Способ тиражирования мицелия

Способ тиражирования мицелия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу тиражирования мицелия для дальнейшей культивации грибной биомассы в промышленных масштабах (Дудка И.А., Вассер С.П. Грибы: справочник миколога и грибника. - К.: Наукова думка, 1987).

Грибы в природе размножаются преимущественно спорами, однако они способны и к вегетативному размножению с помощью кусочков грибной ткани. Эту особенность давно подметили грибоводы и до конца позапрошлого столетия в качестве посадочного материала использовали дикорастущую грибницу. Так, для выращивания шампиньонов брали грибницу на навозном грунте, и, если же в неблагоприятные годы грибница развивалась плохо, то ее размножали в специальных теплицах. Для этого грибницу высаживали в подготовленные грунты, но сверху землю не насыпали, с тем, чтобы не вызывать плодоношение. Когда субстрат почти полностью был пронизан разросшейся грибницей, его вынимали и использовали как посадочный материал. Слегка подсушенный субстрат, пронизанный грибницей, мог сохраняться годами. Другой способ выращивания грибницы был найден в 1894 г. в Пастеровском институте во Франции, где была получена первая чистая культура гриба, выращенная на питательной специальной среде из спор шампиньона. Грибница, выращенная в стерильных условиях, имела значительно больший потенциал. Споровая грибница быстро адаптировалась, активно росла на компосте, ее плодоношение наступало значительно раньше, чем при использовании дикорастущего мицелия. В 1932 г. в СССР был запатентован способ выращивания мицелия на пшеничном зерне. Сейчас зерновой мицелий использует большинство грибоводов мира. В современных грибоводческих комплексах для культивирования грибов используют мицелий, выращенный на зерне пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, кукурузы и других злаков. Все производство разбито на два этапа. Первый этап проходит в лаборатории маточных культур, где хранятся и поддерживаются коллекции чистых культур, производится инокулюм для их тиражирования, контролируются стволовые культуры по чистоте и морфолого-культурным параметрам. Второй этап проходит в лаборатории тиражирования мицелия, где производят подготовку носителя для мицелия. Затем происходит его инокуляция (засевание). После инкубационного периода мицелий расфасовывается, выращивается и реализуется.

Близким техническим решением является способ, согласно которому тиражирование мицелия выглядит следующим образом: варка зерна - расфасовка в емкости (бутылки, банки, колбы или полипропиленовые пакеты с бактериальным фильтром) - стерилизация - инокуляция - инкубация - расфасовка (при использовании многоразовых емкостей) - выращивание - реализация. В мировой практике наибольшее распространение получил метод тиражирования мицелия в полипропиленовых пакетах с бактериальным фильтром (Сафрай А.И. Производство мицелия в России // Школа грибоводства. 2000. № 1. С.2-5).

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором зерно поступает в смеситель, где происходят процессы варки, сушки, добавления минеральных веществ, стерилизации и инокуляции. Затем инокулированное зерно расфасовывается в стерильные мешки с микропористыми фильтрами, которые запаивают и через шлюз подают по транспортеру в камеру инкубации. Данная технология принадлежит фирме Sylvan Bioproducts, Inc. и является наиболее передовой в мировой практике (U.S. Patent No. 4757640, 1988).

Однако известные способы имеют следующие недостатки. В 1 м³ воздуха содержится от 5 до 20 тыс.микроорганизмов, поэтому в обычных условиях трудно избежать заражения культивируемого материала. Контоминанты (низшие грибы, плесени и бактерии) могут поразить культуры практически на всех стадиях развития и сделать их непригодными.

Имеющиеся способы культивирования мицелия в своем принципе не исключают возможности поражения культуры контоминантами. В основном данную проблему решают путем дополнительной стерилизации воздуха в производственных помещениях вместо совершенствования способа тиражирования мицелия.

