图解海鲜菇袋式栽培技术（三）

2015-11-07黄毅

食药用菌 2015年5期

关键词：常压支管冷空气

黄毅

（福建农林大学，福州 350000）

图解海鲜菇袋式栽培技术（三）

黄毅

（福建农林大学，福州 350000）

4 灭菌

填料结束后应尽快进入灭菌程序，以减少灭菌前微生物自繁量，利于灭菌彻底。灭菌方式根据生产规模分成常压灭菌、半高压灭菌、高压灭菌、抽真空灭菌等。

无论使用哪种灭菌锅，其原理相近，都是使用蒸汽灭菌，仅是压力高低、灭菌时间长短不同而已。原理：饱和蒸汽有很强的穿透性，蒸汽接触到被灭菌的物品时会释放出大量的潜热，培养基中细菌的蛋白质分子在蒸汽湿热作用下，氢键断裂，致细菌死亡。

4.1 常压灭菌

设施化栽培多使用灭菌时间较长的常压灭菌，各地常压灭菌形式多样。福建顺昌县为海鲜菇袋式栽培的主产地，栽培初期，有的小企业采用简易的常压灭菌；有的使用周转筐重叠灭菌锅，帆布覆盖灭菌，随后改成常压灭菌灶灭菌。使用周转筐灭菌劳动强度比较大，后来改为塑料周转筐加灭菌小车的方式。

（1）灭菌锅构筑。将填好料的栽培包置于塑料筐内，放在移动灭菌小车上（图1），推入具有双层保温墙的常压灭菌锅内灭菌。锅炉蒸汽通过保温管，从灭菌锅的上端送气（图2）。为保证蒸汽能够均匀地从上往下送入，不存在死角，在锅顶上端安装有“王”字型蒸汽分支管道。管道上每间隔10厘米，开有3毫米的锥形小口，便于蒸汽出口后成锥形扩散。在构筑常压灭菌锅之前，按灭菌锅投影面积，进行地面保温预处理，使用挤塑板，按灭菌锅投影面积垫底，厚20厘米，上用直径8毫米钢筋铺设成方格做加强筋，锅内对角线交点安放排水管（另一端头安装在常压灭菌锅外，并安装有直通阀门，控制排气量），作简单固定可浇灌8厘米厚水泥，再铺设高标号水泥层2厘米。

常压灭菌锅天天使用，地面如果不设置保温层，天长日久，能耗的损失量非常惊人。因此，宁可在常压灭菌锅建筑之前充分考虑，设置地面保温，虽然花费高些，但从长期运行来测算，还是合算的。另外，使用高标号水泥和铁丝网格，能防止灭菌小车在水泥地面反复行走而导致地面开裂。

图1 专用灭菌小车

图2 锅炉供气常压灭菌锅

图3 “田”字形顶出气管

（2）使用灭菌小车。使用灭菌小车比传统使用的周转筐重叠堆放方式降低劳动强度，提高效率，且蒸汽流在灭菌小车层架之间流动更加通畅，栽培包受热更均匀。具体操作：采用边进气，边排气的方式，尽可能在短时间内（120分钟），使锅内的温度上升至98 ℃，然后开始计算灭菌时间。上汽后，关小阀门，最好使灭菌锅内温度能够始终维持在100～101 ℃，保持微压。灭菌过程时刻都排汽至关重要，能够保证锅内形成“活蒸汽”。当锅内温度接近98 ℃时，可以关小排气阀，但不能全关。至灭菌结束一般需要13～14小时。随后，关闭进气阀，全开排气阀，灭菌小车在灭菌锅内自然冷却。

必须使用即时监控记录灭菌过程的温度变化曲线，能够一目了然地了解灭菌过程温度是否始终维持在98 ℃以上。燃料来自于采收后的废包，去除塑料膜后，置于专用铁制周转筐内，自然风干后再做燃料，以降低燃料费用。此外，还有各式各样的常压灭菌锅形式。

常压灭菌锅缺点：灭菌时间长达13小时以上，通常白天打包，晚间进行灭菌，大多数企业或专业户，没有安装即时灭菌全过程记录仪，难以保证全过程灭菌锅内温度始终维持在98 ℃以上，导致灭菌不彻底，引起细菌性污染。虽然采用常压灭菌锅初期投资较少，但出现隐性细菌污染概率较高，稳定性不足，不可取。

