基质消毒灭菌包括对培养基、培养料中的微生物进行杀灭,它是食用菌纯培养的必要条件,一般采用热力灭菌(heat power sterilization)。热力灭菌是一种物理的方法,其原理是利用高温使菌体蛋白变性,从而使酶失去活性,达到灭菌的目的。
自然界中的各种微生物,对生长发育的温度要求各有不同。低于其生长温度,微生物表现出生长缓慢,或处于休眠状态,一般不会致死,然而当温度高于微生物生长的适宜温度,就会影响到微生物酶的活性,表现出生理代谢的紊乱。在高温条件下,细胞内原生质发生凝固,酶结构完全破坏,生化反应停止,细胞死亡。
微生物不同,对高温的抵抗能力亦不同,根据微生物生长发育对温度的反应,可以分为三类:高温性、中温性和低温性。
各类微生物生长的温度范围
微生物类型
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最低温度(℃)
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最适温度(℃)
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最高温度(℃)
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高温性
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30
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45~55
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60~75
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中温性
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5
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25~37
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45~50
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低温性
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0
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10~15
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20~30
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自然界中大多数微生物都属中温性生物,最适生长温度在25℃~37℃之间,多数低温性微生物在10℃~15℃之间,而高温微生物则适于在45℃~55℃生长。大多数霉菌、细菌、酵母的营养体和病毒在60℃以上,10 min内可致死。放线菌和霉菌的孢子耐热性强,在75℃~80℃需10~15 min才死亡。最耐热的是细菌的芽孢,在100℃的沸水中需数小时才死亡。其原因是细菌的芽孢胞壁厚,热传导差,细胞内的水分多以结合水状态存在,自由水含量少,其新陈代谢又处于低水平,酶的活动几乎停止。因此,在高温的条件下,芽孢蛋白质对热有很强的抵抗力。一般短时间的常温灭菌,很难杀灭这些休眠体,例如枯草芽孢杆菌的芽孢在80℃,可存活75 h,100℃下存活3~4 h,110℃下可存活34~38 min,120℃下存活7~8 min。
热力灭菌有多种方式,分为湿热灭菌(moist heat sterilization)和干热灭菌(dry heat sterilization)。湿热灭菌主要包括高压蒸气灭菌(high-pressure steam sterilization)、常压蒸气灭菌(normal pressure steam sterilization)、沸水灭菌(boiling water sterilization)、间歇灭菌(fractional sterilization)等多种方法。干热灭菌主要包括火焰灭菌(flame sterilization)和干热高温灭菌。灭菌时,应根据被灭菌物料达到的无菌程度、物料的理化性质和生产上的设备状况来选择相应的灭菌方法。一般在同样温度下,湿热灭菌比干热灭菌的效果好,因为蒸气的穿透力强,原生质在含水量较高的情况下更易变性凝固。例如,蛋白质含水量为0时,经160~170 min才能凝固;含水量在18%时,经80~90 min就可凝固;当含水量在50%时,只要56 min便可凝固。由此可见,在湿热处理下,杀灭微生物的时间要比干热灭菌短得多。
在食用菌栽培中,灭菌彻底与否是制作菌种和栽培实践最关键的一环,直接关系到培养料被杂菌污染与否,即关系到整个菇场生产的成功与否,应高度注意这一环节。(山西农业大学食用菌中心 常明昌教授) |