het elimineren van alle micro-organismen in het substraat. Dit gebeurt meestal door verhitting tot veel hogere temperaturen (boven 121°C) onder druk (autoclaaf) of door chemische methoden. Sterilisatie is essentieel voor het kweken van paddenstoelen die gevoeliger zijn voor verontreinigingen, zoals shiitake, en garandeert een volledig aseptische omgeving.

Waarom zou ik mijn substraat pasteuriseren terwijl dat in de natuur niet zo gebeurt?

Vraag en antwoord

Het is waar dat paddenstoelen in de natuur zonder menselijke tussenkomst groeien, maar de omstandigheden zijn daar heel anders. Buiten moeten paddenstoelen vaak concurreren met andere organismen, en alleen de sterksten overleven. Bovendien produceren paddenstoelen miljoenen sporen omdat ze in werkelijkheid maar weinig overlevingskansen hebben. De slaagkansen in de natuur zijn klein.

Bij het kweken van paddenstoelen is het doel om de slaagkansen te maximaliseren. Door het substraat te pasteuriseren, vermindert u het aantal potentiële verontreinigingen, waardoor het mycelium een voordeel krijgt om het substraat snel te koloniseren.

Bovendien voorkomt u door schoon te werken het introduceren van nieuwe verontreinigingen, wat essentieel is voor gevoeliger paddenstoelensoorten.

Netheid en pasteurisatie creëren optimale omstandigheden voor de groei van de paddenstoelen die u kweekt, waardoor uw slaagkansen toenemen.

Pasteuriseren of steriliseren?

Twee hoofdtechnieken worden hiervoor gebruikt: pasteurisatie en sterilisatie. Hoewel deze termen vergelijkbaar lijken, verschillen ze aanzienlijk in proces, doel en toepassing. Om deze verschillen te verduidelijken, volgt hier een eenvoudige vergelijkende tabel, gevolgd door een uitleg over het gebruik van elke methode.

Kenmerken Pasteurisatie Sterilisatie
Temperatuur 60-80°C >121°C (onder druk)
Duur 1 à 2 uur 15-30 minuten (bij hoge temperatuur)
Doel De hoeveelheid verontreinigingen verminderen Alle micro-organismen elimineren
Overlevende micro-organismen Ja, sommige gunstig Geen (steriele omgeving)
Typische substraten Stro, houtsnippers, compost Mycelium op granen, substraten rijk aan suiker
Risico's van besmetting na behandeling Laag tot matig Hoog als de omgeving niet steriel wordt gehouden
Toepassingen Pleurotes sur paille, Champignons de Paris Shiitaké, Eryngii, Lion's Mane
Opmerking: elke paddestoelteler ontwikkelt in de loop van de tijd zijn eigen technieken. De aanwijzingen die wij u hier geven, mogen u er niet van weerhouden uw eigen experimenten te doen om uw vaardigheden te verrijken.

Typische toepassingen

  • Substraten op basis van stro? -> Pasteurisatie
    Pasteurisatie-icoon

    Stro is een veelgebruikt substraat voor de teelt van paddenstoelen zoals oesterzwammen. Het leent zich goed voor pasteurisatie omdat het een behandeling vereist die de meeste verontreinigingen elimineert terwijl een bepaalde nuttige microbiële flora behouden blijft.

  • Mycelium op granen? -> Sterilisatie
    Sterilisatie-icoon

    Granen, gebruikt voor het kweken van mycelium, zijn rijk aan voedingsstoffen, wat ze zeer vatbaar maakt voor besmetting als ongewenste micro-organismen aanwezig zijn. Volledige sterilisatie is nodig om elk besmettingsrisico te elimineren.

  • Compostsubstraten? -> Pasteurisatie
    Pasteurisatie-icoon

    Gecomposteerde substraten, vaak gebruikt voor champignons de Paris, worden gepasteuriseerd om micro-organismen te beheersen zonder de nuttige thermofielen te elimineren die helpen bij de afbraak van het compost.

  • Substraten op basis van houtsnippers? -> Pasteurisatie
    Pasteurisatie-icoon

    Houtsnippers, gebruikt voor paddenstoelen zoals stropharia's of shiitake, profiteren van pasteurisatie die concurrenten vermindert terwijl een structuur behouden blijft die bevorderlijk is voor kolonisatie door het mycelium.

  • Substraten rijk aan suikers en stikstof? -> Sterilisatie
    Sterilisatie-icoon

    Deze substraten, vaak gebruikt voor meer delicate of specifieke teelten, worden gesteriliseerd om elke microbiële competitie te voorkomen, aangezien suikers en stikstof de snelle groei van verontreinigingen bevorderen.

