Pasteurisatie en Sterilisatie

Er worden twee hoofdmethoden gebruikt om het substraat te bereiden: pasteurisatie en sterilisatie.

Pasteurisatie

Bij deze methode wordt het substraat gedurende een bepaalde tijd verwarmd tot gematigde temperaturen (doorgaans tussen 60°C en 80°C). Het doel is om de populaties van ongewenste micro-organismen te verminderen zonder ze volledig te elimineren, terwijl enkele nuttige bacteriën behouden blijven die de groei van andere verontreinigingen kunnen helpen remmen. Pasteurisatie wordt vaak gebruikt bij het kweken van paddenstoelen zoals oesterzwammen, omdat het minder duur is en geen complexe apparatuur vereist.
Sterilisatie

In tegenstelling tot pasteurisatie heeft sterilisatie tot doel alle in het substraat aanwezige micro-organismen te elimineren. Dit gebeurt meestal door toepassing van warmte bij 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-paddenstoelen, en zorgt voor een volledig aseptische omgeving.

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

Het is waar dat paddenstoelen in de natuur groeien zonder menselijke tussenkomst, maar de omstandigheden daar zijn heel anders. Buiten moeten schimmels vaak concurreren met andere organismen, en alleen de sterkste overleven. Als paddenstoelen bovendien miljoenen sporen produceren, komt dat vooral omdat ze eigenlijk heel weinig overlevingskansen hebben. De kansen op succes in het wild zijn klein.

Bij het kweken van paddenstoelen is het doel om de kans op succes te maximaliseren. Door het substraat te pasteuriseren, verminder je de hoeveelheid potentiële verontreinigingen, waardoor het mycelium een voordeel krijgt om het substraat snel te koloniseren.

Door schoon te werken voorkom je bovendien de introductie van nieuwe verontreinigingen, wat essentieel is voor gevoeligere paddenstoelensoorten.

Reinheid en pasteurisatie helpen bij het creëren van optimale omstandigheden voor de groei van de paddenstoelen die u kweekt, waardoor uw kansen op succes toenemen.

Pasteuriseren of steriliseren?

Hiervoor worden twee hoofdtechnieken gebruikt: pasteurisatie en sterilisatie. Hoewel deze termen op elkaar lijken, verschillen ze aanzienlijk qua proces, doel en toepassing. Om deze verschillen te verduidelijken, volgt hier een eenvoudige vergelijkingstabel, gevolgd door een uitleg van het gebruik van elke methode.

Functies	Pasteurisatie	Sterilisatie
Temperatuur	60-80°C	>121°C (onder druk)
Duur	1 tot 2 uur	15-30 minuten (op hoge temperatuur)
Doel	Verminder de hoeveelheid verontreinigingen	Verwijder alle micro-organismen
Micro-organismen Overlevenden	Ja, sommige voordelig	Geen (steriele omgeving)
Typische Substraten	Stro, houtsnippers, compost	Mycelium op mycelium op granen , substraten rijk aan suiker
Risico's van besmetting na de behandeling	Laag tot gematigd	Hoog als de omgeving niet steriel wordt gehouden
Toepassingen	Pleurotes op stro, Champignons de Paris	Shiitake, Eryngii, Manen van de leeuw

Let op: elke myciculturist 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 uit te voeren om uw vaardigheden te verrijken.

Typische Toepassingen

Substraten op strobasis? -> Pasteurisatie

Stro is een veelgebruikt substraat voor het kweken van paddenstoelen zoals oesterzwammen. Het leent zich goed voor pasteurisatie omdat het een behandeling vereist die de meeste verontreinigingen elimineert en tegelijkertijd een bepaalde gunstige microbiële flora behoudt.
Mycelium op mycelium op granen ? -> Sterilisatie

De mycelium op granen , die worden gebruikt om het mycelium te kweken, zijn rijk aan voedingsstoffen, waardoor ze zeer vatbaar zijn voor besmetting als er ongewenste micro-organismen aanwezig zijn. Volledige sterilisatie is noodzakelijk om elk risico op besmetting te elimineren.
Compostsubstraten? -> Pasteurisatie

