菌種培養容器在革新中暴露的瓶頸問題及應對之道

濟南蘭（lán）光機電技術有限公司

　　隨著食用菌（jun1）產（chǎn）業的規模化發展，菌種的需求（qiú）越來越大。菌種是指以適（shì）宜的營養培養基為載體進行純培養的菌絲（sī）體，要經過母種、原種（zhǒng）和栽培種三級逐步（bù）擴大培養來生產。雖然目前我國選育（yù）種技術已達到國際先進水準（zhǔn），但菌種培（péi）養技（jì）術和設備仍與（yǔ）國際存在較大差距，尤其在培養容器方麵，傳統方式仍占主（zhǔ）流，這就導致了培育效率偏低、進而造成食用菌減產和相關產業競爭力下降。因此，提升我國菌種培育能力要以革新容器材料為核心，以（yǐ）靈活搭配各種包裝形式為手段。

一、培（péi）養容器（qì）的革新

玻璃瓶

　　自1902年美國達格爾利用牛奶瓶製成（chéng）純（chún）種菌，玻（bō）璃瓶（píng）作（zuò）為菌（jun1）種培養（yǎng）容器首次登上曆史舞台並一（yī）直沿用至今。玻（bō）璃透明（míng）、堅硬，耐高溫和壓力，用此材料作為菌種培養容器具（jù）有眾多無可比擬的優點：1、瓶（píng）體在高溫滅菌和運輸過程中不怕擠壓，對內部菌種起到（dào）保護作用；2、堆（duī）碼時瓶體之間留有一定的空隙，這在高溫滅菌階段利於熱氣流的循環，使瓶（píng）體受熱均勻，在後期儲存中也具有良好的預防（fáng）燒堆的效果；3、材質堅硬，可以有效防止鼠害蟲害的（de）威脅（xié）。但是，玻璃材質（zhì）易碎的特質卻是製約其未來應用的最主要因素，曆年因運輸途中瓶體破碎引起的菌種毀滅（miè）事件時有發生，使菇農損失慘重。另外玻璃材質的堅硬特性也在一定程度上製約了單位運輸裝載量，因而引發了人力、物力成本的上升。所以，盡管（guǎn）玻璃菌種瓶已被菇農所認可，但（dàn）隨著購買、運輸成（chéng）本的不斷上漲，菇農們迫切的需要一種成（chéng）本低、耐磨損、容量大的（de）新型（xíng）菌種培養容器，塑料材質容器應運而生。

塑料容器

　　20世（shì）紀80年（nián）代，以聚乙烯或聚（jù）丙烯為主的塑料菌種瓶逐漸進入菇農的視野，該類容器在延續了玻璃瓶耐熱、耐壓、透明等性能的基礎（chǔ）上，進一步（bù）突出（chū）了輕（qīng）質化、耐磨損、容量（liàng）大的新特性，這些優勢的綜合作用（yòng），帶動了生產成本大幅下降。接下來，筆者（zhě）從空瓶重量、包裝（zhuāng）成（chéng）本、滅菌成本、購買成本和運（yùn）輸成本五個方麵對750ml標準聚丙烯塑料瓶和玻璃瓶進行了對比：

表1. 750ml標（biāo）準聚丙烯塑料瓶和玻璃瓶成（chéng）本（běn）對比

　　通過表1可以直觀看出，同容量的菌種瓶，塑料材質比玻璃材質輕了93.63%；運輸（shū）容量和滅菌容量分別提（tí）升了（le）20%和28%；購買成本和（hé）運輸成本（běn）分別降低了14.75%和16%。總之，塑料瓶的生產成本較玻璃瓶（píng）降低了16.14%，這在當今成本普遍上漲的局勢下使得塑料菌種容器更加具有吸引（yǐn）力和競爭力。

　　在塑料瓶興起的同時，同材質的另一容器形式——塑料（liào）袋也異軍突（tū）起，開（kāi）始運用到（dào）菌種培養的領域，這一變化引發了菌種（zhǒng）容（róng）器從材質到形式的（de）革新，使滅菌和運輸容量得到最大限度提升，一方麵較玻璃瓶更易裝料、取種，另一方（fāng）麵可以最大程度的免除挖扒操作對菌絲（sī）的傷害，加快菌絲在栽（zāi）培料的定植。塑料菌種袋的出現，極大提高（gāo）了菌種的生產效率，使工業化生產成為可能。

二、發展中（zhōng）遇到的瓶頸問題（tí）

　　雖然塑料瓶、塑料袋在取代玻璃瓶方麵展現了巨大的優勢，但目前我國菌種培養（yǎng）容器仍以玻璃瓶（píng）為（wéi）主，並未發生較大的（de）變化。其原因在於塑料的機械性能不穩定（dìng）以及透氣性兩大瓶頸而（ér）導（dǎo）致的製種成品（pǐn）率下降。塑料（liào）的機械性能主要指的是拉（lā）伸、撕裂、熱封強度和耐壓能力等，在菌種的滅菌消（xiāo）毒中，如疊放過於緊密，塑料菌（jun1）種瓶/菌種袋互相擠壓，容易發生漲袋乃至（zhì）破裂，造成滅菌（jun1）不徹（chè）底（dǐ）、封邊（biān）或連接部位漏氣，影響後續的發菌質量。菌種發菌階段，生長速度加快，呼吸旺盛，對氧氣的需求量明顯（xiǎn）加（jiā）大，但一般塑（sù）料容器基（jī）質的透（tòu）氣性根本無法滿足其生長需要，這是造成塑料容器製種成品率下降的主要原因。對此，亟需探索有效的應對之道來解決或改進以上塑料容器（qì）的種種弊端。

