食用菌固體培養基殺菌

        用微波能對食用菌袋裝培養基進(jìn)行殺菌試驗，以傳統的高壓濕熱滅菌工藝。找出微波功率、微波作用時(shí)間以及培養基與微波原距離的變化對其殺菌效果的影響，為微波技術(shù)在食用菌生產(chǎn)中的開(kāi)發(fā)應用提供了依據。
關(guān)鍵詞 微波：殺菌作用；D10值培養基
食用菌作為一種傳統的副食品，在人類(lèi)三大食物來(lái)源（植物食品、動(dòng)物食品、菌類(lèi)食品）中占有重要地位。菌類(lèi)食品具有營(yíng)養豐富、生物效率高等特點(diǎn)，在河南省，食用菌生產(chǎn)的產(chǎn)值僅次于糧、棉、油、果、菜、位于第6位，成為一個(gè)出口創(chuàng )匯的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。隨著(zhù)人民生活水平的提高和食用菌深加工技術(shù)的日臻完善，其市場(chǎng)需求量將不斷增長(cháng)。但是，目前食用菌的產(chǎn)量較低，嚴重較低，嚴重影響了食用菌的經(jīng)濟效益。針對當前存在的問(wèn)題，一個(gè)主要的原因就是原始培養基的滅菌周期過(guò)長(cháng)。傳統的高壓蒸汽殺菌，在溫度為121℃的條件下，需要保持2h 以上才能達到滅菌效果。采用Whirlpool T120XS 小型家用微波對食用菌生產(chǎn)用培養基進(jìn)行殺菌試驗，結果表明，只需很短的時(shí)間就能達到良好的滅菌效果。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
滅菌設備為機械控制的頻率為2450MHz、輸出功率為850W的微波滅菌器。培養基采用優(yōu)化的傳統配方，棉籽殼、蔗糖、尿素、硫酸鎂、水的比例為20：1：0.2：0.1：40。因各種微生物的生理特性不同，其微波作用效果也不一樣。試驗微生物為細菌、霉菌、酵母菌、放線(xiàn)菌。細菌菌落總數測定方法可參照GB/T4789.2-2003.
1.2 滅菌試驗
將袋裝培養基放入微波滅菌器中進(jìn)行照射，然后取樣、制菌懸液、涂平板，進(jìn)行菌落計數，考察不同處理條件滅菌效果。根據食用菌種類(lèi)的不同，分別以細菌、霉菌、放線(xiàn)菌和酵母菌的殘留數量作為評價(jià)指標。然而，在試驗中發(fā)現，由于細菌的耐熱性強，當細菌被殺死時(shí)，霉菌、放線(xiàn)菌、酵母菌等其他菌類(lèi)都已經(jīng)被殺死了。因此，無(wú)論種植那一類(lèi)食用菌，其滅菌效果都可以培養基內有無(wú)細菌生長(cháng)為主要指標進(jìn)行評價(jià)。試驗中，每個(gè)殺菌功率條件下各設定5個(gè)照射時(shí)間（X值），根據各照射時(shí)間存活菌數（cfu/ml）的對數值（Y值），求出直線(xiàn)回歸方程，并計算其D10值。D10值為殺滅90%微生物所需時(shí)間，是表示各種理化因子殺菌速度的重要指標。每組試驗重復5次，取其平均值 。
2 試驗結果分析
2.1 微波輸出功率對殺菌效果的影響
以裝量為225g、含濕率為55%的聚乙烯塑料袋裝培養基進(jìn)行殺菌試驗，分別在400W、600W、850W的功率下，對固體培養物料用微波照射不同的時(shí)間，所得結果如圖1。
-
100-
80 -
致 60 - 400W
死 40 - 600W
率 20 - 850W
% 0 ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183;
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
時(shí)間 min