4.2 高压灭菌

锅炉产生的高压、高温蒸汽，通入密闭的蒸锅内，蒸汽不外溢，压力不断上升，使水的沸点不断提高，从而锅内温度也随之增加。在0.1兆帕的压力下，锅内温度达121 ℃。在此蒸汽温度下，可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。高压灭菌锅的形式多样，最常使用的有单门直开，双门抽真空灭菌锅。

（1）单门侧开式高压灭菌锅。锅体结构：该类型高压灭菌锅采用圆柱体结构，受压均匀，允许使用最高压力0.14兆帕。灭菌锅内有效使用容积较方形高压灭菌锅小。有上、侧、底部三种进气方式，多为下排气，下排气口较多。各排气系统安装2路排气管支管。一为直排支管，由管道和直排阀门构成，用于快速排净灭菌初期锅内的冷空气；灭菌结束后，当锅内气压下降到安全值后，排出锅内残留蒸汽。二是由管道和疏水阀门组成的疏水阀支管。疏水阀是所有标准大型高压灭菌锅的必备的部件，由锥形抵针、弹簧、排气管、直排阀门组成。当蒸汽通过疏水阀，和锥形抵针连成一体的弹簧圈会受热膨胀，抵挡住出气口，蒸汽无法流过，过一会儿，由于散热作用，疏水阀内弹簧收缩，锥形抵针提升，灭菌锅内的冷凝水从出气管流出，同时蒸汽也逃逸出，锥形抵针又重新膨胀，通过锥形抵针、弹簧等反复膨胀，收缩，达到疏水目的。生产上往往会出现弹簧“锈死”，达不到排出冷凝水的作用，也就无法在灭菌过程实现灭菌锅内始终处于活蒸汽状态，导致发生细菌性污染，甚至是霉菌污染。在生产上，栽培包侧面有时会出现零星霉菌斑点，可以断定是疏水阀内弹簧“锈死”的原因，故，停工一段时间后，应检查疏水阀内的弹簧是否“锈死”。

高压灭菌过程，必须依靠疏水阀间断排气，才能使灭菌锅内产生“活”蒸汽。这是灭菌锅在使用过程中务必思考的主要问题。高压灭菌锅是规模化生产所必备的，单价较低，用量大。由于高压灭菌锅属于特种压力容器，必须由具有资质的单位专业制作和检测。

图4 圆形高压灭菌锅

图5 灭菌锅内的周转筐

图6 直排支管与疏水阀支管

常用方法：对于锅炉、高压灭菌锅安装位置间距比较远的企业，应先将锅炉产生的压力蒸汽，经过保温无缝钢管，进入锅炉分汽缸，打开分汽缸的分支阀门，排出管道内的冷空气及冷凝水2～5分钟，关闭分汽缸的分支阀门。分汽缸另一出气口输出的蒸汽，再经过压力调节阀，输入高压灭菌锅，此时输入的蒸汽为饱和蒸汽。通入蒸汽后，压力指示表上升到0.05兆帕时（此时表头温度为111 ℃）打开直排放气阀，排出锅内的冷空气，待压力表指针归零后，再通入蒸汽，反复操作3次，才能够排净高压灭菌锅内的冷空气。随后，控制压力表头为0.07兆帕（温度是115 ℃），维持15～20分钟，通过调节进气阀门的大小来控制升压速度。该过程必须缓慢进行，慢进，快排，使栽培包内的冷空气受热，膨胀，排出包口。将锅内压力提升到0.105～0.12兆帕（温度为121～123 ℃），维持120分钟（温度到达121 ℃开始计时）。灭菌结束后，关闭进气阀门。当灭菌锅内的压力缓慢降至0.05兆帕，打开直排支管上的阀门，至压力表压力为零。20分钟后，松开高压灭菌锅螺丝，但不打开锅门，至多开门缝1厘米，控制外界冷空气进入高压灭菌锅的量，灭菌锅内高温余热，使进入灭菌锅内冷空气中的杂菌孢子受热致死。

灭菌后，待栽培包在灭菌锅内自然冷却后再拉出灭菌锅，移入极干净的接种间，继续冷却至常温。灭菌结束后不可依旧放置在灭菌锅内，否则锅内的气压会低于外界气压，第二天打不开锅门，得重新加热至100 ℃，才能够打开锅门。