Gecomposteerde substraten, vaak gebruikt voor champignons, worden gepasteuriseerd om micro-organismen onder controle te houden zonder nuttige thermofielen te elimineren die de compost helpen ontbinden.
Substraten van houtsnippers? -> Pasteurisatie

Houtsnippers, gebruikt voor paddenstoelen zoals strofaria of shiitake, profiteren van pasteurisatie waardoor de concurrentie wordt verminderd, terwijl een structuur behouden blijft die bevorderlijk is voor kolonisatie door mycelium.
Substraten rijk aan suikers en stikstof? -> Sterilisatie

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

Pasteurisatietechnieken voor de champignonteelt

1) Heetwater-pseudopasteurisatie

Pseudo-heetwaterpasteurisatie is een snelle en eenvoudige methode die vaak wordt gebruikt door amateurchampignonkwekers of voor kleinschalige teelt. Deze techniek bestaat uit het rechtstreeks op het substraat gieten van heet water, meestal uit een ketel. Hoewel deze methode niet zo effectief is als traditionele pasteurisatie vanwege de beperkte blootstellingstijd aan hitte, kan deze de microbiële belasting van het substraat nog steeds aanzienlijk verminderen.

Principe en Limieten :

Principe : Wanneer kokend water op 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 de eliminatie van ongewenste micro-organismen. Sommige meer resistente verontreinigingen kunnen overleven en mogelijk concurreren met het mycelium zodra het substraat is geënt.

Toepassingen en Voorbeelden :

Stropellets voor oesterzwammen : Deze methode werkt goed met stro pellets . Tot pellets geperst stro is een ideaal substraat voor de teelt van oesterzwammen. Door gebruik te maken van pseudopasteurisatie kunt u deze pellets snel en efficiënt klaarmaken voor een succesvolle teelt.
Beukenpellets voor shiitakes en leeuwenmanen : Hetzelfde geldt voor beukenkorrels, geschikt voor de teelt van shiitakes en leeuwenmanen (Hericium erinaceus), kunnen ook baat hebben bij deze techniek. Hoewel beuk een dichtere houtsoort is dan stro, kan kokend water het risico op besmetting verder verminderen, waardoor een relatief schoon substraat voor inenting ontstaat.

Voordelen :

Snelheid : Pseudopasteurisatie is snel te implementeren, waardoor het een praktische methode is voor kleine hoeveelheden substraat.
Eenvoud : Er is geen specialistische apparatuur voor nodig, alleen een waterkoker en een container om het substraat vast te houden.

Nadelen :

Beperkte effectiviteit : Deze methode elimineert niet alle micro-organismen, wat het risico op besmetting tijdens de teelt kan vergroten.
Niet geschikt voor alle substraten : Voor dichtere of voedingsrijke substraten, zoals die gebruikt worden voor mycelia op mycelium op granen , zou traditionele sterilisatie of pasteurisatie noodzakelijk zijn.

2) Pasteurisatie met Stoom

Warmtepasteurisatie is een van de oudste en meest gebruikte methoden voor het bereiden van substraat voor het kweken van paddenstoelen. 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 meerderheid van de ongewenste micro-organismen, terwijl enkele nuttige microben intact blijven die agressievere verontreinigingen kunnen helpen remmen.

Stappen van hittepasteurisatie:

Voorbereiding van het substraat : Het substraat, vaak stro, houtkrullen of zaagsel, wordt eerst bevochtigd om een gelijkmatige warmteverdeling tijdens het proces te garanderen. Het is aan te raden om uw substraat 12 tot 24 uur in water te laten weken om de aanwezige sporen en bacteriën ‘wakker te maken’.
Verwarmen : Het substraat wordt vervolgens in een hittebestendige container of zak geplaatst en vervolgens ondergedompeld in heet water of blootgesteld aan stoom. Om een effectieve pasteurisatie te garanderen, moet de temperatuur gedurende minstens één uur tussen 60 en 80°C worden gehouden.
Afkoelen : Na de warmtebehandeling moet het substraat worden afgekoeld tot kamertemperatuur voordat het wordt geënt met het mycelium. Deze koeling moet snel gebeuren om te voorkomen dat er tijdens deze periode verontreinigingen worden geïntroduceerd.