Pasteurisatietechnieken voor Paddenstoelenkweek

1) De Pseudo-pasteurisatie met Heet Water

De pseudo-pasteurisatie met heet water is een eenvoudige en snelle methode die vaak wordt gebruikt door amateur-paddenstoelenkwekers of voor kleinschalige teelten. Deze techniek bestaat uit het direct gieten van kokend water, meestal uit een waterkoker, over het substraat. Hoewel deze methode niet zo effectief is als traditionele pasteurisatie vanwege de beperkte blootstellingstijd aan hitte, kan ze toch de microbiële belasting van het substraat aanzienlijk verminderen.

Principe en Beperkingen:
  • Principe : Wanneer kokend water over het substraat wordt gegoten, doodt de hitte een deel van de aanwezige micro-organismen. Het substraat blijft echter niet lang genoeg op een voldoende hoge temperatuur (tussen 60°C en 80°C) om de meest resistente verontreinigingen volledig te elimineren, zoals mogelijk is bij traditionele pasteurisatie.
  • Beperkingen : Vanwege de korte blootstellingstijd biedt deze methode niet dezelfde garantie voor het verwijderen van ongewenste micro-organismen. Sommige resistentere verontreinigingen kunnen overleven en mogelijk concurreren met het mycelium zodra het substraat is geïnoculeerd.
Toepassingen en Voorbeelden :
  • Stro-pellets voor Oesterzwammen : Deze methode werkt goed met stro-pellets. Samengeperst stro in pellets is een ideaal substraat voor de kweek van oesterzwammen. Met pseudo-pasteurisatie kunt u deze pellets snel en efficiënt voorbereiden voor een succesvolle kweek.
  • Beukenpellets voor Shiitakes en Lion’s Mane : Evenzo kunnen beukenpellets, geschikt voor de kweek van shiitakes en Lion’s Mane (Hericium erinaceus), ook profiteren van deze techniek. Hoewel beuk een dichtere houtsoort is dan stro, kan kokend water nog steeds het risico op besmetting verminderen en zo een relatief schoon substraat voor inoculatie bieden.
Voordelen:
  • Snelheid : Pseudo-pasteurisatie is snel uit te voeren, wat het een praktische methode maakt voor kleine hoeveelheden substraat.
  • Eenvoud : Het vereist geen gespecialiseerde apparatuur, alleen een waterkoker en een bak om het substraat in te plaatsen.
Nadelen:
  • Beperkte Effectiviteit : Deze methode verwijdert niet alle micro-organismen, wat het risico op besmetting tijdens de kweek kan verhogen.
  • Niet Geschikt voor Alle Substraten : Voor dichtere of voedingsrijkere substraten, zoals die gebruikt voor mycelium op granen, is sterilisatie of traditionele pasteurisatie noodzakelijk.
2) Stoom Pasteurisatie

Warmtepasteurisatie is een van de oudste en meest gebruikte methoden om het substraat voor de paddenstoelenkweek voor te bereiden. Deze techniek bestaat uit het verwarmen van het substraat tot een temperatuur van 60 tot 80°C gedurende een periode van 1 tot 2 uur. Dit proces doodt de meeste ongewenste micro-organismen, terwijl sommige nuttige microben intact blijven die kunnen helpen agressievere contaminanten te onderdrukken.

Stappen van Warmte Pasteurisatie:
  • Voorbereiding van het Substraat : Het substraat, vaak stro, houtspaanders of zaagsel, wordt eerst bevochtigd om een gelijkmatige warmteverdeling tijdens het proces te verzekeren. Het wordt aanbevolen om uw substraat 12 tot 24 uur in water te laten weken om de aanwezige sporen en bacteriën te "wekken".
  • Verwarming : Het substraat wordt vervolgens in een hittebestendige container of zak geplaatst en daarna ondergedompeld in heet water of blootgesteld aan stoom. De temperatuur moet tussen 60 en 80°C worden gehouden gedurende minstens een uur om een effectieve pasteurisatie te garanderen.
  • Afkoeling : Na de warmtebehandeling moet het substraat op kamertemperatuur worden afgekoeld voordat het wordt geïnoculeerd met mycelium. Deze afkoeling moet snel gebeuren om te voorkomen dat er tijdens deze periode contaminanten binnendringen.
Voordelen van Warmtepasteurisatie:
  • Effectiviteit : Verwijdert effectief de meeste ongewenste micro-organismen.
  • Aanpasbaarheid : Geschikt voor diverse soorten substraten, vooral stro en compostgebaseerde substraten.
  • Eenvoud : Vereist alleen basisapparatuur zoals een verwarmingsvat of een stoomgenerator.

