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食用菌固体培养基杀菌

更新时间:2011-08-02  浏览次数:2368

        用微波能对食用菌袋装培养基进行杀菌试验,以传统的高压湿热灭菌工艺。找出微波功率、微波作用时间以及培养基与微波原距离的变化对其杀菌效果的影响,为微波技术在食用菌生产中的开发应用提供了依据。
关键词 微波:杀菌作用;D10值培养基
食用菌作为一种传统的副食品,在人类三大食物来源(植物食品、动物食品、菌类食品)中占有重要地位。菌类食品具有营养丰富、生物效率高等特点,在河南省,食用菌生产的产值仅次于粮、棉、油、果、菜、位于第6位,成为一个出口创汇的优势产业。随着人民生活水平的提高和食用菌深加工技术的日臻完善,其市场需求量将不断增长。但是,目前食用菌的产量较低,严重较低,严重影响了食用菌的经济效益。针对当前存在的问题,一个主要的原因就是原始培养基的灭菌周期过长。传统的高压蒸汽杀菌,在温度为121℃的条件下,需要保持2h 以上才能达到灭菌效果。采用Whirlpool T120XS 小型家用微波对食用菌生产用培养基进行杀菌试验,结果表明,只需很短的时间就能达到良好的灭菌效果。
1 材料与方法
1.1 试验材料
灭菌设备为机械控制的频率为2450MHz、输出功率为850W的微波灭菌器。培养基采用优化的传统配方,棉籽壳、蔗糖、尿素、硫酸镁、水的比例为20:1:0.2:0.1:40。因各种微生物的生理特性不同,其微波作用效果也不一样。试验微生物为细菌、霉菌、酵母菌、放线菌。细菌菌落总数测定方法可参照GB/T4789.2-2003.
1.2 灭菌试验
将袋装培养基放入微波灭菌器中进行照射,然后取样、制菌悬液、涂平板,进行菌落计数,考察不同处理条件灭菌效果。根据食用菌种类的不同,分别以细菌、霉菌、放线菌和酵母菌的残留数量作为评价指标。然而,在试验中发现,由于细菌的耐热性强,当细菌被杀死时,霉菌、放线菌、酵母菌等其他菌类都已经被杀死了。因此,无论种植那一类食用菌,其灭菌效果都可以培养基内有无细菌生长为主要指标进行评价。试验中,每个杀菌功率条件下各设定5个照射时间(X值),根据各照射时间存活菌数(cfu/ml)的对数值(Y值),求出直线回归方程,并计算其D10值。D10值为杀灭90%微生物所需时间,是表示各种理化因子杀菌速度的重要指标。每组试验重复5次,取其平均值 。
2 试验结果分析
2.1 微波输出功率对杀菌效果的影响
以装量为225g、含湿率为55%的聚乙烯塑料袋装培养基进行杀菌试验,分别在400W、600W、850W的功率下,对固体培养物料用微波照射不同的时间,所得结果如图1。
-
100-
80 -
致 60 - 400W
死 40 - 600W
率 20 - 850W
% 0 · · · · · · · · ·
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
时间 min
图1 不同功率下不同时间的细菌致死率
由图1可知,微波功率为400W和600W时,细菌的致死率起初缓慢上升,2min后,致死率呈急剧上升趋势。在接下来的1min的时间内,细菌的致死率可由原来的20%左右,上升到90%以上。但继续延长微波照射时间,细菌的致死率变化却不明显。这可能是由于此时物料中细菌基数变小,另一方面也可能是由于某些抗性细菌,如枯草芽孢杆菌存在的缘故。若将微波照射延长到一定程度,也可以达到100%的致死率。在850W的功率下,0~1.5mm之内,细菌的致死率一直呈快速上升趋势1.5mm后,上升趋势。此时的致死率可达 95%。微波不仅对细菌的致死作用,而且致死速度快。由图1可知,在400W、600W和850W的功率下,灭菌所需的时间分别为3.5min、3.0mm和1.8mm。
测定微波对细菌杀灭的D10值,实验结果表明,D10值随功率的增大而降低,见表1。在实验过程中,用半导体点式温度计测培养基的温度。在微波功率不变的情况下,控制灭菌时间,发现随着时间 的延长温升不大,而且终温度均不超过100。这是由于食用菌培养基的水料比为1.2:1,含湿率大于50%。水分子是极性分子,所以水的存在对于微波杀菌具有重大意义。
袋的位置到波源的距离cm 原始菌数cfu/ml 照射后的菌数cfu/ml 致死率 %
1 174 0 100.00
11 173 40 76.88
22 238 150 36.98
表1 不同微波功率对细菌杀灭的D10值 表2 培养基袋的位置对微波杀菌效果的影响
微波输出功率 回归方程 相关系数 D10值
850W Y=9.3597-5.8812X -0.9753 1.5
600W Y=13.3089-5.5854X -0.9887 2.5
400W Y=8.6203-2.8909X -0.9689 3.0

由表1可以看出,在物料到微波源的距离一定的情况下,微波的功率对杀菌效果有很大的影响。微波功率越大,则D10值越小,即达到相同杀菌效果所用的时间越短。
2.2 培养基位置对微波杀菌效果的影响
试验采用Whirpool T120XS小型家具微波炉,摘取转盘,将袋装培养基平行波源放置,在850W功率下照射2min。试验结果表明,靠微波源较近一端的杀灭率较之远的一端要高,见表2。
由表2 可知,致死率随着培养基到微波源距离的增大而减小,这是由于微波功率密度在空间分布的不均匀性所致。随着至微波源距离的增大,微波功率密度越来越小,故灭菌的效果随着与微波源距离的增大而越来越差。
2.3 聚乙烯塑料袋对微波杀菌效果的影响
仍以每袋225g、含湿率为55%的固体培养基做杀菌试验,只改变包装材料,其他条件都不变。实验结果见表3。
表3 聚乙烯塑料袋对微波杀菌效果的影响
包装材料 灭菌前细菌数 cfu/ml 灭菌后细菌数 cfu/ml
聚乙烯塑料袋包装 1.76×104 1
直接杀菌 不用包装 1.76×104 0
实验结果表明,聚乙塑料袋包装对杀菌效果几乎无影响。这是因为聚乙烯塑料为低耗介质,微波在其中传播的损耗极小,不影响微波对培养基的杀菌结果.
3 结果与讨论
3.1 结论
(1) 微波功率越大,则D10值越小。也就是说,微波功率越大,达到灭菌所需的时间越短,灭菌效果越好。
(2) 距离也是对微波杀菌的一个很重要的影响因素。随着物料与微波功率距离的增大,其功率密度急剧减少,从而杀菌效果也越来越差。
(3) 聚乙烯塑料袋(生产食用菌的培养基包装袋)适合于微波杀菌,并且对微波杀菌的效果没有影响。

 

 

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0531-85062671

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