食用菌制种机械与设备

时间：2022-11-20 百科知识版权反馈

【摘要】：食用菌制种机械与设备是用于分离和扩大培养各级菌种的专用设备和工具。湿热灭菌是利用蒸汽或沸水来进行灭菌的方法。一般适用于原种、栽培种以及食用菌熟料栽培等灭菌。因此，在常压灭菌中，用旺火升温，使锅内水温尽快升至100℃，是取得较好灭菌效果的关键因素之一。灭菌锅下层温度达到100℃后，还需继续保持16小时以上，才能达到彻底灭菌的目的。

（三）食用菌制种机械与设备

食用菌制种机械与设备是用于分离和扩大培养各级菌种的专用设备和工具。主要包括灭菌设备、接种室、接种箱、超净工作台、接种针、接种铲、接种枪与镊子等各种接种工具。

1.消毒与灭菌设备

消毒与灭菌的方法可分为物理和化学方法两大类。

（1）物理方法与设备

①热力灭菌生产上普遍采用高温杀死微生物，它又可分为干热灭菌和湿热灭菌两种。干热灭菌是利用火焰的灼烧或干热空气来进行灭菌的方法。火焰灭菌法适用于一些接种工具、试管上和玻璃瓶口等的灭菌。干热空气灭菌法适用于一些玻璃器皿、金属用具等的灭菌，所使用的设备通常是高温干燥箱或干烤箱。

湿热灭菌是利用蒸汽或沸水来进行灭菌的方法。使用范围广，不仅可用于培养基（料）的灭菌，也可用于玻璃器皿、金属工具等的灭菌。湿热灭菌方法有高压蒸汽灭菌和常压灭菌。高压蒸汽灭菌是将灭菌物置于密封的高压锅内，利用加压高温蒸汽在较短的时间内达到彻底灭菌的方法。常用的高压锅类型有：手提式高压锅、卧式高压锅、立式高压锅（图15）。手提式高压锅容量较小，主要用于母种试管斜面培养基；卧式高压锅和立式高压锅容量较大，主要用于原种和栽培种的灭菌，一次可容纳750毫升的菌种瓶几百个不等。

高压蒸汽灭菌操作步骤：第一步，检查各部件完好情况，如安全阀、压力表、排气阀是否失灵，是否被异物堵塞，防止操作过程中发生故障和意外事故。第二步，向灭菌锅内加水至水位标记高度，如水过少，易烧干造成事故。如灭菌锅直接接通蒸汽，则不用加水。第三步，将待灭菌的培养基、料瓶或其他物品等分层次整齐地排列在锅内，留有适当空隙，便于蒸汽的流通，以提高灭菌效果。第四步，盖上锅盖，对角同时均匀拧紧锅盖上的螺栓，防止漏气。第五步，关闭放气阀，开始加热。第六步，当锅内压力上升至49.04千帕时，打开放气阀，排尽锅内冷空气，使压力降到零时，再关上放气阀。这一点很重要，如果冷空气未放尽，即使锅内达到一定压力时，温度仍达不到应有程度，就会影响灭菌效果。第七步，继续加热，当锅内压力和温度逐渐上升，达到灭菌所需的98.07千帕、121℃，或147.1千帕、128℃的压力和温度时，即为灭菌的开始时间，这时应减小热源。调节热源大小，保持所需要的压力，视培养基的不同种类，经30分钟或1.5～2小时，即可达到彻底灭菌目的。第八步，关闭热源，待压力下降到零时，打开放气阀，排出残留蒸汽。或蒸汽压力下降到49.04千帕，打开放气阀，待压力降到零时再打开锅盖，取出灭菌物品。

图15　立式高压锅

1.放气开关　2.拉盖把手　3.加水漏斗　4.加水开关　5.玻璃管上开关　6.玻璃管　7.止水标志　8.玻璃管下开关　9.玻璃管放水开关　10.加热处　11.压盖螺帽　12.压力表　13.压力阀重锤（第一）　14.压力阀重锤（第二）　15.内锅放水开关　16.大扳手

