(1)培養基原材料預溼是否均勻 在採用蒸汽滅菌時,是靠水蒸氣的溫度和穿透能力達到滅菌的。水分熱傳導效能比許多固體培養基(木屑、糞草等)的熱傳導效能好,如果培養基預溼適度均勻,在滅菌過程中溫度傳遞較容易達到均勻;如果培養料預溼不透,僅在料面形成一層水膜,而蒸汽又不能穿透到培養料的乾燥處,那麼就達不到徹底滅菌的效果。因此在培養基配料過程中塊狀培養基(木塊、種木、糞塊)應搗碎,水分均勻浸透。
(2)培養基的酸鹼度 在培養基含有水的情況下,pH對培養基的滅菌效果有較大的影響。由於氫離子對細胞壁水解和對細胞質中鹼基的親合作用,促成生理反應加劇,加快細胞生命的停止。因此,偏酸性的培養基可以比中性或微鹼性的培養基滅菌時間短。
(3)培養基營養成分 在培養基成分中,糖、脂肪和蛋白質的存在對微生物有一定的保護作用。特別是濃度較高的有機營養物質,當其表面受熱變性後能形成一層保護膜影響熱的傳導,從而提高微生物的耐熱性。但這種耐熱性同濃度(即基質中含水量)有關,相反,無機鹽、鹼、酸等則可以削弱微生物的耐熱性,這同提高微生物細胞壁的導熱效能有關係。
作為培養食用菌的原料,透過滅菌既要達到無菌狀態,又要保持營養成分少破壞。在滅菌過程中要處理好溫度、壓力和時間的關係,可以根據在高溫條件下微生物死亡比有機物破壞來得快的特性,提高滅菌溫度,縮短滅菌時間,達到既無菌又保護營養的目的。細菌抗熱致死溫度和時間關係見表2。
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表2 細菌抗熱致死溫度和時間的關係
(4)滅菌方式和滅菌鍋(灶)的容量 食用菌制種、制袋生產中,培養料(基)滅菌可在高壓滅菌鍋、常壓滅菌鍋(灶)中進行。常壓灶滅菌時間長,耗能大,但製作容易,技術和材料要求低。高壓滅菌裝置須按有關壓力容器要求選材和憑證製造檢驗,成本高,但滅菌時間短,效率高,比常壓滅菌徹底。根據實踐經驗,固定常壓滅菌灶每次滅菌以1000~2000袋的容量為宜,滅菌灶體積小,灶內升溫快,培養基內微生物可自繁時間短,培養基內pH降低少,滅菌效果更有把握。高壓滅菌只要鍋爐蒸汽量與鍋倉體積相適應即可,但蒸汽送氣口的擋氣板應當隨著進汽管口直徑的增大而增大,使蒸汽進入鍋內大面積擴散,這樣可減少菌瓶菌袋棉塞受潮,防止汙染。
(5)滅菌鍋(灶)內培養基的堆疊方式 鍋內菌瓶或菌袋排列形式對滅菌效果影響大,因為塑膠袋受熱後變軟,若採用堆柴片式堆疊,在加溫時菌袋之間可能緊貼形成一體,使直徑不足10釐米的菌袋,變成直徑幾十釐米甚至更大的“菌袋”,導致熱傳導由表到裡的路程變遠,結果延長滅菌時間,影響滅菌效果。菌瓶由於外壁是堅硬的玻璃,瓶與瓶之間有間隙,以致蒸汽較易使各瓶均勻受熱。如果把菌袋改為“井”字形排列,每3~4層以層板相隔開後再往上架疊,這樣容易使蒸汽正常對流,鍋(灶)內溫度均勻,穿透培養基較容易,能取得較好的滅菌效果。有的栽培者為了達到突擊生產的目的,不顧鍋(灶)容量,柴片式過量堆疊菌袋,其結果不僅滅菌時間拉長,而且效果也不理想。活動式滅菌灶,容積可達3000~5000筒,周圍應使用週轉筐裝袋,中部用“井”字型排放。
(6)滅菌鍋(灶)內的溫度與壓力 高壓滅菌鍋衡量滅菌效果是透過壓力錶和溫度計。溼熱蒸汽滅菌的香菇一級種培養基,要求1.08×105帕的壓力,木屑培養基要求1.47×105帕的壓力,這時鍋內溫度在121~126℃並維持時間1.5~2小時。在實際操作中,經常發現滅菌不過關的原因是冷空氣排除不乾淨。排除冷空氣有兩種方法,一種是先關閉氣閥,當壓力上升到4.9×104帕,再開啟氣閥排除冷空氣。這種方法要注意棉塞用牛皮紙和棉線紮緊,防止排氣減壓時,棉塞衝出試管口或瓶口;二是從加溫開始就開啟氣閥,當氣閥出口蒸汽直立衝出、氣溫較高時才關閉閥門,進入滅菌狀態。
常壓滅菌時無排氣問題,但要注意常壓滅菌灶結構對氣流溫度的影響,方形灶內一般靠近盛水鍋的4個邊角氣溫最低,在建灶時,沿著鍋沿把四個角落砌成圓形,以便灶內均衡升溫,達到同步滅菌的目的。常壓滅菌溫度越高,滅菌所需時間越短,微生物死亡時間與滅菌所需時間關係見表3。
表3 常壓滅菌的微生物致死時間
