Продолжая разговор о коммерческом производстве вешенки, рассмотрим вопрос организации собственного субстратного  производства. Приготовление субстрата для культивирования  вешенки включает в себя целый ряд связанных между собой этапов, таких как выбор субстрата и его композиции, заготовка сырья и его складирование, измельчение и увлажнение, термические обработки, инокуляция и фасовка.

Существует десятки вариантов субстратных композиций, и столько же вариантов термической обработки субстрата. Если в шампиньонной индустрии уже сложились стандартные варианты компоста и оборудования для его приготовления, то в отношении культивирования вешенки  украинское грибоводство стоит только у самого начала этого процесса. Но, тем не менее уже видны пути перехода от малообъемных немеханизированных производств к современным механизированным грибоводческим комплексам большой производительности.

За несколько лет наблюдений за становлением и работой предприятий по выращиванию вешенки накопилось много информации по проблемам, связанным с приготовлением субстрата.

Систематизируя способы, варианты и методы обработки субстрата попытаемся выделить основные группы технологий подготовки субстрата вешенки.

1. Коммерческие технологии подготовки субстрата:

-тоннельный способ (пастеризация плюс ферментация);

-ксеротермический способ, имеющий два варианта насыщения субстрата водой (активный и пассивный).

2. Некоммерческие технологии подготовки субстрата:

-гидротермический способ.

Гидротермическая обработка субстрата применяется в хозяйствах с небольшим объемом производства.

Для выращивания грибов в промышленных масштабах гидротермическая обработка нигде не применяется из-за высоких энергетических затрат. Кроме того, эта обработка часто приводит к переувлажнению субстрата и, как следствие, образованию анаэробных зон, где развивается конкурентная бактериальная микрофлора, а рост мицелия вешенки тормозится.  

Схема технологического процесса выращивания съедобных грибов

Контрольные мероприятия при культивировании вешенки

Планирование грибной фермы

Для выращивания  вешенки используют различные свободные помещения – теплицы, подвалы, птичники, свинарники, овощехранилища, предварительно оборудованные и приспособленные.

Идеальным вариантом, конечно, является строительство нового помещения. В этом случае возможна правильная планировка помещений, организация полноценных «грязной» и «чистой» зон.

Используя для производства уже существующие помещения, необходимо стремиться к максимальной оптимизации планировки. Кажущиеся лишними финансовые затраты на организацию правильного технологического процесса в будущем помогут избежать ряда проблем.

Как показывают специальные исследования, все грибоводческие фермы представляют собой особую нишу, в которой происходит постепенное накопление инфекции. Этому благоприятствует постоянное наличие питательного субстрата и высокая влажность воздуха. Возбудители болезней субстрата или грибов попадают на ферму с сырьем или с наружным воздухом. Распространение инфекции внутри фермы происходит особенно быстро, если нет разделения на «чистую» и «грязную» зоны, если транспортировка чистого субстрата пересекается с транспортировкой грязного отработанного или отбракованного субстрата.

Транспорт, оборудование, орудия труда и сам персонал являются переносчиками и источником инфекции при несоблюдении санитарно-гигиенических правил. Совмещение в одном помещении субстратного производства и выращивания грибов существенно повышает риск распространения инфекции.

Разделение большого помещения на несколько изолированных  камер дает возможность регулярно проводить дезинфекцию и удерживать длительное время низкий уровень численности возбудителей болезней и вредителей вешенки.

Воздух содержит массу спор конкурентных микроорганизмов, и особенно воздух на территории, где идет подготовка субстрата. В связи с этим необходимо предпринять меры для ограничения распространения пыли при измельчении соломы и установить фильтры на системах приточной вентиляции камер выращивания и инкубации.

Особенно строгие санитарные условия должны быть созданы в помещении инокуляции и фасовки субстрата.

Помещение субстратного цеха лучше всего разделить на три зоны:

- измельчение сырья;

- термообработка;

- инокуляция и фасовка.

Во время измельчения сырья образуется масса пыли. Эта пыль не должна попадать в зону термообработки и инокуляции. Камеры термообработки проходного типа загружаются с «грязной зоны», а выгружаются  в «чистую» зону помещения инокуляции. Такой вариант лучше всего обеспечивает защиту от инфицирования.