Технической задачей предложенного способа является исключение поражения контоминантами культуры мицелия гриба на этапе его расфасовки путем покрытия его волокнистым полимерным фильтрующим материалом методом электроформования в стерильной камере.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, технология которого принадлежит фирме Sylvan Bioproducts, Inc., в котором инокулированное зерно автоматически расфасовывают в стерильные мешки с микропористыми фильтрами, вместо этого инокулированное зерно покрывают волокнистым стерильным полимерным фильтрующим материалом методом электроформования в стерильной камере.

Сущность изобретения заключается в следующем. Сначала зерно поступает в смеситель, где происходят процессы варки, сушки, добавления минеральных веществ, стерилизации, охлаждения и инокуляции. Затем инокулированное мицелием гриба вешенки либо шампиньона зерно поступает в стерильную камеру. Камера изготавливается из электроизолирующих материалов, оборудуется бактерицидными лампами и вентилируется под небольшим избыточным давлением стерильным воздухом. Внутри камеры размещается металлическая транспортерная лента, на которую подается небольшое постоянное электрическое напряжение. Также в камеру помещаются дозирующие сопла, к которым подводят высокое постоянное электрическое напряжение. Струя стерильного полимерного прядильного раствора, истекая из первого дозирующего сопла, расщепляется в постоянном электрическом поле на более тонкие дочерние струи, которые отвердевают и осаждаются на металлическую транспортерную ленту, создавая первичный слой волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала (Товмаш А.В. Полевов В.Н. Способ получения тонких полимерных волокон // Патент РФ № 2242546, 2004). Поверх сформованного первичного слоя волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала происходит дозированная подача инокулированного зерна, которое затем покрывается вторичным слоем волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала, формуемым в постоянном электрическом поле, истекающим из второго дозирующего сопла, стерильным полимерным прядильным раствором. Дозированная подача инокулированного зерна позволяет оставлять незаполненными промежутки волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала, по которым осуществляется термонарезка порций. Покрытые волокнистым стерильным полимерным фильтрующим материалом порции инокуллированного зерна затем снимаются с металлической ленты транспортера для дальнейшей культивации. Волокнистый стерильный полимерный фильтрующий материал препятствует проникновению внутрь контоминантов, поддерживая стерильную среду, в то же время не препятствуя воздушной конвекции. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в нем исключаются поражения контоминантами культуры мицелия на этапе его расфасовки в стерильные мешки с микропористыми фильтрами путем покрытия инокулированного зерна волокнистым стерильным полимерным фильтрующим материалом методом электроформования. Стерильная камера вместе с дозирующими соплами, к которым подводится высокое постоянное электрическое напряжение, и металлическая транспортерная лента, к которой подводится небольшое постоянное электрическое напряжение, представляют собой специальную конструкцию для тиражирования мицелия. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Известны технические решения, в которых инокулированное зерно расфасовывается в стерильные мешки с микропористыми фильтрами, которые запаивают и через шлюз подают по транспортеру в камеру инкубации. Однако способ их действия заключается в помещении инокулированного зерна в заранее приготовленные стерильные мешки с микропористыми фильтрами, проходящие предварительную стерилизацию, тогда как предлагаемый способ тиражирования мицелия направлен на формование волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала на инокулированом зерне непосредственно в момент его дозированной подачи, т.е. расфасовки. Таким образом, исключается возможность заражения контоминантами волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала и отпадает необходимость в его предварительной стерилизации. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию «изобретательский уровень». Преимущество данного способа тиражирования мицелия заключается в исключении дополнительной операции по стерилизации мешков с микропористыми фильтрами путем замены их формуемым в процессе расфасовки инокулированного зерна волокнистым стерильным полимерным фильтрующим материалом.

Технический результат заключается в повышении эффективности культивации грибной биомассы, так как существенно уменьшается вероятность поражения культуры мицелия контоминантами на этапе его расфасовки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены общий вид опытной установки для тиражирования мицелия (фиг.1) и конструкция дозирующего сопла для получения полимерного фильтрующего материала (фиг.2).