圖1 不同功率下不同時(shí)間的細菌致死率
由圖1可知，微波功率為400W和600W時(shí)，細菌的致死率起初緩慢上升，2min后，致死率呈急劇上升趨勢。在接下來(lái)的1min的時(shí)間內，細菌的致死率可由原來(lái)的20%左右，上升到90%以上。但繼續延長(cháng)微波照射時(shí)間，細菌的致死率變化卻不明顯。這可能是由于此時(shí)物料中細菌基數變小，另一方面也可能是由于某些抗性細菌，如枯草芽孢桿菌存在的緣故。若將微波照射延長(cháng)到一定程度，也可以達到100%的致死率。在850W的功率下，0～1.5mm之內，細菌的致死率一直呈快速上升趨勢1.5mm后，上升趨勢。此時(shí)的致死率可達 95%。微波不僅對細菌的致死作用，而且致死速度快。由圖1可知，在400W、600W和850W的功率下，滅菌所需的時(shí)間分別為3.5min、3.0mm和1.8mm。
測定微波對細菌殺滅的D10值，實(shí)驗結果表明，D10值隨功率的增大而降低，見(jiàn)表1。在實(shí)驗過(guò)程中，用半導體點(diǎn)式溫度計測培養基的溫度。在微波功率不變的情況下，控制滅菌時(shí)間，發(fā)現隨著(zhù)時(shí)間 的延長(cháng)溫升不大，而且終溫度均不超過(guò)100。這是由于食用菌培養基的水料比為1.2：1，含濕率大于50%。水分子是極性分子，所以水的存在對于微波殺菌具有重大意義。
袋的位置到波源的距離cm 原始菌數cfu/ml 照射后的菌數cfu/ml 致死率 %
1 174 0 100.00
11 173 40 76.88
22 238 150 36.98
表1 不同微波功率對細菌殺滅的D10值 表2 培養基袋的位置對微波殺菌效果的影響
微波輸出功率 回歸方程 相關(guān)系數 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離一定的情況下，微波的功率對殺菌效果有很大的影響。微波功率越大，則D10值越小，即達到相同殺菌效果所用的時(shí)間越短。
2.2 培養基位置對微波殺菌效果的影響
試驗采用Whirpool T120XS小型家具微波爐，摘取轉盤(pán)，將袋裝培養基平行波源放置，在850W功率下照射2min。試驗結果表明，靠微波源較近一端的殺滅率較之遠的一端要高，見(jiàn)表2。
由表2 可知，致死率隨著(zhù)培養基到微波源距離的增大而減小，這是由于微波功率密度在空間分布的不均勻性所致。隨著(zhù)至微波源距離的增大，微波功率密度越來(lái)越小，故滅菌的效果隨著(zhù)與微波源距離的增大而越來(lái)越差。
2.3 聚乙烯塑料袋對微波殺菌效果的影響
仍以每袋225g、含濕率為55%的固體培養基做殺菌試驗，只改變包裝材料，其他條件都不變。實(shí)驗結果見(jiàn)表3。
表3 聚乙烯塑料袋對微波殺菌效果的影響
包裝材料 滅菌前細菌數 cfu/ml 滅菌后細菌數 cfu/ml
聚乙烯塑料袋包裝 1.76＆#215;104 1
直接殺菌 不用包裝 1.76＆#215;104 0
實(shí)驗結果表明，聚乙塑料袋包裝對殺菌效果幾乎無(wú)影響。這是因為聚乙烯塑料為低耗介質(zhì)，微波在其中傳播的損耗極小，不影響微波對培養基的殺菌結果.
3 結果與討論
3.1 結論
（1） 微波功率越大，則D10值越小。也就是說(shuō)，微波功率越大，達到滅菌所需的時(shí)間越短，滅菌效果越好。
（2） 距離也是對微波殺菌的一個(gè)很重要的影響因素。隨著(zhù)物料與微波功率距離的增大，其功率密度急劇減少，從而殺菌效果也越來(lái)越差。
（3） 聚乙烯塑料袋（生產(chǎn)食用菌的培養基包裝袋）適合于微波殺菌，并且對微波殺菌的效果沒(méi)有影響。