На многих предприятиях загрузка, термообработка и инокуляция субстрата проводится в одном помещении, что создает постоянную опасность развития инфекции.

Помещение в инокуляционной лучше всего держать под небольшим избыточным давлением воздуха, проходящего через фильтры грубой очистки и фильтры, задерживающие частицы размером 3-5 мкм.

Вентиляционные системы со временем накапливают инфекцию, поэтомы необходимо периодически производить их очистку и дезинфекцию, а при необходимости и замену фильтрующих элементов

Микробиологическая чистота на территории и в помещениях предприятии – важнейший фактор устойчивой работы фермы

Планирование грибной фермы

(двухзональная система)

1.       Склад сырья

2.       Подготовка сырья (измельчение, замачивание)

3.       Зона загрузки субстрата (грязная зона)

     3А. Помещение термообработки (проходного типа)

4.       Зона выгрузки субстрата, помещение фасовки и инокуляции (чистая       зона)

5.       Камеры инкубации (2 шт.)

6.       Камеры культивирования (6 шт.)

7.       Холодильная камера

8.       Помещение сортировки

9.       Бытовые помещения

10.     Технические помещения.

Недостатки 2-х зональной системы культивирования.

1.       Необходимость переноски блоков

2.       Невозможность регулирования плодоношения

3.       Нельзя создать оптимальные условия для каждой фазы развития мицелия и плодовых тел.

4.       Сложность в проведении санитарно-гигиенических мероприятий

5.       Наличие явления произвольной синхронизации плодоношения.

Часть из изложенных недостатков устраняется при многокамерной двухзональной системе, когда камеры инкубации и плодоношения разбиваются на отдельные изолированные камеры меньшего размера.

Самым худшим вариантом является система, когда и инкубация и плодоношение различных партий субстрата происходит в одинвковых условиях в одном помещении.

Однозональная система имеет практически ту же планировку, только исключает камеры инкубации.

Роль инкубационных помещений выполняют культивационные камеры, оснащенные системой поддержания соответствующего микроклимата.

Для работы с однозональной системой (при наличии соответствующего субстратного производства или работая на покупном субстрате) необходимо учитывать тот факт, что в одном помещении должны находиться субстратные блоки одного возраста (с разницей 1-3 дня) и должна быть техническая возможность для создания различных условий микроклимата на различных стадиях «жизни» субстрата.

Сырье и его заготовка

Важным условием плодотворной работы грибного хозяйства является создание надежной сырьевой базы.

Солома зерновых культур наиболее распространенный вариант сырья для выращивания вешенки.

Солому надо заготавливать в сухую погоду.

Солома несет на себе первичную инфекцию, которая представлена различными видами бактерий и низших грибов.

Уровень первичной инфекции определяется погодными условиями в период вегетации зерновых. Чем меньше в этот период было дождей, тем ниже инфицированность сырья.

Если после уборки зерновых солома увлажняется дождями и заготавливается непросушенной, то создаются условия для развития вторичной инфекции – солома загнивает или плесневеет. В этом случае количество спор конкурентных организмов может значительно возрасти, что в будущем может создать проблемы при хранении сырья и приготовлении субстрата.

Влажное сырье невыгодно и с экономической точки зрения – вам просто продали воду и вы ее перевозите. Необходимо покупать солому сухую (влажность не более 12-15%).

Помните, что увеличение влажности сырья на 10 % приводит к увеличению затрат до 20 %. Сюда войдут дополнительные затраты на перевозку, погрузку и хранение.

При влажности соломы более 22% возникают проблемы с ее хранением. Необходимо точно знать сколько воды вы покупаете с каждой тонной сырья. Для этого следует определить  ее влажность. Для чего сырье отбирается из 5-7 мест и смешивается. Из полученной массы отбираются 3 пробы и взвешиваются. Затем они помещаются в сушильной шкаф и высушиваются до постоянного веса. После этого опять взвешивают. На основе полученных результатов рассчитывают влажность сырья по формуле

