固体培养基不同灭菌方式的效果与成本比较

王建兵 毛杭军

(1.宁波市天禾农业发展有限公司,浙江 宁波 315000;2.奉化市农业局,浙江 宁波 315500)

食用菌培养基灭菌在杀灭培养基内的有害微生物的同时,也可除去原料中影响菌丝生长的部分有害物质,一般采用木屑为主要原料的培养基,都要经过蒸汽加热灭菌后才可用于栽培。食用菌菌丝通过纤维素酶和漆酶等多种酶的作用,分解和吸收基内养分,而经灭菌处理的培养基更容易被菌丝分解利用。培养基一般采用湿热蒸汽灭菌,分常压灭菌和高压灭菌两种方式。为了比较两种灭菌方式的效果和成本,我们开展了相关试验,结果如下。

1 材料与方法

1.1 试验设备 常压灭菌采用自制灭菌锅,高压灭菌采用日本羽田HKC型灭菌锅。

1.2 培养料、容器 培养料配方为杂木屑70%,麸皮13%,米糠16%,石灰1%,含水量为65%。试验菌瓶为规格850 mL的聚丙烯 (pp)瓶。

1.3 试验方法 取少量培养料检测灭菌前的淀粉、蛋白质含量。将培养料装瓶,每瓶装湿料480 g,分别放入常压灭菌锅和高压灭菌锅内灭菌。常压灭菌在灭菌锅内温度达到100℃后,保持6 h以上;高压灭菌是在灭菌锅内温度达到100℃后,保持1h,随后把锅内压力加到1kg/cm3、温度达到120℃后保持1.5 h。灭菌结束,冷却到20℃后,检测灭菌后培养料的淀粉、蛋白质含量。另各取10瓶培养料,在无菌工作台中每瓶中间各取1 g培养基放入PDA平板进行培养,在20℃恒温箱中培养14天后进行杂菌观察。

2 结果与分析

2.1 不同灭菌方式培养基内营养成分变化 经不同方式灭菌,培养基内蛋白质的含量变化较大,约减少20%;淀粉变化较小 (图1)。

图1 灭菌前后培养基内的成分变化

2.2 不同灭菌方式灭菌效果 常压灭菌培养基在PDA平板上培养后仍发现杂菌,而高压灭菌的培养基未发现杂菌。采用高压灭菌相对常温灭菌杀菌较彻底。

2.3 不同灭菌方式成本 采用常压灭菌,购买设备等费用约5万～10万,较高压灭菌锅设备的20万～30万低很多。但由于常压灭菌灭菌时间长,耗费燃料多,按灭菌6 h算,每万瓶培养基需消耗煤气4.5 t;而高压灭菌灭菌时间短,耗费燃料少,灭菌同样数量培养基仅消耗煤气1.5 t。

2.4 常压灭菌培养基与灭菌锅温度变化 常压灭菌在锅内温度达到100℃时,培养基内温度一般在60℃左右,要让基内温度达到98℃以上,至少要在锅内温度达到100℃时保持1 h左右 (图2)。

2.5 高压灭菌培养料内温度与灭菌锅温度变化高压灭菌和常压灭菌一样,灭菌锅内升温快,瓶内升温比较慢,所以在灭菌锅内温度达到100℃后,让灭菌锅在100℃的温度下恒温保持1 h,然后再升温到120℃,保持1.5 h(图3)。

图2 常压灭菌培养料与灭菌锅温度变化

图3 高压灭菌培养料与灭菌锅温度变化

3 小结与讨论

以上试验结果表明,常压灭菌设备成本低,但耗费燃料多,灭菌时间长且不易彻底,但灭菌前后营养成分变化不大;高压灭菌设备成本高,耗费燃料少,灭菌彻底,时间短,但培养基里的营养成分易被破坏,尤其是蛋白质要比常压灭菌少20%左右。

培养基因内部空隙多,不易导热,致使蒸汽锅炉的温度和培养基内的温度产生差异,在灭菌锅内温度达到100℃后,培养基内温度要达到100℃至少要多经1个小时以上。采用常压灭菌法难以杀灭培养基内的全部杂菌,灭菌后须尽快使培养基温度降到28℃以下,以使培养基内残存杂菌的繁殖得到有效控制。

高压灭菌培养基除了比常压灭菌蛋白质减少20%外,其余的营养成分没有发现大的变化;耐热性最差的微量成分硫氨素,经121℃50 min加热后,50%会被分解,在拌料时可多加入含有硫胺素成分的营养剂,以使灭菌后培养基内存有足够的硫胺素成分。在实际栽培试验中,采用常压灭菌和高压灭菌的两种培养基均未发现栽培对象在产量上的差异。综上所述,在食用菌栽培上适宜使用高压灭菌。