注意事项：海鲜菇栽培多使用低压聚乙烯袋作为栽培容器，其抗张强度较高，也不易被刺破，塑料袋膜会随着包内栽培料降解收缩而缩小，不会出现“脱壁”现象。但低压聚乙烯栽培包也有不足：温度超过120 ℃时，会出现粘包现象，因此灭菌锅内最大的压力只能够控制在0.100兆帕，表头温度为120 ℃，致灭菌时间延长到150分钟。

灭菌后应观察栽培包培养基颜色是否加深，呈浅黑褐色。这是栽培料在高温下发生热浸提，糖分析出，产生糖的焦化反应。有经验的栽培者通过观察颜色变化，粗略判断是否灭菌彻底。精确判断还须通过“回接”测试（后述）。在生产上，如遇培养十余日后，栽培包侧面出现不定点杂色斑点，可以断定是疏水阀出现了问题，常见是疏水阀弹簧生锈，粘结，失去弹性，灭菌锅内局部无法形成“活”蒸汽，导致灭菌不彻底。因此，每月都应该检修疏水阀门，使其保持弹性状态。

单门灭菌锅的不足之处：栽培包（瓶）进出灭菌锅都在打包车间一侧，空间的尘埃颗粒多，会增加污染的概率。因此，使用隔离墙，将灭菌前后栽培包所处环境截然分开的双门高压灭菌锅，被越来越多的企业所认可。灭菌小车从灭菌锅前门进入，后门拉出，然后进入冷却系统（后述）。

（2）抽真空灭菌锅。日本开发出抽真空高压双门灭菌锅，可大幅度降低污染率，短短十余年时间被国内外的大中型木生菌类企业所采用。其锅体为方形（图7），灭菌空间得到充分利用，容量大。但最大压力仅能控制在0.11兆帕，灭菌锅所承受压力比圆形高压灭菌锅低得多。

原理：栽培包（瓶）内栽培料颗粒间存在着间隙（冷空气），冷空气为不良传导气体，影响湿热蒸汽的穿透，导致灭菌难以彻底。灭菌之前先进行抽真空，以排除锅体内栽培包空隙之间乃至栽培包颗粒间的冷空气，再输入蒸汽，按该菌类双门抽真空高压灭菌程序灭菌（不同容器，厂家会提供相应的灭菌程序），它比其他单门高压灭菌锅灭菌时间短，使用抽真空高压锅灭菌更容易彻底。

连云港国鑫食用菌全套设备企业为国内第一家引进日本全套技术的企业。短短十年间已生产近3 000台，产品遍及大江南北食用菌企业，获得好评。其灭菌锅内胆不脱皮，关键部位每一块铁件，按标准测试并留有档案。这种抽真空灭菌锅的开门方式有侧开门（图8）和推拉门（图9）两种，以前者为好。

图7 日本抽真空高压灭菌锅

图8 国鑫制造侧开抽真空灭菌锅

图9 推拉门抽真空灭菌锅

注意事项：无论哪一种灭菌锅，在灭菌过程中由于热传导，在锅体外表面产生的热辐射，会直接扩散到填料车间，提升车间室温，影响员工工作效率。有的企业在灭菌锅上端屋面开大型散热口，或在侧墙、后墙开口安装大功率排气扇，但问题都得不到根本解决。最近有不少企业砌12厘米厚的隔热墙，能有效减少热辐射（图10～12）。

图10 日本常压灭菌锅隔热墙

图11 日本抽真空高压灭菌锅隔热墙

图12 台湾高压灭菌锅隔热墙

通常填料后的栽培瓶置于塑料周转筐内，再由人工或机械搬入灭菌小车，沿锅内轨道推入灭菌锅（图13）。灭菌过程的高压、高温、高湿使灭菌小车润滑剂流失，在重压下，轴承极容易损坏，常需使用黄油高压泵加黄油，但损坏依然严重，大企业为此需要安排专人负责维修。最近有的甁式栽培企业使用无轮镀锌托盘，托盘上开有数排小孔，便于上下通气。栽培瓶自身有一定强度，可以重叠，装瓶，盖上盖子后，机械手自动堆叠，然后使用小型电动叉车，托入灭菌锅（图14）。袋式栽培人工或者机械上架，置于无轮灭菌小车上，使用手动液压拖车，拖入灭菌锅（图15）。只要准备两套设备，就能够完成进出锅工序。