常压蒸汽灭菌法是利用自然压力的蒸汽进行灭菌的方法。一般适用于原种、栽培种以及食用菌熟料栽培等灭菌。其具有设备简单、投资省、灭菌容器大等特点。其缺点是灭菌时间长，培养料养分损失较多，热效率低，燃料消耗多。常用设备是常压灭菌锅，常压灭菌锅有木质蒸床、筐式灭菌锅和土蒸锅等。土蒸锅由灶身和灭菌锅等组成，灶身用砖砌成，灶前部设炉门，在炉膛内安装炉栅，灶后设烟囱。烟囱内径大小一般为0.18米×0.18米，高4米以上。灶上安放铸铁锅或铜板焊接锅，根据锅的大小，安装不同形式和规格的灭菌仓。灭菌仓的结构形式有木框架式、木板架式和砖砌仓式等。由于砖砌比较牢固耐用，现在一般采用此种结构。灭菌仓的四壁用砖砌成，仓顶一般用水泥预制成拱形，以使蒸汽冷凝水沿仓壁回流锅内，仓侧有料门，仓内设数层搁架板，以便分层叠放培养料。灭菌仓容积大小可根据生产规模来确定，小型一般采用立式，即灭菌仓容积大小（长×宽×高）为1.2米×1.2米×1.2米；中型规模生产采用卧式，大小为2.4米×1.2米×2米。

常压灭菌锅的使用和操作规程：第一，迅速装料，及时进灶。批量生产时每日投料量很大，如果安排不当，人手过少，培养料一旦调湿，料中存在的酵母菌、细菌等遇适宜条件迅速增殖，尤其是高温季节，如果装料时间过长，酵母菌、细菌等将基质分解，容易引起培养料的酸败，并使灭菌难以彻底。因此，应集中人力，迅速完成拌料、装袋、装瓶工作，尽快将已装好的培养料进行灭菌。第二，分层放置，均匀透气。塑料袋堆叠过高，不仅难以透气，而且有时受热后的塑料袋相互挤压会粘连在一起，形成蒸汽无法穿透的“死角”。为了使锅内蒸汽充分流畅，塑料袋、瓶子常采用顺码式堆放，每放4层，放置一个层架隔开。第三，加足水量，旺火升温，高温足时。在灭菌过程中，如果锅内很长时间达不到100℃，培养基的温度处于耐高温微生物的适温范围内，这些微生物就会在此时间内迅速增殖，给彻底灭菌带来隐患，严重的造成培养料酸败。因此，在常压灭菌中，用旺火升温，使锅内水温尽快升至100℃，是取得较好灭菌效果的关键因素之一。此外，水沸腾后，蒸汽的热量首先被锅顶及四壁吸收，然后逐渐向中下部传导，被料袋吸收。在一般火势下，要经过4～6个小时才能透入料袋中心，使袋中温度接近100℃。灭菌锅下层温度达到100℃后，还需继续保持16小时以上，才能达到彻底灭菌的目的。其间注意补水，防止烧干锅，一次补水不宜过多，应少量多次，一般每小时加水1次。第四，灭菌时间达到后，停止加热，利用余热再封闭一段时间，待料温降至60～70℃时趁热移入接种室内冷却。

②巴氏消毒在食用菌生产中经常采用培养料堆制发酵的方法，由微生物的代谢热所产生的高温，使培养料发酵腐熟的同时，以巴氏消毒的原理杀死培养料中杂菌的营养体、害虫的幼虫及卵。

③紫外线灭菌紫外线是一种短波光，波长范围1360～ 3900埃（1埃等于0.1纳米）。其中波长为2000～3000埃的紫外线具有杀菌作用，尤以2650～2660埃波长杀菌力最强。紫外线灯是一种常用的灭菌工具。紫外线灯有多种型号，用于室内空气灭菌的多为直形灯管（220伏，30瓦），而用于菌种诱变的多为15瓦低功率的紫外线灯。使用紫外线灯灭菌时的注意事项：第一，由于紫外线穿透力很差，一层普通的玻璃或水就能滤去大量的紫外线，所以它只适用于空气和物体的表面消毒。第二，经紫外线照射后受到损伤的微生物，如果马上暴露在日光中，有一部分恢复正常，这叫做光复合现象，所以经紫外线杀菌的环境，不要马上使用日光灯。第三，由于紫外线对人体有害，可引起电光性眼炎，所以工作人员不要在紫外线灯打开的情况下工作，尤其是不要用眼直视正开着的紫外线灯。

（2）化学方法利用化学药剂来杀灭和抑制杂菌的生长与繁殖。一种化学药剂使用不同的剂量会表现出不同的杂菌效应。在低浓度时起抑菌作用，在高浓度时起杀菌作用。常用设备是喷雾器。制种常用的消毒剂有：硫磺、碳、高锰酸钾、酒精、碳酸、来苏儿、漂白粉、新洁尔灭、升汞、过氧乙酸、百菌清等。