Voordelen van hittepasteurisatie:

Werkzaamheid : elimineert effectief de meerderheid van ongewenste micro-organismen.
Aanpassingsvermogen : Geschikt voor verschillende soorten substraten, vooral op stro en op compost gebaseerde substraten.
Eenvoud : vereist alleen basisuitrusting zoals een verwarmingscontainer of een stoomgenerator.

3) Pasteurisatie met kalk (calciumhydroxide)

Kalkpasteurisatie is een alternatieve methode voor hittepasteurisatie voor het bereiden van paddenstoelgroeimedia. Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van gebluste kalk (kalkhoudende witte kalk) om de pH van het substraat te verhogen, waardoor de groei van veel bacteriën en schimmels wordt geremd, terwijl het mycelium van paddenstoelen zoals oesterzwammen kan groeien.

Stappen van kalkpasteurisatie:

Gebruik gebluste kalk (witte kalkkalk). Vermijd limoenen met een hoog magnesiumgehalte.
Meng ongeveer 1 kopje gebluste limoen in ongeveer 50 liter water. Deze verhouding kan enigszins variëren afhankelijk van de hoeveelheid substraat en de kalkconcentratie.
Dompel het substraat onder in de kalkoplossing. Zorg ervoor dat het gehele substraat goed ondergedompeld is. Laat het substraat ongeveer 12 uur in de kalkoplossing weken.
Na het inweken het substraat goed laten uitlekken om overtollige kalkoplossing te verwijderen. Het substraat moet vochtig maar niet drassig zijn.
Meng het behandelde substraat met 5 tot 10% champignonmycelium in verhouding tot het natte gewicht van het substraat.

Voordelen van kalkpasteurisatie:

Eenvoud : Er is minder apparatuur nodig vergeleken met hittepasteurisatie.
Werkzaamheid : Remming van bacteriën en schimmels dankzij de verhoging van de pH.
Aanpassingsvermogen : Kan worden gebruikt voor verschillende soorten lignocellulosesubstraten.

Kalk wordt, indien op de juiste manier gebruikt, over het algemeen niet als giftig voor het milieu beschouwd. Het is echter belangrijk om het verstandig te gebruiken om mogelijke negatieve gevolgen te voorkomen. Hier zijn enkele punten waarmee u rekening moet houden:

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.
Omliggende wateren: Als kalk in grote hoeveelheden in de buurt van watermassa's wordt gebruikt, kan dit de pH van het water verhogen, wat van invloed kan zijn op waterorganismen die gevoelig zijn voor veranderingen in de pH.
Biologische afbreekbaarheid: Kalk is een minerale verbinding 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 waarbij geen hitte of chemicaliën nodig zijn. Het is afhankelijk van het creëren van een zuurstofvrije omgeving, die het voortbestaan van ongewenste aërobe micro-organismen verhindert.

Stappen van anaerobe pasteurisatie:

Langdurige onderdompeling : Het substraat wordt ondergedompeld in water en gedurende langere tijd, doorgaans 10 tot 15 dagen, in een luchtdichte verpakking bewaard. Zonder zuurstof sterven aerobe micro-organismen, terwijl het mycelium, dat enigszins anaerobe omstandigheden kan verdragen, een gunstige omgeving voor zijn groei vindt.
Gisting : Tijdens deze onderdompelingsperiode kan het substraat beginnen te fermenteren. Dit fermentatieproces kan bepaalde organische verbindingen omzetten in zuren, waardoor het substraat nog gunstiger kan worden voor kolonisatie door het mycelium van bepaalde paddenstoelensoorten, zoals oesterzwammen.

Voordelen van anaerobe pasteurisatie:

Economisch : Vereist geen thermische energie of chemicaliën.
Subtiliteit : Behoudt de kenmerken van het substraat en maakt het bevorderlijk voor kolonisatie door mycelium.
Aangepast aan bepaalde paddenstoelen : Bijzonder effectief voor variëteiten zoals oesterzwammen, die licht gefermenteerde substraten waarderen.

