一种食用菌菌棒的灭菌方法

技术领域

本发明属于菌棒技术领域，尤其涉及一种食用菌菌棒的灭菌方法。

背景技术

近年来环保压力不断加大，散户烧柴、烧废菌棒、烧煤的灭菌方式带来的环境问题日益凸显。很多食用菌产区正在积极推进和实施燃煤双改工作。传统灭菌方式将面临逐步淘汰。当前食用菌菌棒灭菌采用燃烧锅炉蒸汽灭菌，传统灭菌时间需要48-72小时左右，近几年出现的高温灭菌柜最快也需要8-10个小时完成灭菌，整体灭菌周期较长。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种快速、高效的食用菌菌棒的灭菌方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种食用菌菌棒的灭菌方法，所述灭菌方法包括以下步骤：对食用菌菌棒进行打孔，打孔完成后进行电磁波灭菌处理，灭菌完成后封堵孔口。

本发明提供的一种食用菌菌棒的灭菌方法中，先通过在食用菌菌棒上进行打孔，随后进行电磁波灭菌处理，能够高效、快速的实现食用菌菌棒的灭菌，从而有利于后续菌丝的快速生长；采用本发明的技术方案进行灭菌处理时，相较于传统的灭菌方法，灭菌时间能够缩短144-360倍，极大的提高了整个食用菌产业的生产效率，并且在后续的接种培养中，菌丝长满的速度仅需32-35天，比采用传统方面灭菌后菌丝长满的时间缩短了25-30％，显著的提升了生产效率；同时，采用本发明的技术方案进行灭菌处理能够灭菌更彻底、无死角，得到质量优异的菌棒。

具体地，电磁波是指频率从300MHz到300GHz范围内，相应波长为1m到1mm范围内的电磁波，本发明采用电磁波灭菌机理主要是热效应和非热效应两者综合作用的结果。其中，电磁波灭菌的热效应是指当菌体受到电磁波的辐射后，菌体就会因吸收电磁波的能量而使体温升高，从而使其内部结构功能发生紊乱而达到灭菌作用；由于生物体内的蛋白质、水分、脂肪及一些化合物等都是属于电介质的，因此他们都具有吸收电磁波的良好特性；在没有辐射条件下，这些分子是自由随意地排列，整体表现出来是不显电性的，但如果这些分子在遇到电磁波辐射后，因为其内部电荷是不均匀的分布，因此他们能迅速地吸收电磁波能量，通过偶极矩的作用，这些分子会以每秒数十亿的调整旋转而产生热效应，这种加热方式是因为分子的本身运动形成的，所以受热体系温度均匀。电磁波灭菌的非热效应是指由于电磁波的作用，生物体内没有明显的温度变化，却可以使其产生强烈的各种生理、生化和功能的变化；体现在以下几个方面，第一方面是经过电磁波场的作用，细胞膜两侧的膜电位和电荷会起变化，使得膜功能障碍，这样细胞的正常代谢功能和生理活动就会受到干扰与破坏，从而导致细胞的生长会受到抑制或死亡；第二方面是从能量方面考虑，虽然电磁波的量子能不能够破坏生物大分子共价键，但对维持生物大分子高级结构的次级键具有破坏作用，从而使细胞的正常生理功能和繁殖能力遭到干扰或破坏；第三方面是经过电磁波辐照后，像DNA、蛋白质等生物大分子容易发生结构的异常，致使其功能异常或丧失；第四方面是电磁波的作用会改变微生物的生理活性物质；第五方面是电磁波能够让微生物体内的水分活度降低，从而破坏其生存环境。电磁波灭菌的非热效应对生物体的作用主要集中在细胞膜上，它的理论基础主要是“电穿孔”效应和细胞内电处理。其中，“电穿孔”效应指的是当电磁波的强度为KV/cm、持续时间在微秒与毫秒间，将其施加于细胞膜上，此时细胞膜电导率会改变，与此同时，细胞膜也会出现微孔，暂时失去了其屏障功能，从而使得内部物质外泄，大分子吸收量增加，这就是细胞膜“电穿孔”现象；根据施加电场强度的大小和作用时间又可分为可逆电穿孔和不可逆电穿孔；这种现象属于一种生物物理现象，它的优点有效率高、无残余毒性、参数易控制等。细胞内电处理指的是在对电穿孔的不断研究扩展中发现当电磁波强度在MV/m、周期为亚微秒或纳秒级时，细胞膜可能并不会出现很明显的电穿孔现象，但是此时细胞的功能却已经发生改变，细胞的内亚膜渗透性有增强，细胞核严重受损，会出现微细胞、多微核和核破裂，同时诱导细胞程序化死亡。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述食用菌菌棒的外表面包覆薄膜，所述薄膜为聚丙烯薄膜。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述薄膜的厚度为0.06-0.08mm。