А = В-С/В*100%, где

А – влажность субстрата, %

В – масса отобранной пробы, г

С – масса высушенной пробы, г

Желание запасти сырье на весь год и еще при этом сэкономить – вполне оправданно в условиях современного рынка. Однако необходимо помнить, что покупаемое сырье должно соответствовать технологическим, биологическим и др. требованиям вашей технологии. Поэтому, стремление забить склад до предела дешевым сырьем неуместно. Следует получить ответ на вопрос: «Почему эта солома имеет такую низкую цену?» скорее всего ответ лежит в ее питательности – непригодную для скармливания скоту солому в хозяйствах стараются быстро продать. Поэтому, прежде чем купить сырье, определите в нем содержание общего азота (методика определения  по Кьельдалю)

Если вам предлагают прошлогоднюю солому, хранившуюся под открытым небом, а у нее вид свежескошенной (ярко-желтая, блестящая, прочная на разрыв), то ее, по всей видимости, не хотят есть даже бактерии и плесневые грибы.

Очень важный момент -  сделали все необходимые анализы, подходит в качестве сырья, оплатили – удостоверьтесь, что вам привезли ту солому, которую вы выбрали, потому что есть случаи, когда привозят не то, что вы  выбрали. Помните, что мицелий грибов обладает свойством накапливать некоторые тяжелые металлы, особенно цинк и кадмий. Поэтому экологическая чистота сырья – необходимое условие для получения экологически чистой продукции – грибов.

Складирование сырья

Сырье складируют в сухом, вентилируемом помещении, имеющем удобный подъезд для транспорта, площадку для разгрузки, механизацию погрузочно-разгрузочных работ, средства пожаротушения.  

1 – контейнер для отходов;

2 – силосная башня для сырой пыли от соломы;

3 – шнек разгрузки;

4 – вытяжной осевой вентилятор с увлажнителем;

5 – тюки соломы;

6 – подъемник;

7 – роликовый конвейер;

8 – закрытая соединительная галерея;

9 – цех подготовки субстрата.

Во время загрузки в складском помещении поддерживается пониженное давление, чтобы пыль не распространялась по грибной ферме.

На этом рисунке представлен вариант хранения сырья, к которому на мой взгляд, должен стремиться каждый производитель, решивший всерьез и надолго заниматься выращиванием грибов. На практике мы видим большое разнообразие способов хранения сырья. Если у грибовода пока нет возможности для организации полноценного склада сырья, то на начальном этапе наличие навеса – обязательно.  

Критерии выбора сырья

Биологические свойства субстратов

Исходное сырье для приготовления субстрата содержит свою собственную микрофлору и микрофауну. При увлажнении сырья активность организмов возрастает. Микроорганизмы потребляют кислород, воду, питательные органические вещества, а также минеральные элементы. Искусство приготовления субстрата состоит в сохранении полезной микрофлоры и даже увеличения ее численности и уничтожении или дезактивации вредных организмов. Биологические свойства субстратов имеют особое значение для нестерильных технологий культивирования вешенки, когда значительная часть организмов субстрата сохраняется после пастеризации. Чем сильнее термическая обработка, тем меньшее число организмов выживает, в том числе и полезных, которые обеспечивают селективность субстрата. Селективность субстрата – одно из важнейших биологических свойств, определяемое химическим составом сырья и активностью полезной микрофлоры, находящейся на его поверхности. Под биологической селективностью следует понимать способность субстрата в результате термических воздействий приобретать свойства наиболее приемлемые для развития в последующем мицелия вешенки на данном субстрате и локализации конкурентной микрофлоры в неактивном состоянии. В той или иной степени любой вид растительного сырья может приобретать эти весьма важные для производственного процесса свойства.

Биологические свойства субстрата обусловлены видовой принадлежностью растительного сырья. Пшеничная солома, подсолнечная лузга – это совершенно разные по своей биологической природе примеры растительного сырья.  Скорость насыщения водой, способность к продолжительному ее удержанию, оптимальный режим термообработки, а также плотность укладки субстрата, в последующем эффективный выход урожая с единицы площади, у каждого из этих субстратов может варьировать в широких пределах. Нельзя не остановиться на сортовых отличиях внутри каждого вида растительного сырья. На первый взгляд, весьма несущественные отклонения для той же пшеничной соломы в толщине стебля либо в более выраженном восковом налете, могут значительно корректировать время на подготовку  субстрата.