5) De Super-Pasteurisatie

Superpasteurisatie is een geavanceerde techniek, die vooral wordt toegepast wanneer het substraat wordt aangevuld of een hoog risico op besmetting met zich meebrengt. Dit is de aanbevolen techniek bij onze optimaal substraat 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 wordt verlengd, tussen 12 en 24 uur, veel langer dan bij traditionele pasteurisatie.
Voordelen : Deze methode is effectief in het elimineren van niet alleen ongewenste micro-organismen, maar ook hun sporen, terwijl bepaalde thermofiele micro-organismen behouden blijven die kunnen helpen een biologisch evenwicht in het substraat te behouden.
Gebruik : Aanbevolen voor substraten met supplementen of substraten met een hoog risico op besmetting. Superpasteurisatie is een techniek die het risico op besmetting helpt verminderen en tegelijkertijd overmatige wijziging van de samenstelling van het substraat vermijdt. .

Over het algemeen verzamelen myciculturisten die deze techniek gebruiken metalen vaten van 200 liter, waarin ze op de bodem een elektrische weerstand plaatsen. Op een hoogte van 15 tot 20 cm boven de weerstand wordt een tussenvloer in de vorm van een rooster aangebracht, waarop de in zakken verpakte substraten micro-gefilterd zijn gepositioneerd. A temperatuurregelaar Met een sonde in het bovenste deel van het vat kan de temperatuur worden geregeld: de elektrische weerstand wordt geactiveerd totdat de gewenste temperatuur (bijvoorbeeld 95°C) is bereikt, en stopt zodra de temperatuur is bereikt. Het is essentieel om te controleren of het vermogen van de weerstand overeenkomt met het vermogen dat door de controller wordt getolereerd. Anders wordt het aanbevolen om een elektrisch relaissysteem te gebruiken. Om de energie-efficiëntie te verbeteren, is het ook raadzaam om de buitenkant van het vat te isoleren om thermische verliezen te minimaliseren.

6) Pasteurisatie door Compostering

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

Stappen van pasteurisatie door compostering:

Voorbereiding van het substraat : Meng ongeveer 75% mest (idealiter paardenmest) met 25% stro. Dit mengsel vormt de basis van de compost. Voeg water toe om het mengsel te bevochtigen en zorg ervoor dat het niet drassig is, om een goede microbiële afbraak te garanderen.
Composteren : Vorm een composthoop van minimaal 1 kubieke meter om een goede temperatuurstijging te garanderen. Draai de stapel regelmatig (elke 2 tot 3 dagen) om hem te beluchten en een uniforme ontbinding te bevorderen.
Natuurlijke verwarming : De natuurlijke microbiële activiteit die door compostering wordt gegenereerd, verhoogt de temperatuur van de stapel. U dient te streven naar een interne temperatuur van 60 tot 70°C. Houd deze temperatuur ongeveer 7 tot 14 dagen aan om het substraat te pasteuriseren.
Mengen : Draai de composthoop elke 2 tot 3 dagen. Dit helpt de compost te beluchten, het vocht te herverdelen en een uniforme temperatuurstijging door de stapel te bevorderen.
Afkoelen : Laat de compost na de pasteurisatieperiode afkoelen tot kamertemperatuur voordat u deze voor het zaaien gebruikt.
Enten : Zodra de compost is afgekoeld, meng je deze met champignonmycelium. Gebruik ongeveer 1-2% mycelium in verhouding tot het gewicht van het substraat om effectieve kolonisatie te garanderen.

Voordelen van pasteurisatie door compostering:

Voedingsrijkdom : Compostering verbetert de voedingskwaliteit van het substraat, waardoor het ideaal is voor het kweken van champignons.
Ecologisch : maakt gebruik van natuurlijke hulpbronnen (mest en stro) en vertrouwt op biologische processen zonder externe warmte of chemicaliën.
Effectiviteit tegen ziekteverwekkers : De natuurlijke temperatuurstijging elimineert effectief de meeste verontreinigingen en ziekteverwekkers die in het substraat aanwezig zijn.

De Sterilisatie

Sterilisatie is een cruciale techniek bij het kweken van paddenstoelen, vooral als er met voedingsrijke substraten, zoals mycelium op granen , wordt gewerkt. Het bestaat uit het elimineren van alle micro-organismen die in het substraat aanwezig zijn door het onder druk te verwarmen tot zeer hoge temperaturen (meestal boven 121°C), meestal met behulp van een autoclaaf. Deze methode is essentieel omdat voedingssubstraten een vruchtbare voedingsbodem bieden voor de snelle verspreiding van verontreinigingen, zoals bacteriën en schimmels, als ze niet volledig worden gesteriliseerd.