 

3) Kalkpasteurisatie (Calciumhydroxide)

Kalkpasteurisatie is een alternatieve methode voor warmte-pasteurisatie om het kweeksubstraat voor paddenstoelen voor te bereiden. Deze methode gebruikt gebluste kalk (witte kalksteen) om de pH van het substraat te verhogen, wat de groei van veel bacteriën en schimmels remt, terwijl het mycelium van paddenstoelen zoals oesterzwammen kan groeien.

Stappen van Kalkpasteurisatie:
    •  Gebruik gebluste kalk (witte kalksteen). Vermijd kalk met een hoog magnesiumgehalte. 
    • Los ongeveer 1 kopje gebluste kalk op in ongeveer 50 liter water. Deze verhouding kan licht variëren afhankelijk van de hoeveelheid substraat en de concentratie van de kalk.
    • Dompel het substraat onder in de kalkoplossing. Zorg ervoor dat het hele substraat volledig ondergedompeld is. Laat het substraat ongeveer 12 uur in de kalkoplossing weken.
    • Na het weken, laat het substraat goed uitlekken om overtollige kalkoplossing te verwijderen. Het substraat moet vochtig zijn maar niet doorweekt.
    • Meng het behandelde substraat met 5 tot 10% schimmelmycelium ten opzichte van het natte gewicht van het substraat.
    Voordelen van Kalkpasteurisatie:
    • Eenvoud : Minder apparatuur nodig in vergelijking met warmte-pasteurisatie.
    • Effectiviteit : Remming van bacteriën en schimmels door verhoging van de pH.
    • Aanpasbaarheid : Kan worden gebruikt voor verschillende soorten lignocellulose-substraten.

    Kalk wordt, wanneer correct gebruikt, over het algemeen niet als toxisch voor het milieu beschouwd. Het is echter belangrijk om het verstandig te gebruiken om mogelijke negatieve effecten te vermijden. Hier zijn enkele punten om te overwegen:

    • Effecten op de bodem : Overmatige toepassing van kalk kan de pH van de bodem veranderen, wat de biodiversiteit van de bodem en de beschikbaarheid van voedingsstoffen voor planten kan beïnvloeden.
    • Omringend water: Als kalk in grote hoeveelheden wordt gebruikt nabij waterlichamen, kan het de pH van het water verhogen, wat gevoelige waterorganismen kan beïnvloeden die gevoelig zijn voor pH-veranderingen.
    • Biologisch afbreekbaar: Kalk is een mineraalverbinding die niet op dezelfde manier afbreekt als organische stoffen. Het blijft in het milieu, maar kan geleidelijk worden geneutraliseerd.
    4) Anaërobe Pasteurisatie

    Anaërobe pasteurisatie is een alternatieve methode die geen warmte of chemicaliën vereist. Het berust op het creëren van een zuurstofvrije omgeving, wat de overleving van ongewenste aerobe micro-organismen verhindert.

    Stappen van Anaërobe Pasteurisatie:
    • Verlengde Onderdompeling : Het substraat wordt ondergedompeld in water en opgeslagen in een luchtdichte container gedurende een verlengde periode, meestal 10 tot 15 dagen. Zonder zuurstof sterven de aerobe micro-organismen, terwijl het mycelium, dat licht anaërobe omstandigheden kan verdragen, een gunstige omgeving vindt om te groeien.
    • Fermentatie : Tijdens deze onderdompelingsperiode kan het substraat beginnen te fermenteren. Dit fermentatieproces kan bepaalde organische verbindingen omzetten in zuren, wat het substraat nog geschikter kan maken voor kolonisatie door het mycelium van bepaalde paddenstoelensoorten, zoals oesterzwammen.
    Voordelen van Anaërobe Pasteurisatie:
    • Economisch : Vereist geen thermische energie of chemicaliën.
    • Subtiliteit : Behoudt de kenmerken van het substraat terwijl het geschikt wordt gemaakt voor kolonisatie door het mycelium.
    • Geschikt voor bepaalde paddenstoelen : Vooral effectief voor variëteiten zoals oesterzwammen, die houden van licht gefermenteerde substraten.
    5) De Super-Pasteurisatie

    Superpasteurisatie is een geavanceerde techniek, vooral gebruikt wanneer het substraat is aangevuld of een hoog risico op besmetting vertoont. Het is de aanbevolen techniek met onze substrat optimal bijvoorbeeld.