Вопрос сводится к выбору технологии и соответственно экономической эффективности в последующем. Так, например, чтобы добиться хотя бы минимальной селективности на древесных опилках потребуется не менее 120 часов нахождения субстрата в камере пастеризации, при этом в последующем выход товарного гриба весьма скромен, а время получения урожая растянуто. В то же время субстрат на основе соломы зерновых культур потребует для приготовления меньших затрат при максимальных показателях урожайности на выходе, а время в камере пастеризации составит 48-72 часа.

Подсолнечная лузга имеет в своем составе все для того, чтобы достичь неплохого уровня селективности, но в реальном производственном процессе очень часто возникают сложности с контролем требуемых температур, что нередко приводит к перегреву субстрата.

С точки зрения биохимического механизма приобретения субстратом селективных свойств процесс основан на изменении содержания в субстрате легкодоступных сахаров. Высокотемпературное воздействие на субстрат ведет при длительной экспозиции к химическому гидролизу полисахаридов и накоплению легкодоступных веществ, прежде всего сахаров. Классический способ приготовления субстрата на основе соломы зерновых культур включающий в себя контролируемую пастеризацию соломы в тоннеле при 60°С с последующим снижением до 50°С, преследует цель активизировать и развить в субстрате группы термофильных бактерий, утилизирующих практически все растворимые формы сахаров, полностью ликвидируя питательную базу для конкурентов вешенки. В процессе длительного воздействия, включающего в себя двухдневное замачивание и трехдневную пастеризацию субстрата в тоннеле, происходит также подщелачивание субстрата и более глубокое структурирование, что несравнимо с любыми другими способами термообработки. В результате улучшается приживаемость, увеличивается скорость роста мицелия в процессе освоения субстрата.

Химические свойства субстратов

Определяются его составом.

Углеводы – основной элемент субстратов растительного происхождения, их содержание иногда доходит до 90% сухой массы. Углеводы подразделяются на простые – моносахариды и сложные – полисахариды.

Моносахариды в первую очередь  и достаточно быстро потребляются микроорганизмами.

Полисахариды труднодоступны для большей части микрофлоры и требуют предварительного расщепления до простых соединений с последующим их потреблением.

Лигноцеллюлозный комплекс растительного субстрата состоит из трех  основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.

Состав лигноцеллюлозного комплекса растительного субстрата, %

Состав лигноцеллюлозного комплекса может варьироваться не только между различными типами сырья. Немаловажное значение играет сорт и условия произростания.

Решающее значение в качественном приготовлении субстрата оказывает количество легкодоступных веществ. Достаточно трудно воплотить в цифры количественные показатели легкодоступных веществ, а также их процентное увеличение в процессе термообработки.

Легкодоступные вещества имеют для вешенки меньшее значение, чем для конкурентных плесневых грибов в первые дни после изготовления блока.

Вешенка относится к грибам, которые способны к деструкции как целлюлозы, так и лигнина. Среди конкурентов вешенки особое место отводится такому грибу как триходерма. В процессе своей жизнедеятельности она может утилизировать целлюлозу и очень быстро развивается на субстратах, располагающих запасом легкодоступных питательных веществ.

Растительные субстраты существенно различаются по содержанию основных органических компонентов: углеводов, жиров и белков.

Вегетативные части растений – соломина, стебли, листья – содержат небольшое количество белка и жиров и высокий уровень  целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Вегетативные части растений часто используют в качестве основы субстрата.

Генеративные части растений – плоды, семена – содержат много белка и жиров.

Минеральный состав растительного сырья в значительной степени зависит от состава почвы. Внесение в субстрат минеральных добавок (известь, гипс, мел) улучшает физико-химические показатели субстратов, но не влечет за собой увеличение урожайности. 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ.

Имеют важное значение для производства качественного субстрата. Такие физические параметры как структура, влагоемкость, влажность, аэрация определяют состав и направление развития микрофлоры, а также

рост   мицелия.   Массу   субстрата   упрощенно   можно   рассматривать   как трехфазную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фазы.

Твердая фаза - это сухое вещество субстрата состоящее из частиц различного размера. Твердая фаза обеспечивает мицелий гриба питательными веществами. Важная характеристика твердой фазы - это структура, которая определяется размерами частиц (дисперсность) и их прочностью.

