Pasteurisatie en Sterilisatie

Pasteurisatie of sterilisatie van het substraat

Pasteuriseren of steriliseren van zijn substraat?

  • Pasteurisatie

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

  • Sterilisatie

    In tegenstelling tot pasteurisatie, is sterilisatie gericht op het elimineren van alle micro-organismen die aanwezig zijn in het substraat. Dit gebeurt meestal door het toepassen van warmte bij veel hogere temperaturen (boven 121°C) onder druk (autoclaaf) of door chemische methoden. Sterilisatie is essentieel voor de teelt van paddenstoelen die gevoeliger zijn voor contaminatie, zoals shiitake-paddenstoelen, en zorgt voor 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, vooral 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 de hoeveelheid potentiële verontreinigingen, waardoor het mycelium een voordeel krijgt om het substraat snel te koloniseren.

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

Hygiëne en pasteurisatie zorgen voor optimale omstandigheden voor de groei van de paddenstoelen die u kweekt, waardoor uw kans op succes toeneemt.

Pasteuriseren of steriliseren?

Twee hoofdtechnieken worden hiervoor gebruikt: pasteurisatie en sterilisatie. Hoewel deze termen vergelijkbaar lijken, verschillen ze aanzienlijk in termen van proces, doel en toepassing. Om deze verschillen te verduidelijken, volgt hier een eenvoudige vergelijkende tabel, 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)
Objectief De hoeveelheid verontreinigingen verminderen Alle micro-organismen verwijderen
Micro-organismen Overlevend Ja, sommige gunstige Geen (steriele omgeving)
Typische substraten Stro, houtspaanders, compost Mycélium sur mycelium op granen, substraten rijk aan suiker
Risico's van post-behandelingsbesmetting Laag tot matig Verhoogd als de omgeving niet steriel wordt gehouden
Toepassingen Oesterzwammen op stro, Champignons de Paris Shiitake, Eryngii, Leeuwenmanen
Opmerking: elke champignonkweker ontwikkelt zijn eigen technieken in de loop van de tijd. 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 veelvoorkomend substraat voor de teelt van paddenstoelen zoals oesterzwammen. Het is goed geschikt voor pasteurisatie omdat het een behandeling vereist die de meeste verontreinigingen verwijdert terwijl een bepaalde gunstige microbiële flora behouden blijft.

  • Mycélium sur mycelium op granen ? -> Sterilisatie
    Sterilisatie-icoon

    De mycelium op granen, gebruikt voor het kweken van het mycelium, zijn rijk aan voedingsstoffen, wat ze zeer vatbaar maakt voor besmettingen als ongewenste micro-organismen aanwezig zijn. Volledige sterilisatie is noodzakelijk om elk risico op besmetting te elimineren.

  • Substraten van compost? -> Pasteurisatie
    Pasteurisatie-icoon

    De samengestelde 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 houtspaanders? -> 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 de kolonisatie door het mycelium.

  • Substrats riches en sucres et en azote ? -> Sterilisatie
    Sterilisatie-icoon

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

Pasteurisatietechnieken voor de Teelt van Paddenstoelen

1) De pseudo-pasteurisatie met heet water

La 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 rechtstreeks gieten van kokend water, meestal afkomstig van een waterkoker, op 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 Grenzen :
  • 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 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 de stro pellets. Samengeperst stro in pellets is een ideaal substraat voor de teelt van oesterzwammen. Met behulp van pseudo-pasteurisatie kunt u deze pellets snel en efficiënt voorbereiden voor een succesvolle teelt.
  • Beukenpellets voor Shiitakes en Lion’s Mane : Evenzo kunnen de beukenpellets, geschikt voor de teelt 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, waardoor een relatief schoon substraat voor de inoculatie ontstaat.
Voordelen :
  • Snelheid : Pseudo-pasteurisatie is snel uit te voeren, wat het een praktische methode maakt voor kleine hoeveelheden substraat.
  • Eenvoud : Het vereist geen speciale apparatuur, alleen een waterkoker en een bak om het substraat in te bevatten.
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 worden voor mycelia op mycelium op granen, is traditionele sterilisatie of pasteurisatie noodzakelijk.
2) Stoompasteurisatie

Pasteurisatie met warmte is een van de oudste en meest gebruikte methoden om het substraat voor te bereiden voor de kweek 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 zorgt ervoor dat de meeste ongewenste micro-organismen worden gedood, terwijl sommige nuttige microben intact blijven die kunnen helpen bij het onderdrukken van agressievere contaminanten.