    Hoe het werkt:
    • Temperatuur en Duur : Superpasteurisatie wordt uitgevoerd met stoom, bij een temperatuur van ongeveer 90°C, zonder extra druk. De duur van het proces is verlengd, tussen 12 en 24 uur, veel langer dan traditionele pasteurisatie.
    • Voordelen : Deze methode is effectief om niet alleen ongewenste micro-organismen te elimineren, maar ook hun sporen, terwijl sommige thermofiele micro-organismen behouden blijven die kunnen helpen bij het behouden van een biologisch evenwicht in het substraat.
    • Gebruik : Aanbevolen voor aangevulde substraten of die met een hoog besmettingsrisico, is super-pasteurisatie een techniek die helpt het besmettingsrisico te verminderen terwijl de samenstelling van het substraat niet te veel wordt aangetast.

    Over het algemeen gebruiken mycologen die deze techniek toepassen metalen vaten van 200 liter, waarin ze een elektrische weerstand aan de onderkant plaatsen. Een valse bodem in de vorm van een rooster wordt op een hoogte van 15 tot 20 cm boven de weerstand geïnstalleerd, waarop de micro-gefilterde substraten in zakken micro-gefilterd worden geplaatst. Een temperatuurregelaar met een sonde geplaatst in het bovenste deel van het vat regelt de temperatuur: de elektrische weerstand schakelt in zolang de gewenste temperatuur (bijvoorbeeld 95°C) niet is bereikt, en schakelt uit zodra de temperatuur is bereikt. Het is essentieel te controleren of het vermogen van de weerstand overeenkomt met dat wat de regelaar aankan, anders wordt aanbevolen een elektrisch relais te gebruiken. Om de energie-efficiëntie te verbeteren, wordt ook aangeraden de buitenkant van het vat te isoleren om warmteverlies te minimaliseren.

    Super-Pasteurisatie
    6) Pasteurisatie door Composteren

    Pasteurisatie door composteren is een veelgebruikte methode om het substraat voor de teelt van champignons de Paris (Agaricus bisporus) voor te bereiden. Deze techniek maakt gebruik van de warmte die wordt gegenereerd door de natuurlijke microbiële activiteit tijdens het composteerproces om het substraat te pasteuriseren, waardoor ongewenste micro-organismen en pathogenen worden geëlimineerd.

    Stappen van Pasteurisatie door Composteren:
    • Voorbereiding van het Substraat : Meng ongeveer 75% mest (bij voorkeur paardenmest) met 25% stro. Dit mengsel vormt de basis van de compost. Voeg water toe om het mengsel te bevochtigen, zorg ervoor dat het niet doorweekt is, om een goede microbiële afbraak te garanderen.
    • Composteren : Vorm een composthoop van minstens 1 kubieke meter om een goede temperatuurstijging te garanderen. Keer de hoop regelmatig om (elke 2 tot 3 dagen) om deze te beluchten en een gelijkmatige afbraak te bevorderen.
    • Natuurlijke Verwarming : De natuurlijke microbiële activiteit die door het composteren wordt gegenereerd, verhoogt de temperatuur van de hoop. U moet streven naar een interne temperatuur van 60 tot 70°C. Houd deze temperatuur ongeveer 7 tot 14 dagen aan om het substraat te pasteuriseren.
    • Mix : Keer de composthoop om de 2 tot 3 dagen om. Dit zorgt voor beluchting van de compost, herverdeelt het vocht en bevordert een gelijkmatige temperatuurstijging door de hele hoop.
    • Afkoeling : Laat het compost na de pasteurisatieperiode afkoelen tot kamertemperatuur voordat u het gebruikt voor het enten.
    • Inoculatie : Meng het afgekoelde compost met mycelium van champignons de Paris. Gebruik ongeveer 1 tot 2% mycelium ten opzichte van het gewicht van het substraat om een effectieve kolonisatie te garanderen.
    Voordelen van Pasteurisatie door Compostering:
    • Voedingsrijkdom : Compostering verbetert de voedingskwaliteit van het substraat, waardoor het ideaal is voor de kweek van champignons de Paris.
    • Ecologisch : Maakt gebruik van natuurlijke hulpbronnen (mest en stro) en berust op biologische processen zonder externe warmte of chemicaliën te vereisen.
    • Effectiviteit tegen Pathogenen : De natuurlijke temperatuurstijging elimineert effectief de meeste contaminanten en pathogenen in het substraat.