发明人研究发现，当在食用菌菌棒外表面包覆聚丙烯薄膜，且优选薄膜的厚度为0.06-0.08mm时，选择上述厚度范围内的薄膜具有更好的耐热性和传热性，从而提升灭菌效果，且灭菌后菌丝能够在更短的时间内长满。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述孔的直径为3-5mm，孔的深度为食用菌菌棒直径的1/3-1/2，孔的数量为1-3个。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述孔的位置位于沿食用菌菌棒长度方向的1/2处。

发明人研究发现，与不打孔相比，打孔后能够实现更优异的灭菌效果，同时，发明人进一步研究发现，进一步优选孔的位置在食用菌菌棒的中间处，且孔的直径为3-5mm，孔的深度为食用菌菌棒直径的1/3-1/2以及孔的数量为1-3个时，灭菌效果更好，且后续菌丝长满所需的时间更短。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述电磁波灭菌处理为在电磁波发生器中进行。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述电磁波灭菌处理中，电磁波发生器的发射源与食用菌菌棒位于同一水平面。

具体地，在电磁波灭菌处理过程中，如果食用菌菌棒绕着是Z轴(顺时针或者逆时针)旋转，发射源应安装在与转盘上食用菌菌棒的同一水平面上；如果食用菌菌棒绕着X轴或者Y轴(顺时针或者逆时针)旋转，发射源应该在与轴线水平位置上，且与食用菌菌棒同一水平面。

发明人研究发现，当优选电磁波发生器的发射源与食用菌菌棒位于同一水平面时，能够提高灭菌效率。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述电磁波灭菌处理中，灭菌温度为105-110℃，灭菌时间为4-10min。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述电磁波灭菌处理中，电磁波频率为2400-2500MHz。

发明人研究发现，当电磁波灭菌处理中，选择的电磁波处理参数在本发明给出的范围内时，能够取得良好的灭菌效果，后续菌丝长满食用菌菌棒所需的时间更短。

作为本发明所述灭菌方法的优选实施方式，所述电磁波灭菌处理中，每公斤食用菌菌棒对应的电磁波的功率为0.5-0.55kW。

发明人研究发现，当优选电磁波处理过程中的电磁波参数在上述范围内时，得到的综合效果更优，体现为灭菌时间更短、灭菌后菌丝长满所需时间也越短。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种食用菌菌棒的灭菌方法能够高效、快速的实现食用菌菌棒的灭菌，从而有利于后续菌丝的快速生长；采用本发明的技术方案进行灭菌处理时，相较于传统的灭菌方法，灭菌时间能够缩短144-360倍，极大的提高了整个食用菌产业的生产效率，并且在后续的接种培养中，菌丝长满的速度仅需32-35天，比采用传统方面灭菌后菌丝长满的时间缩短了25-30％，显著的提升了生产效率；同时，采用本发明的技术方案进行灭菌处理能够灭菌更彻底、无死角，得到质量优异的菌棒。另外，本发明提供的食用菌菌棒的灭菌方法操作简单、无需复杂的设备，有利于实际生产。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本领域常规试剂、方法和设备；且无特别说明，平行实验使用的原料为同一批原料。

实施例1

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，具体包括以下步骤：

(1)对表面包覆有厚度为0.07mm聚丙烯薄膜的食用菌菌棒进行打孔，其中孔的直径为4mm，孔的深度为食用菌菌棒直径的3/4，孔的位置位于沿食用菌菌棒长度方向的1/2处，孔的数量为1个；