Stappen van de Warmtepasteurisatie:
  • Voorbereiding van het Substraat : Het substraat, vaak stro, houtspaanders of zaagsel, wordt eerst bevochtigd om een gelijkmatige warmteverdeling tijdens het proces te garanderen. 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 warm water of blootgesteld aan stoom. De temperatuur moet gedurende minstens een uur tussen 60 en 80°C worden gehouden om een effectieve pasteurisatie te garanderen.
  • Koeling : Na de warmtebehandeling moet het substraat worden afgekoeld tot kamertemperatuur voordat het wordt geïnoculeerd met het mycelium. Deze koeling moet snel gebeuren om te voorkomen dat er tijdens deze periode contaminanten binnendringen.
Voordelen van Warmtepasteurisatie:
  • Efficiëntie : Verwijdert effectief de meerderheid van ongewenste micro-organismen.
  • Aanpasbaarheid : Geschikt voor verschillende soorten substraten, met name stro en compostgebaseerde substraten.
  • Eenvoud : Vereist alleen basisapparatuur zoals een verwarmde container of een stoomgenerator.

 

3) Pasteurisatie met Kalk (Calciumhydroxide)

Pasteurisatie met kalk 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 zich kan ontwikkelen.

Stappen van de Pasteurisatie met Kalk:
    •  Gebruik gebluste kalk (witte kalksteen kalk). Vermijd kalksoorten die rijk zijn aan magnesium. 
    • Verdun ongeveer 1 kopje gebluste kalk 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 goed 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 warmtepasteurisatie.
    • Effectiviteit : Remming van bacteriën en schimmels dankzij de verhoging van de pH.
    • Aanpasbaarheid : Kan worden gebruikt voor verschillende soorten lignocellulosehoudende substraten.

    Kalk, wanneer het op de juiste manier wordt gebruikt, wordt over het algemeen niet als toxisch voor het milieu beschouwd. Het is echter belangrijk om het verstandig te gebruiken om mogelijke negatieve effecten te voorkomen. Hier zijn enkele punten om rekening mee te 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.
    • Omringend water: Als kalk in grote hoeveelheden wordt gebruikt nabij waterlichamen, kan het de pH van het water verhogen, wat de aquatische organismen die gevoelig zijn voor pH-veranderingen kan beïnvloeden.
    • Biologisch afbreekbaarheid : Gips 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:
    • Langdurige Onderdompeling : Het substraat wordt ondergedompeld in water en gedurende een langere periode, meestal 10 tot 15 dagen, opgeslagen in een luchtdichte container. 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 het geschikt maakt voor kolonisatie door het mycelium.
    • Geschikt voor bepaalde paddenstoelen : Vooral effectief voor soorten zoals oesterzwammen, die houden van licht gefermenteerde substraten.
    5) De Super-Pasteurisatie

    De superpasteurisatie is een geavanceerde techniek, die vooral wordt gebruikt wanneer het substraat is aangevuld of een hoog risico op besmetting vertoont. Het is de aanbevolen techniek met ons optimale substraat bijvoorbeeld.

    Hoe het werkt:
    • Temperatuur en Duur : De 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 bij traditionele pasteurisatie.
    • Voordelen : Deze methode is effectief om niet alleen ongewenste micro-organismen te verwijderen, maar ook hun sporen, terwijl sommige thermofiele micro-organismen behouden blijven die kunnen helpen bij het behouden van een biologische balans in het substraat.
    • Gebruik : Aanbevolen voor aangevulde substraten of die met een hoog risico op besmetting, is superpasteurisatie een techniek die helpt het risico op besmetting te verminderen terwijl de samenstelling van het substraat niet te veel wordt aangetast.