Voorzorgsmaatregelen:

Steriele omgeving: Een steriel substraat is uiterst kwetsbaar voor besmetting wanneer het wordt blootgesteld aan lucht of wordt gehanteerd. Na sterilisatie moet het substraat in een volledig steriele omgeving worden gehanteerd om de introductie van ongewenste micro-organismen te voorkomen. Dit omvat het gebruik van een laminaire stromingskap, steriele handschoenen en strikte aseptische technieken, zoals regelmatige desinfectie van werkoppervlakken en het gebruik van gezichtsmaskers. Zelfs een korte blootstelling aan niet-steriele lucht kan verontreinigende sporen introduceren, waardoor de hele sterilisatieklus wordt verpest.
Besmettingsrisico na verwerking: Sterilisatie is alleen effectief als het substraat gedurende het hele kweekproces in een steriele omgeving blijft. Eenmaal gesteriliseerd kan het substraat, als de aseptische procedures niet strikt worden gevolgd, snel opnieuw worden besmet. Het is essentieel om gedurende de gehele incubatieperiode een steriele omgeving te handhaven, totdat het mycelium het substraat volledig heeft gekoloniseerd. Dit houdt in dat er onder gecontroleerde omstandigheden wordt gewerkt en dat interventies na inenting tot een minimum worden beperkt.

Gebruik van de Autoclaaf :

Bij gebruik van een autoclaaf is het van cruciaal belang dat u de specifieke richtlijnen van de fabrikant volgt met betrekking tot aanbevolen sterilisatietijden en -temperaturen, de zogenaamde 'tabellen'. Deze parameters kunnen variëren afhankelijk van verschillende factoren, zoals het gebruikte type container (glas, plastic, enz.), de hoeveelheid substraat, het vochtigheidsniveau en de korrelgrootte (deeltjesgrootte) van het substraat. Vaak is het nodig om deze parameters na enkele pogingen aan te passen om het proces op basis van deze variabelen te optimaliseren.

Aanpassing van de weegschaal: Autoclaven met verschillende vermogens en ontwerpen kunnen gevarieerde 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 specifieke kenmerken van uw autoclaaf en de substraten die u gebruikt.
Luchtvacuümfunctie: Veel hoogwaardige autoclaven bieden een “luchtvacuüm”- of “voorverwarm”-functie, essentieel voor uniforme sterilisatie. Met deze functie kan lucht uit de sterilisatiekamer worden verwijderd, hetzij door evacuatie, hetzij door een voorverwarmingsreeks die de kamer met waterdamp vult. Het verwijderen van lucht is cruciaal omdat waterdamp veel effectiever is in het overbrengen van warmte dan droge lucht. Door lucht uit de kamer te verwijderen, kan stoom gelijkmatig in het substraat doordringen, waardoor ervoor wordt gezorgd dat alle delen van het substraat gedurende voldoende tijd de vereiste sterilisatietemperatuur bereiken.
Experimenteren en aanpassen: Afhankelijk van de kracht van uw autoclaaf kunnen de temperatuurstijging en de onderhoudstijd variëren. Krachtigere autoclaven bereiken sneller de gewenste temperatuur en vereisen mogelijk aanpassingen in de sterilisatietijd om oververhitting van het substraat te voorkomen. Bovendien verbetert het juiste gebruik van de vacuüm- en luchtevacuatiefunctie niet alleen de uniformiteit van de sterilisatie, maar voorkomt het ook koude luchtzakken die de sterilisatie-efficiëntie van het proces in gevaar zouden kunnen brengen.

Samenvattend zijn pasteurisatie en sterilisatie essentiële, maar verschillende hulpmiddelen voor het kweken van paddenstoelen. Pasteurisatie, die zachter is, creëert een gunstige omgeving terwijl bepaalde nuttige micro-organismen op hun plaats blijven, terwijl sterilisatie een substraat biedt dat vrij is van enige microbiële concurrentie, waardoor extreme voorzorgsmaatregelen nodig zijn om herbesmetting te voorkomen.

De keuze tussen deze methoden zal afhangen van het gebruikte type substraat, de gekweekte paddenstoelen en de beschikbare groeiomstandigheden.