(2)将打好孔的食用菌菌棒置于电磁波发生器中，保证食用菌菌棒与电磁波发射器位于同一水平面，且每公斤食用菌菌棒对应的电磁波的功率为0.5kW，电磁波频率为2450MHz，随后升温至105℃，接着保持该温度5min，结束后，用纸胶带封堵孔口；完成灭菌。

实施例2

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，具体包括以下步骤：

(1)对表面包覆有厚度为0.08mm聚乙烯薄膜的食用菌菌棒进行打孔，其中孔的直径为5mm，孔的深度为食用菌菌棒直径的1/2，孔的位置位于沿食用菌菌棒长度方向的1/2处，孔的数量为1个；

(2)将打好孔的食用菌菌棒置于电磁波发生器中，保证食用菌菌棒与电磁波发射器位于同一水平面，且每公斤食用菌菌棒对应的电磁波的功率为0.55kW，电磁波频率为2500MHz，随后升温至110℃，接着保持该温度4min，保温结束后，用纸胶带封堵孔口；完成灭菌。

实施例3

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，食用菌菌棒表面包覆有厚度为0.1mm聚丙烯薄膜。

实施例4

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，孔的直径为15mm。

实施例5

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，孔的直径为2mm。

实施例6

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，孔的深度为食用菌菌棒直径的4/5。

实施例7

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，孔的深度为食用菌菌棒直径的1/5。

实施例8

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，孔的数量为5个。

实施例9

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，升温至105℃，接着保持该温度2min。

实施例10

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，升温至120℃，接着保温5min。

实施例11

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，升温至100℃，接着保温5min。

实施例12

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，每公斤食用菌菌棒对应的电磁波的功率为0.45kW电磁波。

实施例13

本发明实施例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，每公斤食用菌菌棒对应的电磁波的功率为0.60kW。

对比例1

本发明对比例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，其与实施例1的唯一差别在于，未对食用菌菌棒进行打孔。

对比例2

本发明对比例提供一种食用菌菌棒的灭菌方法，本对比例的方法为采用常规食用菌菌棒的灭菌方法，具体为：通过燃烧天然气、下角料、木柴等对锅炉进行加热，产生100-105℃左右的高温蒸汽，将菌棒放至在灭菌柜，通过高温蒸汽不断加热，达到菌棒灭菌的效果。

效果例

本发明效果例验证实施例1-13和对比例1-2经过相应的灭菌处理后的食用菌菌棒的效果，具体为：对实施例1-13和对比例1-2经过灭菌处理后的食用菌菌棒于同一天进行接种，接种后使用纸胶带将打孔位置处进行封堵，随后按照菌棒常规方法进行培养，观察菌丝生长范围情况，记录菌丝长满食用菌菌棒的时间(天)，得到的结果如表1所示：

表1

从表1中可以看出，采用本发明的技术方案得到的效果优异，不仅体现在前期的灭菌时间更短，而且与对比例2(现有技术)相比，灭菌后菌丝长满菌棒所需的时间更短，缩小幅度在18.6-25.58％；

从实施例1和实施例3中可以看出，食用菌菌棒包覆薄膜的厚度会对性能带来影响，当实施例3中的薄膜的厚度不在进一步优选的范围内时，得到的菌丝长满菌棒的时间也呈现出一定的增加趋势；

从实施例1、实施例4-8和对比例1中可以看出，是否对食用菌菌棒进行打孔，以及打孔的数量、深度和直径等都会对后续菌丝的培养带来影响，当对比例1中不对菌棒进行打孔处理时，会导致菌棒袋炸裂，直接宣告实验失败，无法进行后续的接种长菌步骤，因此表格中给出的是“/”，即表示没有结果；当进一步优选打孔的数量、深度和直径在本发明给出的范围内时，得到的综合效果优异；从实施例1和实施例9-11中可以看出，电磁波灭菌处理过程中，保温温度、保温时间也会对灭菌效果带来影响，进而影响到后续菌丝的生长速度；当进一步优选保温温度和保温时间在本发明给出的范围内时，得到的灭菌效果更优；

从实施例1和实施例12-13中可以看出，电磁波处理中的功率也会对灭菌效果带来影响。

最后应当说明的是，以上实施例以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。