(1)培養基原材料預溼是否均勻 在採用蒸汽滅菌時,是靠水蒸氣的溫度和穿透能力達到滅菌的。水分熱傳導效能比許多固體培養基(木屑、糞草等)的熱傳導效能好,如果培養基預溼適度均勻,在滅菌過程中溫度傳遞較容易達到均勻;如果培養料預溼不透,僅在料面形成一層水膜,而蒸汽又不能穿透到培養料的乾燥處,那麼就達不到徹底滅菌的效果。因此在培養基配料過程中塊狀培養基(木塊、種木、糞塊)應搗碎,水分均勻浸透。
(2)培養基的酸鹼度 在培養基含有水的情況下,pH對培養基的滅菌效果有較大的影響。由於氫離子對細胞壁水解和對細胞質中鹼基的親合作用,促成生理反應加劇,加快細胞生命的停止。因此,偏酸性的培養基可以比中性或微鹼性的培養基滅菌時間短。
(3)培養基營養成分 在培養基成分中,糖、脂肪和蛋白質的存在對微生物有一定的保護作用。特別是濃度較高的有機營養物質,當其表面受熱變性後能形成一層保護膜影響熱的傳導,從而提高微生物的耐熱性。但這種耐熱性同濃度(即基質中含水量)有關,相反,無機鹽、鹼、酸等則可以削弱微生物的耐熱性,這同提高微生物細胞壁的導熱效能有關係。
作為培養食用菌的原料,透過滅菌既要達到無菌狀態,又要保持營養成分少破壞。在滅菌過程中要處理好溫度、壓力和時間的關係,可以根據在高溫條件下微生物死亡比有機物破壞來得快的特性,提高滅菌溫度,縮短滅菌時間,達到既無菌又保護營養的目的。細菌抗熱致死溫度和時間關係見表2。
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表2 細菌抗熱致死溫度和時間的關係
(4)滅菌方式和滅菌鍋(灶)的容量 食用菌制種、制袋生產中,培養料(基)滅菌可在高壓滅菌鍋、常壓滅菌鍋(灶)中進行。常壓灶滅菌時間長,耗能大,但製作容易,技術和材料要求低。高壓滅菌裝置須按有關壓力容器要求選材和憑證製造檢驗,成本高,但滅菌時間短,效率高,比常壓滅菌徹底。根據實踐經驗,固定常壓滅菌灶每次滅菌以1000~2000袋的容量為宜,滅菌灶體積小,灶內升溫快,培養基內微生物可自繁時間短,培養基內pH降低少,滅菌效果更有把握。高壓滅菌只要鍋爐蒸汽量與鍋倉體積相適應即可,但蒸汽送氣口的擋氣板應當隨著進汽管口直徑的增大而增大,使蒸汽進入鍋內大面積擴散,這樣可減少菌瓶菌袋棉塞受潮,防止汙染。
(5)滅菌鍋(灶)內培養基的堆疊方式 鍋內菌瓶或菌袋排列形式對滅菌效果影響大,因為塑膠袋受熱後變軟,若採用堆柴片式堆疊,在加溫時菌袋之間可能緊貼形成一體,使直徑不足10釐米的菌袋,變成直徑幾十釐米甚至更大的“菌袋”,導致熱傳導由表到裡的路程變遠,結果延長滅菌時間,影響滅菌效果。菌瓶由於外壁是堅硬的玻璃,瓶與瓶之間有間隙,以致蒸汽較易使各瓶均勻受熱。如果把菌袋改為“井”字形排列,每3~4層以層板相隔開後再往上架疊,這樣容易使蒸汽正常對流,鍋(灶)內溫度均勻,穿透培養基較容易,能取得較好的滅菌效果。有的栽培者為了達到突擊生產的目的,不顧鍋(灶)容量,柴片式過量堆疊菌袋,其結果不僅滅菌時間拉長,而且效果也不理想。活動式滅菌灶,容積可達3000~5000筒,周圍應使用週轉筐裝袋,中部用“井”字型排放。
(6)滅菌鍋(灶)內的溫度與壓力 高壓滅菌鍋衡量滅菌效果是透過壓力錶和溫度計。溼熱蒸汽滅菌的香菇一級種培養基,要求1.08×105帕的壓力,木屑培養基要求1.47×105帕的壓力,這時鍋內溫度在121~126℃並維持時間1.5~2小時。在實際操作中,經常發現滅菌不過關的原因是冷空氣排除不乾淨。排除冷空氣有兩種方法,一種是先關閉氣閥,當壓力上升到4.9×104帕,再開啟氣閥排除冷空氣。這種方法要注意棉塞用牛皮紙和棉線紮緊,防止排氣減壓時,棉塞衝出試管口或瓶口;二是從加溫開始就開啟氣閥,當氣閥出口蒸汽直立衝出、氣溫較高時才關閉閥門,進入滅菌狀態。
常壓滅菌時無排氣問題,但要注意常壓滅菌灶結構對氣流溫度的影響,方形灶內一般靠近盛水鍋的4個邊角氣溫最低,在建灶時,沿著鍋沿把四個角落砌成圓形,以便灶內均衡升溫,達到同步滅菌的目的。常壓滅菌溫度越高,滅菌所需時間越短,微生物死亡時間與滅菌所需時間關係見表3。
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表3 常壓滅菌的微生物致死時間