    Over het algemeen gebruiken paddenstoelenkwekers 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 substraten in zakken micro-gefilterd worden geplaatst. Een temperatuurregelaar met een sensor die in het bovenste deel van het vat is geplaatst, regelt de temperatuur: de elektrische weerstand schakelt in zolang de gewenste temperatuur (bijvoorbeeld 95°C) niet is bereikt, en stopt zodra de temperatuur is bereikt. Het is essentieel te controleren of het vermogen van de weerstand overeenkomt met dat wat door de regelaar wordt toegestaan; zo niet, 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 Compostering

    Pasteurisatie door compostering is een veelgebruikte methode om het substraat voor de teelt van champignons van Parijs (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 Compostering :
    • Voorbereiding van het Substraat : Meng ongeveer 75% mest (bij voorkeur van paard) met 25% stro. Dit mengsel vormt de basis van de compost. Voeg water toe om het mengsel vochtig te maken, zorg ervoor dat het niet doorweekt is, om een goede microbiële afbraak te garanderen.
    • Compostage : Maak 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.
    • Chauffe Naturelle : 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.
    • Mélange : Keer de composthoop om de 2 à 3 dagen. Dit zorgt voor beluchting van de compost, herverdeling van het vocht en bevordert een gelijkmatige temperatuurstijging in de hele hoop.
    • Koeling : Laat het compost na de pasteurisatieperiode afkoelen tot kamertemperatuur voordat u het gebruikt voor het zaaien.
    • Inoculatie : Zodra de compost is afgekoeld, meng deze met mycelium van champignon 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 teelt 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 verontreinigingen en pathogenen die in het substraat aanwezig zijn.

     

    Sterilisatie

    Sterilisatie is een cruciale techniek voor de teelt van paddenstoelen, vooral wanneer men werkt met substraten die rijk zijn aan voedingsstoffen, zoals mycelium op granen. Het bestaat uit het elimineren van alle micro-organismen die aanwezig zijn 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 proliferatie 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 wordt blootgesteld aan de lucht of wordt gehanteerd. Na sterilisatie moet het substraat worden behandeld in een volledig steriele omgeving 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-Behandelingsbesmetting: 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 houdt in dat er onder gecontroleerde omstandigheden gewerkt moet worden en dat interventies na de inoculatie tot een minimum beperkt moeten blijven.

    Gebruik van de Autoclave :

    Bij het gebruik van een autoclaaf is het cruciaal om de specifieke richtlijnen van de fabrikant te volgen met betrekking tot de sterilisatietijden en de aanbevolen temperaturen, die "barèmes" worden genoemd. 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 om deze parameters na enkele proeven aan te passen om het proces te optimaliseren op basis van deze variabelen.

    • Aanpassing van de Schalen: Autoclaven met verschillende vermogens en ontwerpen kunnen variërende verwarmingsprestaties hebben. Daarom kan de sterilisatietijd meer of minder lang 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.

    • Luchtledigingsfunctie : Veel hoogwaardige autoclaafapparaten bieden een "luchtlediging" of "voorverwarmings" functie, essentieel voor een uniforme sterilisatie. Deze functie maakt het mogelijk om de lucht uit de sterilisatiekamer te verwijderen, hetzij door vacuüm te trekken, hetzij door een voorverwarmingssequentie die de kamer vult met waterdamp. Het verwijderen van de lucht is cruciaal omdat waterdamp veel effectiever is in het overdragen van warmte dan droge lucht. Door de lucht uit de kamer te verwijderen, kan de stoom het substraat homogeen doordringen, waardoor wordt gegarandeerd dat alle delen van het substraat de vereiste sterilisatietemperatuur gedurende een voldoende lange tijd bereiken.

    • Experimentatie en Aanpassing: Afhankelijk van het vermogen van uw autoclaaf kan de opwarm- en handhavingstijd variëren. Krachtigere autoclaaf bereiken sneller de gewenste temperatuur en kunnen aanpassingen in de sterilisatietijd vereisen om oververhitting van het substraat te voorkomen. Bovendien zorgt het correct gebruik van de luchtlediging- en luchtafvoeringsfunctie niet alleen voor een betere uniformiteit van de sterilisatie, maar voorkomt het ook koude luchtzakken die de effectiviteit van het proces kunnen aantasten.

    Samengevat zijn pasteurisatie en sterilisatie essentiële maar verschillende methoden voor de teelt van paddenstoelen. 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 uiterste voorzichtigheid 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