Для достижения поставленной цели предлагаемый способ тиражирования мицелия был осуществлен следующим образом. В стерильной камере 1, вентилируемой через отверстия 3 и 4 стерильным воздухом под небольшим избыточным давлением, помещались дозирующие сопла 5 и 6, дозирующая трубка 10 и транспортер 2 с металлической лентой, к которой через электрод 11 подводилось постоянное электрическое напряжение 0,2 kV. Стерильный полимерный прядильный раствор, состоящий из сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом (фторопласт-42) 9 вес.% в этилацетате 91 вес.% поступал к дозирующим соплам 5 и 6 по патрубку 8 в трубку 19 к капилляру 14, который через втулку 15 и прокладку 16 крепился к трубке 19. Через патрубок 9, трубку 18 и наконечник 17 к концу капилляра 14 поступали пары этилацетата для предотвращения высыхания истекающего стерильного полимерного прядильного раствора. Через электрод 7 к истекающему стерильному полимерному прядильному раствору подавалось высокое постоянное электрическое напряжение 22 kV. Струя стерильного полимерного прядильного раствора, истекая из дозирующего сопла 6, расщеплялась в постоянном электрическом поле на тонкие полимерные волокна, и в виде первичного слоя волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала формовалась на поверхности металлической ленты транспортера 2. Зерновой материал (низкоклейковиновая рожь, вес 5 кг) предварительно поступал в смеситель, где происходили процессы его варки, сушки, добавления гипса (1,2 вес.%) и мела (0,3 вес.%), стерилизации, охлаждения. Культуру базидального гриба вешенки (Pleurotus ostreatus) выращивали в чашке Петри на агаризованной сусло-среде (4-8% по Баллингу), рН 7-7,5, при t=25°C. В качестве инокулянта использовался кусочек агаризованной среды с культурой радиусом 3 см. Культура инкубировалась в термостате до полного зарастания поверхности чашки Петри, которая затем заливалась дистиллированной водой. Этой дистиллированной водой, содержащей мицелий, инокулировался зерновой материал. Затем по дозирующей трубке 10, инокулированное зерно дозами поступало на первичный слой волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала. На следующем этапе доза инокулированного зерна (посевного материала), двигаясь по транспортеру, покрывалась вторичным слоем волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала с помощью дозирующего сопла 5. Поступая затем наружу из стерильной камеры 1, зерновой посевной материал 13, расфасованный между слоями волокнистого стерильного полимерного фильтрующего материала, запаивался и нарезался терморезаком 12, и снимался с ленты транспортера 2. Обрастание мицелием зернового посевного материала происходило при t=22-25°C и влажности 70-75% 11 дней (264 часа) в нестерильных условиях. Готовый мицелий хранился в холодильной камере. Срок хранения мицелия составил 4 месяца при 0-2°С.

Использование предлагаемого способа тиражирования мицелия обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

1. Исключаются поражения контоминантами культуры мицелия на этапе его расфасовки.

2. Исключается дополнительная операция по стерилизации микропористых мешков для расфасовки зернового посевного материала.

Способ тиражирования мицелия гриба вешенки, заключающийся в том, что заполняют смеситель зерном, где его варят, сушат, добавляют минеральные вещества, стерилизуют и инокулируют культурой гриба вешенки, после чего инокулированное зерно расфасовывают в стерильные мешки с микропористыми фильтрами и подают для дальнейшей культивации, причем перед расфасовкой инокулированное зерно покрывают со всех сторон волокнистым стерильным полимерным фильтрующим материалом методом электроформования непосредственно в момент его дозированной подачи на транспортерную ленту в стерильную камеру, состоящую из электроизоляционного шкафа, снабженного воздуходувом и дозирующими соплами, к которым подводят постоянное электрическое напряжение, достаточное для формования из полимерного прядильного раствора материала микропористого фильтра.