     

    Sterilisatie

    Sterilisatie is een cruciale techniek voor de kweek van paddenstoelen, vooral bij het werken met voedingsrijke substraten zoals granen. Het bestaat uit het elimineren van alle micro-organismen in het substraat door het te verhitten tot zeer hoge temperaturen (meestal boven 121°C) onder druk, typisch met behulp van een autoclaaf. Deze methode is onmisbaar omdat voedzame substraten een vruchtbare bodem bieden voor de snelle groei van contaminanten zoals bacteriën en schimmels als ze niet volledig gesteriliseerd zijn.

    Voorzorgsmaatregelen:

    • Steriele Omgeving : Een steriel substraat is uiterst kwetsbaar voor besmetting zodra het aan de lucht wordt blootgesteld of wordt gemanipuleerd. Na sterilisatie moet het substraat in een volledig steriele omgeving worden behandeld om de introductie van ongewenste micro-organismen te voorkomen. Dit omvat het gebruik van een laminaire flowkast, steriele handschoenen en strikte aseptische technieken, zoals het regelmatig desinfecteren van werkoppervlakken en het dragen van gezichtsmaskers. Zelfs een korte blootstelling aan niet-steriele lucht kan sporen van contaminanten introduceren, waardoor het hele sterilisatiewerk wordt verpest.

    • Risico op Post-Treatment Contaminatie : Sterilisatie is alleen effectief als het substraat gedurende het hele kweekproces in een steriele omgeving blijft. Zodra het gesteriliseerd is, kan het substraat snel opnieuw besmet raken als aseptische procedures niet strikt worden gevolgd. Het is essentieel om een steriele omgeving te behouden gedurende de hele incubatieperiode, totdat het mycelium het substraat volledig heeft gekoloniseerd. Dit betekent werken onder gecontroleerde omstandigheden en het minimaliseren van interventies na de inoculatie.

    Gebruik van de Autoclaaf :

    Bij het gebruik van een autoclaaf is het cruciaal om de specifieke richtlijnen van de fabrikant te volgen met betrekking tot de aanbevolen sterilisatietijden en temperaturen, de zogenaamde "barèmes". Deze parameters kunnen variëren afhankelijk van verschillende factoren, zoals het type gebruikte container (glas, plastic, enz.), de hoeveelheid substraat, het vochtgehalte en de granulometrie (deeltjesgrootte) van het substraat. Het is vaak nodig deze parameters na enkele tests aan te passen om het proces te optimaliseren op basis van deze variabelen.

    • Aanpassing van de Schalen : Autoclaafapparaten met verschillende vermogens en ontwerpen kunnen variërende verwarmingsprestaties hebben. Daarom kan de sterilisatietijd langer of korter zijn. Het wordt aanbevolen om tests uit te voeren om de optimale instellingen te bepalen op basis van de specificaties van uw autoclaaf en de substraten die u gebruikt.

    • Luchtvacuümfunctie : Veel hoogwaardige autoclaafapparaten bieden een "luchtvacuüm" of "voorverwarmings"-functie, essentieel voor een uniforme sterilisatie. Deze functie verwijdert de lucht uit de sterilisatiekamer, hetzij door vacuüm, hetzij door een voorverwarmingssequentie die de kamer vult met waterdamp. Het verwijderen van lucht is cruciaal omdat waterdamp veel effectiever warmte overdraagt dan droge lucht. Door de lucht uit de kamer te verwijderen, kan de damp het substraat homogeen doordringen, waardoor alle delen van het substraat de vereiste sterilisatietemperatuur voor een voldoende lange tijd bereiken.

    • Experimenteren en Aanpassen : Afhankelijk van het vermogen van uw autoclaaf kan de opwarm- en handhavingstijd variëren. Krachtigere autoclaafapparaten bereiken sneller de gewenste temperatuur en kunnen aanpassingen in de sterilisatietijd vereisen om oververhitting van het substraat te voorkomen. Bovendien verbetert het correct gebruik van de vacuüm- en luchtuitlaatfunctie niet alleen de uniformiteit van de sterilisatie, maar voorkomt het ook koude luchtzakken die de effectiviteit van het proces kunnen ondermijnen.

    Samengevat zijn pasteurisatie en sterilisatie essentiële maar verschillende hulpmiddelen voor de paddenstoelenkweek. Pasteurisatie, die milder is, creëert een gunstige omgeving terwijl sommige nuttige micro-organismen behouden blijven, terwijl sterilisatie een substraat zonder enige microbiële concurrentie biedt, wat vervolgens extreme voorzorgsmaatregelen vereist om herbesmetting te voorkomen.

    De keuze tussen deze methoden hangt af van het type substraat dat wordt gebruikt, de gekweekte paddenstoelen en de beschikbare kweekomstandigheden.

    Voer een zoekopdracht uit