影响固体培养基灭菌效果有哪些因素?
(1)培养基原材料预湿有否均匀 在采用蒸汽灭菌时,是靠水蒸气的温度和穿透能力达到灭菌的。水分热传导性能比许多固体培养基(木屑、粪草等)的热传导性能好,如果培养基预湿适度均匀,在灭菌过程中温度传递较容易达到均匀;如果培养料预湿不透,仅在料面形成一层水膜,而蒸汽又不能穿透到培养料的干燥处,那么就达不到彻底灭菌的效果。因此在培养基配料过程中块状培养基(如粪块) 应捣碎,水分均匀浸透。
(2)培养基的酸碱度 在培养基含有水的情况下,pH对培养基的灭菌效果有较大的影响。由于氢离子对细胞壁水解和对细胞质中碱基的亲合作用,促成生理反应加剧,加快细胞生命的停止。因此,偏酸性的培养基可以比中性或微碱性的培养基灭菌时间短。
(3)培养基营养成分 在培养基成分中,糖、脂肪和蛋白质的存在对微生物有一定的保护作用。特别是浓度较高的有机营养物质,当其表面受热变性后能形成一层保护膜影响热的传导,从而提高微生物的耐热性。但这种耐热性同浓度(即基质中含水量)有关,相反,无机盐、碱、酸等则可以削弱微生物的耐热性,这同提高微生物细胞壁的导热性能有关系。
作为培养食用菌的原料,通过灭菌既要达到无菌状态,又要保持营养成分少破坏。在灭菌过程中要处理好温度、压力和时间的关系,可以根据在高温条件下微生物死亡比有机物破坏来得快的特性,提高灭菌温度,缩短灭菌时间,达到既无菌又保护营养的目的(表2)。
表2 细菌抗热致死温度和时间的关系
细菌种类 Dm(分钟) TDT(分钟) 温度(℃)营养细胞 2~3 50芽孢 30 71枯草杆菌 11.3 15~60 100嗜热脂肪芽孢杆菌 300 3 000 100产气荚膜杆菌 0.3~17.6 5~10 100肉毒芽孢杆菌 300~530 100丁酸杆菌 10~12 85(4)灭菌方式和灭菌锅(灶)的容量 食用菌制种生产中,培养料(基)灭菌可在高压灭菌锅、常压灭菌锅(灶)中进行。常压灶灭菌时间长,耗能大,但制作容易,技术和材料要求低。高压灭菌设备须按有关压力容器要求选材和凭证制造检验,成本高,但灭菌时间短,效率高,比常压灭菌彻底。高压灭菌只要锅炉蒸汽量与锅仓体积相适应即可,但蒸汽送气口的挡气板应当随着进气管口直径的增大而增大,使蒸汽进入锅内大面积扩散,这样可减少菌瓶菌袋棉塞受潮,防止污染。
(5)灭菌锅(灶)内培养基的堆叠方式 锅内菌瓶或菌袋排列形式对灭菌效果影响大。因为塑料袋受热后变软,若采用堆柴片式堆叠,在加温时菌袋之间可能紧贴形成一体,使直径不足10厘米的菌袋,变成直径几十厘米甚至更大的“菌袋”,导致热传导由表到里的路程变远,结果延长灭菌时间,影响灭菌效果。菌瓶由于外壁是坚硬的玻璃,瓶与瓶之间有间隙,较易使各瓶均匀受热。如果把菌袋改为“井”字形排列,每3~4层以层板相隔开后再往上架叠,这样容易使蒸汽正常对流,锅(灶)内温度均匀,穿透培养基较容易,取得较好的灭菌效果。有的栽培者为了达到突击生产的目的,不顾锅(灶)容量,柴片式过量堆叠菌袋,其结果不仅灭菌时间拉长,而且效果也不理想。活动式灭菌灶,容积可达3000~5000筒,周围应使用周转筐装袋,中部“井”字型排放。
(6)灭菌锅(灶)内的温度与压力 高压灭菌锅衡量灭菌效果是通过压力表和温度计。湿热蒸汽灭菌的香菇一级种培养基,要求1.08×105帕的压力,木屑培养基要求1.47×105帕的压力,这时锅内温度在121~126℃并维持时间1.5~2小时。在实际操作中,经常发现灭菌不过关的原因是冷空气排除不干净。排除冷空气有两种方法:一种是先关闭气阀当压力上升到4.9×104帕,再打开气阀排除冷空气。这种方法要注意棉塞用牛皮纸和棉线扎紧,防止排气减压时,棉塞冲出试管口或瓶口;二是从加温开始就打开气阀,当气阀出口蒸汽直立冲出,气温较高时才关闭阀门,进入灭菌状态。
常压灭菌时无排气问题,但要注意常压灭菌灶结构对气流温度的影响,方形灶内一般靠盛水锅的4个边角气温最低,在建灶时,沿着锅沿把四个角落砌成圆形,以便灶内均匀升温,达到同步灭菌的目的。常压灭菌温度越高,灭菌所需时间越短,微生物死亡时间与灭菌所需时间关系见表3。
表3 常压灭菌的微生物致死时间
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