食用菌培养基质热力灭菌的原理与主要方法

春雨菌业

山西农业大学食用菌中心　常明昌教授

　　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
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微生物类型　最低温度　最适温度　最高温度
　　　　　　　（℃）　　（℃）　　（℃）
　高温性　　　 30　　　45－55　　60－75
　中温性　　　　5　　　25－37　　45－50
　低温性　　　　0　　　10－15　　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。