2.接种室及接种设备

接种室是分离菌种和扩接菌种专用的无菌操作间。与灭菌室和培养室相邻，以避免在搬运过程中造成杂菌污染。接种设备是供菌种分离、移种，免除杂菌污染的专用设备。有接种箱和超净工作台等。

（1）接种室接种室又叫无菌室，分为里外两间，里间为接种间，外间为缓冲间。房间密闭，利于保持无菌。接种间的面积一般为5平方米（2米×2.5米），缓冲间为2平方米（1米×2米）。接种室应有天花板，天花板不宜过高，2.5米左右为宜。接种室应设置拉门，以减少空气的流动。门应设在离工作台最远的位置上，接种室与邻室的墙壁或玻璃隔墙上，应设置一个小橱窗，宽60厘米、高40厘米，内外有对拉的窗门。橱窗可供内外传递器材用，以减少工作人员在接种过程中进出接种室的次数，以减少污染机会。接种室内配备操作台和椅子供接种时使用。室内应备有酒精灯、75%酒精、接种工具、火柴、玻璃蜡笔、记录本、废物筐等。缓冲间的墙上装有更衣钩，备有工作服、鞋、帽、口罩、消毒药、瓷盆、毛巾等，以供操作人员使用。接种间和缓冲间内各安装1只紫外线灭菌灯（30瓦）和日光灯。接种间内的紫外线灯吊在操作台上方的天花板上，离地面2米；缓冲间的紫外灯可吊在中央。接种室的地面和墙壁应光洁，最好墙壁涂刷浅色油漆或贴瓷砖，以便清洗消毒。

（2）接种箱接种箱又叫无菌箱（图16），是供菌种分离、移接的专用操作箱。小规模制种时可用接种箱代替接种室。接种箱一般为木质结构，镶嵌玻璃，要求关闭严密，便于熏蒸消毒，使之能成为无菌环境，进行无菌操作。接种箱的形式很多，目前一般多采用的是长143厘米、宽86厘米、高159厘米，一人或双人操作的接种箱。箱的上层两侧安装玻璃，能灵活开闭，以便观察和操作。箱的中部两侧各留有两个直径为15厘米的圆孔口，孔口上再装有40厘米长的布袖套，双手伸入箱内操作时，布套的松紧带能紧套手腕处，可防止外界空气中的杂菌介入。箱的内外均用白漆涂刷，箱顶安装一只紫外线灭菌灯（波长2537埃，功率30瓦）和1只照明用日光灯。接种箱制作简单，便于移动，消毒灭菌方便，气温高时人在外面操作不会感到闷热，一般农村菌种场都乐于采用。接种箱放置的房间要邻近灭菌室，房间要宽敞明亮，经常保持干净，不要和其他操作间混用。

图16　接种箱（单位：厘米）

（3）超净工作台超净工作台是无菌操作的一种高档设备，是新型的净化空气的装置（图17）。超净工作台工作时，空气经中效过滤器，由通风机压入高效过滤器，经过严格过滤，洁净空气呈水平层流，源源不断地送入作业区。一般开机后30分钟，作业区的空气就达到净化要求，即可投入正常操作。装备的紫外线灭菌灯和远红外加热器可用于杀菌和调节温度。超净工作台与接种箱比较，具有工作条件好，操作方便、效率高、无菌效果可靠、无消毒药剂对人体危害等优点，但价格较高，需消耗电能，运行费用亦较高。本设备应安装于灰尘量较低的房内，过滤器需按时清洗或更换。

（4）接种机接种机（图18）主要由机体、菌刀、瓶夹机构、卸料机构、传动系统、电器控制箱等组成。该机融机械传动与电气控制于一体，全自动联合作业，一次可完成栽培料袋的表面消毒、压扁整形、打穴口、菌种的挖掘与接入、封穴薄膜的切割、贴封与热合等全部工序。工作原理是将原种菌瓶装入瓶夹，由电动机通过传动系统使菌刀、原种菌瓶相对于偏心旋转，菌刀有节奏地转动，菌瓶做反方向的回转。菌刀每转4圈通过弧形铁、挺臂、棘轮、钢丝绳，使菌刀进给上升一次（1.7毫米左右）。挖下的菌种自动落入接种盘上，待接菌瓶瓶颈顶住操纵杆，经连杆牵动将接种盘上菌种卸入待接菌瓶内，待接菌瓶退出后操纵杆复位，此时由操纵杆底部挡板触动了挖种行程开关，使菌刀又旋转上升一次，挖下菌块。如此循环工作，直至原种菌瓶菌种挖完，手按复位按钮，菌刀由弹簧作用恢复原位。