張倩,唐亮,徐三妹,李曉軍
(上海國寶企業(yè)發(fā)展中心,上海國寶生物工程研究所,上海 201203)
人工培育北冬蟲夏草需要由大米、黃豆粉、微量元素和礦物質(zhì)配制成的培養(yǎng)基。由于營養(yǎng)豐富,該培養(yǎng)基極易變質(zhì)發(fā)霉,須經(jīng)熟化和高溫高壓滅菌后,才能進入接種工序[1-4]。目前,國內(nèi)外培育北冬蟲夏草普遍是小規(guī)模試產(chǎn),多采用臥式圓形蒸汽滅菌鍋進行熟化滅菌,這種處理方法不能滿足規(guī)?;a(chǎn)的要求,年產(chǎn)量上限僅5噸。部分科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)采用分步熟化和高壓滅菌的方法,達不到徹底熟化和滅菌的要求,在物料轉(zhuǎn)送和接種時也容易染菌,進而造成大批量霉變。因此,建立適用于規(guī)?;a(chǎn)的培養(yǎng)基熟化和滅菌方法是工廠化培育北冬蟲夏草亟待解決的問題。
本文介紹了一種適用于規(guī)?;嘤倍x夏草的培養(yǎng)基熟化及滅菌方法,這種方法將培養(yǎng)基熟化和滅菌步驟合并,在雙開門隧道式壓力蒸汽滅菌器中同步進行。這種滅菌器進料時后門自行鎖閉、出料時前門自行鎖閉,與其后門緊接的是10萬級凈化潔凈控制緩沖區(qū),可以避免物料熟化滅菌后,二門同時開啟形成空氣流通,造成交叉污染,還能嚴格保證經(jīng)熟化滅菌后的物料在潔凈控制級別標準下進入接種工序。
采用的是臥式壓力蒸汽滅菌器,并對雙開門進行了改良,通過機械聯(lián)鎖原理實現(xiàn)一門開啟、另一門自行鎖閉的目的。滅菌器結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。
采用的隧道式壓力蒸汽滅菌器出料后門與10萬級凈化潔凈控制緩沖區(qū)相連,能嚴格保證熟化滅菌后的物料在潔凈控制條件下進入接種工序。出料緩沖區(qū)具體控制標準見表1。
圖1 雙開門隧道式壓力蒸汽滅菌器
表1 出料緩沖區(qū)潔凈控制標準
具體步驟包括加水、預熱、擺放、加熱、熟化和滅菌、排氣。
1)加水:接通雙開門隧道式壓力蒸汽滅菌器的電源,滅菌器儀表板上的各儀表指示燈全亮,按鍵選擇自動加水,蜂鳴器開始蜂鳴,加滿水后斷水,蜂鳴器停止蜂鳴。
2)預熱:操作溫度設(shè)置鍵將溫度調(diào)節(jié)為121℃,滅菌器自動開始預熱。
3)擺放:將裝有待滅菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)盒,依次擺放在搬運車上后,推進滅菌室,然后關(guān)閉滅菌器前門。搬運車采用不銹鋼制造。
4)加熱:按下滅菌鍵,將溫度設(shè)為121℃,保溫時間45min,待套層壓力升至0.10Mpa后,按下啟動鍵。
5)熟化和滅菌:滅菌室溫度升至121℃后自動進入保溫狀態(tài),指示燈亮,參數(shù)顯示區(qū)顯示剩余滅菌時間。
6)排氣:待滅菌室溫度自然降至90℃以下、壓力為0后,在10萬級潔凈控制緩沖區(qū)內(nèi)開啟滅菌器后門,從滅菌器后門出料。待培養(yǎng)基冷卻至常溫后,經(jīng)傳遞倉轉(zhuǎn)入1萬級潔凈控制的無菌室,待接種。
1)使用的雙門隧道式壓力蒸汽滅菌器的溫度和壓力全部由電腦設(shè)定的操作程序控制,靈敏度高、控制精確、自動化程度高,而且容量完全可以按照生產(chǎn)規(guī)模設(shè)定。
2)采用的滅菌器單位容積產(chǎn)量比普通臥式圓形蒸汽滅菌鍋高12.5倍,每日可熟化滅菌培養(yǎng)基5噸以上。同樣單位面積的普通臥式圓形蒸汽滅菌鍋,一批只能處理400個培養(yǎng)瓶,而本文方法采用的滅菌器一批可以處理250個培養(yǎng)盒,與5 000個培養(yǎng)瓶的生產(chǎn)能力相當,熟化滅菌效率提高了20倍。
3)前門進料、后門出料,可以將熟化滅菌生產(chǎn)和冷卻、接種工作區(qū)緊密連接,有利于環(huán)境潔凈控制。
4)將熟化和滅菌同步進行,比很多企業(yè)采用的分步熟化滅菌方法在生產(chǎn)工藝上有較多改進。首先,減少了一次裝料和卸料操作,降低了勞動強度;其次,減少了固定資產(chǎn)投入,縮小了設(shè)備占地;第三,可降低能耗近40%;第四,培養(yǎng)基熟化滅菌在穩(wěn)定的高溫和壓力條件下進行,可確保物料100%熟化滅菌。
培養(yǎng)基熟化和滅菌是北冬蟲夏草規(guī)?;a(chǎn)的關(guān)鍵步驟之一。有效的滅菌方法可以提高滅菌效率、降低能耗、保證滅菌效果、減少污染。本文介紹的方法在常見培養(yǎng)基滅菌和熟化方法的基礎(chǔ)上進行了改進,將培養(yǎng)基熟化和滅菌步驟合并,在有前后兩門的雙開門隧道式壓力蒸汽滅菌器中同步進行。并針對現(xiàn)有的雙門壓力滅菌器可雙門同時開啟,出料門無凈化控制,產(chǎn)能小、能耗高、易污染等情況,運用機械聯(lián)鎖原理,對雙開門隧道式壓力蒸汽滅菌器的前后門進行了改良,使前門進料時后門自行鎖閉、后門出料時前門自行鎖閉,并在出料后門設(shè)置了10萬級凈化潔凈控制緩沖區(qū),以解決現(xiàn)有方法無法大容量處理培養(yǎng)基及滅菌后的培養(yǎng)基易大批量的霉變的問題。
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