INVESTIGATION OF THE PROCESSES OF HOT-AIR PASTEURIZATION AND FERMENTATION OF LIGNOCELLULOSE SUBSTRATE IN A LABORATORY PASTEURIZER-FERMENTER
Authors: Чащилов Д.В. , Минаков Д.В. 
Published: October 2024

В исследовании решается проблема подготовки в лабораторных условиях лигноцеллюлозного субстрата к инокуляции при проведении исследований твёрдофазного культивирования высших базидиальных грибов. Предложена и апробирована конструкция малогабаритного и малобюджетного лабораторного совмещённого пастеризатора-ферментатора для пастеризации горячим воздухом и ферментации лигноцеллюлозного субстрата в субстратных блоках. Пастеризатор-ферментатор имеет камеру пастеризации-ферментации, циркуляционный вентилятор и нагреватель. В качестве нагревателя применили бытовой масляный радиатор со встроенным терморегулятором. В качестве лигноцеллюлозного субстрата использовали берёзовые опилки поперечного пиления, влажностью 60% (отн.). Субстратные блоки формовали в стеклянных банках внутренним объёмом 0,95дм3. Масса субстратных блоков составляла от 380 до 420г. Для повышения селективности субстрата проводили обработку по схеме: предварительная пастеризация, промежуточная ферментация и повторная пастеризация. Режим тепловой обработки субстратных блоков: нагрев до 700С, выдерживание 4 ч, охлаждение до 400С, выдерживание 14 часов, нагрев до 700С, выдерживание 4 ч, охлаждение до комнатной температуры. Проверку качества подготовки и тепловой обработки субстрата выполнили опытным засевом и зарастанием субстрата. Проводили инокуляцию пастеризованных субстратных блоков зерновым мицелием гриба грифола курчавая (Grifola frondosa), в объёме 2,5% от массы субстрата и реализовывали зарастание субстратных блоков в течение четырёх недель. При зарастании наблюдались только гифы мицелия культивируемого гриба, следов патогенных плесеней ни в одном из случаев не обнаружено. Эксперимент выполнялся для пяти субстратных блоков в трёх повторностях. Выяснили, что штатный терморегулятор масляного радиатора позволяет поддерживать стабильные условия нагрева, термостатирования и охлаждения субстратного блока при обработке в пастеризаторе-ферментаторе. Конструкция лабораторного пастеризатора-ферментатора может быть использована для надёжной и качественной тепловой обработки лигноцеллюлозного субстрата в субстратных блоках при проведении исследований твёрдофазного культивирования высших базидиальных грибов.
The study solves the problem of preparing a lignocellulose substrate for inoculation in laboratory conditions during studies of solid-phase cultivation of higher basidial fungi. The design of a small-sized and low-budget laboratory combined pasteurizer-fermenter for hot-air pasteurization and fermentation of lignocellulose substrate in substrate blocks is proposed and tested. The pasteurizer-fermenter has a pasteurization-fermentation chamber, a circulation fan and a heater. As a heater, a household oil radiator with a built-in thermostat was used. As a lignocellulose substrate, birch sawdust of cross-sawing was used, with a humidity of 60% (Rel.). the Substrate blocks were formed in glass jars with an internal volume of 0.95 dm3. The weight of the substrate blocks ranged from 380 to 420 g. To increase the selectivity of the substrate, the treatment was carried out according to the scheme: pre-pasteurization, intermediate fermentation and repeated pasteurization. Mode of heat treatment of substrate blocks: heating up to 700C, holding for 4 hours, cooling down to 400C, holding for 14 hours, heating up to 700C, holding for 4 hours, cooling to room temperature. Quality control of preparation and heat treatment of the substrate was performed by experimental seeding and overgrowing of the substrate. Pasteurized substrate blocks were inoculated with grain mycelium of the mushroom Grifola frondosa, in the amount of 2.5% of the substrate mass, and the substrate blocks were overgrown for four weeks. During overgrowth, only hyphae of the mycelium of the stump-a viral fungus were observed, traces of pathogenic molds were not found in any of the cases. The experiment was performed for five substrate blocks in three repetitions. We found out that the standard oil cooler thermostat allows you to maintain stable conditions for heating, thermostating and cooling the substrate block during processing in a pasteurizer-fermenter. The design of a laboratory pasteurizer-fermenter can be used for reliable and high-quality heat treatment of lignocellulose substrate in substrate blocks during studies of solid-phase cultivation of higher basidial fungi.