Газовая фаза - заполненные воздухом пустоты между частицами субстрата. Состав газовой фазы субстрата может сильно отличаться от состава наружного воздуха. Для развития мицелия вешенки как аэробного организма, обязательно наличие в субстратном воздухе определенного количества кислорода, т.е. определенный уровень аэрации.

В увлажненном субстрате часть свободного пространства между частицами и внутри частиц заполнена водой - это жидкая фаза. Наличие достаточного количества воды в субстрате необходимо для обеспечения ею мицелия и плодовых тел грибов, состоящих на 90% из воды. Кроме того характер питания грибов связан с выделением в наружную среду ферментов и поглощением всей поверхностью мицелия продуктов гидролиза, а этот процесс идет активно только в водной среде. Твердая, газовая и водная фазы субстрата тесно связаны между собой, и при приготовлении субстрата необходимо учитывать состояние каждой фазы. Например, в переувлажненном субстрате газовая фаза становится слишком маленькой в объеме (вытесняется водой) и уже не обеспечивает необходимого уровня газообмена или аэрации. Вследствие этого в субстрате формируются анаэробные условия, неблагоприятные для развития мицелия вешенки. Оптимизацию физических свойств субстрата можно проводить по различным параметрам. Часто можно услышать от грибоводов фразу: «Мы компенсировали недостатки одного сырья достоинствами другого». Хотя компенсировать можно только недостатки в способности к образованию и поддержанию структуры блока. При этом компонент, взявший на себя структурообразующую функцию, может практически не участвовать в питании гриба. Это следует учитывать при расчете урожайности вашего субстрата. Большинство грибоводов пытаются с помощью дополнительных компонентов компенсировать несовершенство оборудования, технологии или свои ошибки. Используют два компонента с различной влагоемкостью, что делать категорически недопустимо. Необходимо помнить, что наша задача создание оптимальной влажности для развития гриба во всем объеме субстрата. В этом случае получаем смесь двух компонентов, каждый из которых имеет свою влажность несоответствующую требуемому оптимуму. Компенсировать недостатки по питательности одного компонента другим не имеет смысла с точки зрения экономики. Если разница по питательности значительная, то вы получите субстрат среднего качества. Если незначительная, то следует сопоставить затраты на их приобретение и ожидаемую урожайность с каждого из компонентов и затем выбрать из них наиболее выгодный с экономической

точки зрения. Если же вы решили работать с двумя или более компонентами, то вам придется одновременно заготавливать и хранить два вида сырья, проводить двойной контроль качества, отслеживать изменение влажности каждого из компонентов и, затем, регулярно вносить корректировки в технологию процесса подготовки субстрата.

Говоря о компонентах субстрата, необходимо упомянуть также и о добавках. Чтобы в дальнейшем не было путаницы, определимся в терминологии. Компоненты - это все, что добавляется выше 10%, а добавки - все, что ниже 10%.

А нужна ли вашему субстрату питательная добавка? На этот вопрос может ответить только технология подготовки субстрата.

При гидротермии и ксеротермии применение питательных добавок несколько усложняет технологический процесс и может привести к снижению селективности субстрата и в результате получается, что их использование становится нерентабельным. Большинство грибоводов знают, что использовать питательные добавки следует из расчета 5-10% от массы субстрата, но не все понимают, что это лишь диапазон, в котором следует использовать выбранную добавку.

Массу питательной добавки следует не подбирать «методом научного тыка», а правильно рассчитать, исходя из того, что под питательностью подразумевается количество содержащегося в ней азота. Для этого предварительно следует определить его содержание в основном компоненте и добавке, а затем установить, сколько весовых частей сырья и добавки следует смешать, а, следовательно, и заготовить.

Производители вешенки считают азот по правилу «креста».

К – Д = /ЧС/

К – С = /ЧД/

ЧС = ЧД = М, где

К – концентрация азота в субстрате;

Д – концентрация азота в добавке;

С – концентрация азота в сырье;

ЧС – весовых частей сырья (абсолютная величина);

ЧД – весовых частей добавки (абсолютная величина);

М – субстрат с заданной концентрации азота (К).

Данной методикой необходимо пользоваться для определения количества азота в многокомпонентных субстратах.