三、兩（liǎng）方麵應對塑（sù）料菌（jun1）種（zhǒng）容器瓶頸問題

1、提高（gāo）塑（sù）料容器的機械性（xìng）能（néng）

　　據（jù）上述分析，塑料菌種容器受壓破裂是造成製種質量下降（jiàng）的原因之一，而這一問題與塑料膜材的拉伸性能、塑料容器（qì）的（de）熱封強度（dù）和耐壓強度（dù）關係（xì）密切。基於此，建議從以下幾個方麵來提升塑料容器的機械性能：第（dì）一、嚴格把控塑料膜材的生產工藝，對影（yǐng）響膜材物理、力學性能的重要因素如原材料、縱橫向拉（lā）伸比、拉伸區溫（wēn）度分（fèn）布等進行嚴格控製；第二、針對塑料袋這一形式，要特別注意封邊工（gōng）藝（yì）的質量，準確控製熱封溫度、時間等參（cān）數，提高其耐（nài）衝擊和耐壓（yā）能力；第三，完善製（zhì）瓶/袋（dài）企業和製種企業質量控製體係，引入現代化的質量檢測手段（duàn），利用智能電子拉力試（shì）驗（yàn）機、泄漏與密封強度測試儀等精密檢測儀器為塑料製品的物理、機械性能提供精確的數（shù）據分析（xī），以提（tí）升塑料製品的品（pǐn）質。

2、提高塑料容器的透氣性能

　　透氣性主（zhǔ）要影響菌種（zhǒng）發菌的數量和（hé）時間，針對這一問題，目前行業已有幾種較為成熟的解決方（fāng）案，分別為透氣膜（mó）型菌種（zhǒng）袋、棉塞封口和無棉蓋體塑（sù）料（liào）雙套環封口三種形式。棉塞封口（kǒu）屬於傳統（tǒng）封口方法，可通用（yòng）於常規塑料瓶或袋，但在滅菌時棉塞易受潮而增加菌種汙（wū）染率；而無（wú）棉蓋體塑料雙套環封口法透氣效果良好，但操（cāo）作複（fù）雜（zá），不（bú）利於現代（dài）機械化生產；透氣膜型菌種袋是在常規塑料袋表麵粘（zhān）合一塊或多塊方（fāng）形微孔透氣（qì）膜替（tì）代普通塑料膜材，這種微孔膜既允許氧氣分子順利通過（guò）又阻止了（le）液（yè）態水的滲透，在為菌絲生長（zhǎng）提供充足的氧氣（qì）的同時防止外（wài）界微生（shēng）物的（de）侵入。曾有相關學者對180*300*0.05（mm）規格的透氣性菌種袋和150*280*0.06mm（mm）規格的常規菌種袋（dài）分別進（jìn）行了菌種培養試驗：在麥粒培養基上（shàng）接種香菇母種，長滿後做接種材料。在透氣袋和常（cháng）規袋中裝入490g和400g木屑培養基，常壓滅菌14h，冷卻（què）後接種16g/袋，至於室溫24℃±2℃下做如表2處理，最終編碼2.不透氣常規袋中菌種停止生長，而編碼（mǎ）1.透氣袋和編碼3.具有透氣裝置的常規袋內的菌種萌發、生長快速，均勻、長勢旺盛，但編碼1.透氣袋菌絲滿袋時間為10-11天，較編碼3.常規（guī）袋的滿袋時間（40-45天）提前了進3倍左右。這個試驗充分反映了透氣膜性（xìng）菌種袋在菌絲生長質量和滿袋（dài）時間（jiān）方（fāng）麵具有顯著的優勢，對於（yú）未來製種工業的產業化發展提供了（le）有力的支持。

表2.透氣袋和常規袋試驗對比

　　然而（ér），采用透氣型菌種袋進行菌種培養與（yǔ）傳統培（péi）養有（yǒu）著極大（dà）的差異，因此其生產（chǎn）材料和過程中質量控製顯得極為重要。雖然透氣型菌種袋的氣體滲透性有利於菌種的生長，但對（duì）於多大的透氣量或（huò）多快的透氣（qì）速率才是（shì）適宜菌種生長的“黃金參數”，目前相關企業或學者（zhě）尚未做深入的研究，但是筆者卻認為準確掌握透氣膜透氣量、透氣速率等基本數據及其影響因素是促使現今透氣型菌種（zhǒng）袋獲得更（gèng）加穩定的培育效果的（de）重要途（tú）徑。

　　下麵就上述兩項（xiàng）指標的測試方法做簡要的（de）介紹（shào）。常（cháng）用膜材（cái）的透氣量和（hé）透氣率的測量一般（bān）借助壓差法（fǎ）氣體滲透儀使測試（shì）試樣兩側由真空狀態調（diào）整到維（wéi）持一個恒定的壓差（chà），對試（shì）樣（yàng）一側充入氣體，在壓差梯度的作用下由高（gāo）壓側向低壓側滲透，儀器內部傳感器通過對低壓側氣體（tǐ）的監（jiān）測處理，即可獲得該透（tòu）氣膜材的透氣量、透過（guò）率等參數。同時，可以借助最新的數據擬合技術，掌握非常溫下數據的變化發展情況。

　　綜上所述，菌種培（péi）養容器的變革極大促進了機械化製種的進步，從另一個角度也反映了工業的快速發展對菌種包裝容器的質（zhì）量和功能提出了更加嚴格的要求，本（běn）文從宏觀角度描（miáo）述了（le）目前製種行業培養容器的革新情（qíng）況，並分析了不同菌種培養容器在應用（yòng）中暴露的局（jú）限（xiàn）性，從容（róng）器本身（shēn）的性（xìng）能出發提出了兩種解決方案，以期提升菌種（zhǒng）包裝容器的質量和功效。