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液体菌种一线应用及工厂化生产中核心原理与注意事项

    二十年前,黑木耳生产几乎全部以固体菌种为主,但随着新技术的逐步开发应用,液体菌种拉开了黑木耳菌种生产的序幕。现在的黑木耳产业生产模式,已经由原来的千家万户小规模,逐步升级到现在的中大型、设施相对现代化的黑木耳菌包厂,生产结构更加合理,能源、资源、生产力、各种产品标准等的融合也带来了较传统更强的综合竞争力,本文以黑木耳液体菌种发展为例,浅析液体菌种在一线应用及工厂化生产中核心原理与注意事项。

    1.黑木耳种植经过了20余年的产业化推广发展,全国产区已经形成百亿袋的产业基础,在全国各个有条件的省份几乎都有分布,并且形成了相当可观的规模,集产、供、销、精深加工一条龙的企业也越来越多。以木耳为原料开发的即食食品、木耳饮料、保健品等多元化木耳产品逐渐走进人们的生活,并深受消费者的喜爱。

    木耳产业本身也大受裨益,价格处于一直非常稳定状态。

    近年来,黑木耳生产工艺的突破,使得黑木耳在菌包成品率、平均袋产等方面进入自动化时代。由早期固体菌种生产为主到现在液体菌种生产的转变是黑木耳产业进入工业化生产阶段的典型标志。

    液体菌种生产极大的降低了成本,提高了生产效率,解放了劳动力,一改原来生产环境差、设施标准低的作坊式生产模式。液体菌种投入黑木耳生产实现了生产周期短,一年可多季栽培、投入低、产出高、回报快、价格稳定等特点,被很多地方政府确定为精准扶贫项目,同时也受到越来越多的资本力量的关注。


    2.黑木耳菌包生产模式,由原来的千家万户小规模,逐步升级到现在的中、大型设施相对现代化的黑木耳菌包厂,生产结构更加合理,在能源、资源、生产力、各种产品标准的融合较传统更具综合竞争力。二十年前,黑木耳生产几乎全部以固体菌种为主,但随着新技术的逐步开发应用,液体菌种拉开了黑木耳菌种生产的序幕。

    3. 液体菌种不同于固体菌种的使用方法,其是在密闭的容器内,经过把混配好的营养基经过,高温灭菌、降温、然后接种、通入无菌空气恒温培养的一个过程,由于液体菌种的优势主要是短期内获得大量活力较强的菌丝体的一个量的优势,所以液体菌种更适合工厂化生产,一般的中小型工厂也适合液体菌种生产,确保液体菌种成功,保持高稳定性的因素固然和设施有关,但起决定性作用的还是操作液体菌种技术人员的个人素质、经验和综合能力。

    液体菌种在一线应用已有20多年,它体现出了一个特征:掌握了液体菌种全过程工艺流程完全不等于会成功表现液体菌种的特性(流动点多、萌发快、定值吃料快、生长周期短、成品率高);不等于真正能掌握液体菌种工厂化生产的秘诀。

    液体菌种设备的生产工艺,从转管活化-摇瓶-培养-培养罐操作流程-转接培养罐-培养,这个过程一般的人员都能在7-15天内可掌握并熟练操作,基本能够在生产中保证液体菌种制作培养的部分正常生产。就液体菌种特性来说,制作时要求技术人谨慎操作,否则会随时出现错误。液体菌种的特点是短时间获得大量的菌丝体,它在转接后由于没有受到机械损伤,菌丝体活力强,萌发迅猛,4小时萌动,6小时萌发,24小时定值吃料。

    4.确保液体菌种成功制作,除了人为因素外,生产环境也起着重要作用。菌包/种厂应尽量在远离污染源,通风好,水质好的地方,成产车间也要保持、干净、整洁卫生,防止生产环境对养菌过程造成污染。

    液体菌种工厂的生产模式主要分为工厂化生产和小规模生产,工厂化的生产条件较好,一般在封闭的车间环境内生产,控制严格,效果稳定,但一般投入较大,小规模生产比较差,投入较低,硬件设施简陋,生产量比较小,生产效果也差,主要凭生产人员的经验。目前,产区95%还是小规模的生产条件为主,工厂化占总体规模的比例还是偏低的,但这种情况正在迅速改观。

    液体菌种在工厂化各方面条件比较好的时候,失误率小,较固体菌种明显的优势,相反在小型菌厂里的表现总体要比工厂标准要明显低,小型菌包厂要想生产的菌包保持高成品率必须依靠技术人员的经验和技术水平来平衡设施差带来的不利因素,工厂化生产水平在不断的发展提升的过程中,对小型生产单位起到了非常关键的示范引导作用,对生产人员,广大的菌户起到了:以科技创新为动力,不断提升思想意思,狠抓管理,向科技要效益的科学发展观,大型工厂化的存在并不断推进对整个产业的发展意义重大。

    5.液体菌种对原料的选择要比固体菌种要严格,原料尽量无霉变,酸败,比如在回锅时加入过多的回锅料特别是酸败的料会造成液体菌种定值慢,吃料状态纤细无力,菌丝体弱,营养积累差,从而影响菌丝体质量和菌体质量。多年的实践中发现,液体菌种喜欢吃刚刚好灭菌彻底的培养料,定值快,吃料白壮,菌丝体浓密,所以,很多常压锅炉的灭菌状态特别符合液体菌种口味,在灭菌时候必须大火快烧,尽量在3小时内达到100度,维持7-8小时即可。相反,液体菌种最怕灭菌过度导致的高温碳化现象,一般灭菌后,落袋颜色发暗红色,都是营养消耗严重的标志,液体菌种最怕这种料,常会导致菌丝不萌发,或者没有反应,所以,用高压蒸锅灭菌时,灭菌时间不要过长,灭菌有两个作用,一是杀死培养料里的一切微生物;二是使培养料达到一定腐熟度,但切记不能在温度过高的情况下灭菌时间过长,灭菌腐熟度对菌种定值吃料影响很大,合理掌握灭菌时间,对成品率和菌袋质量非常重要。

    液体菌种技术经过多年的应用发展,目前以液体菌种为主的工厂越来越多,特别是黑龙江地区的黑木耳工厂化生产,凡是稍有规模的工厂选用的基本都是液体菌种生产模式,包括基层一些食用菌大户,建厂采用的基本都是首选液体菌种生产,液体菌种优异的长期的一线表现,让很多食用菌栽培者从心理上彻底接受了液体菌种的实用表现。黑龙江黑木耳的总产量占全国黑木耳总产量的46%,现在虽然绝大多数还是固体菌种生产为主,但代表黑龙江黑木耳生产水平和特征的是液体菌种工厂化,在很多地区已经形成了液体菌种工厂化工厂集群,比如黑龙江的大兴安岭地区,液体菌种工厂化已经成了黑龙江黑木耳的一张名片。

    6.液体菌种单就生产工艺来说,差别并不大,很多专门从事液体菌种的厂家都是可以把液体菌种制作和培养这一关做成的。

液体菌种设备是从制药设备简化演变而来的,结构简单,操作简便是培养食用菌菌丝体的简易装置,它由供气系统、过滤器、罐体、罐体内采用多采用气体搅拌,罐体较小的培养罐一般有内置加热棒,较大的有外引蒸汽热源,有简易的控制箱体,黑木耳液体菌种设备多按照日生产量匹配,为了获得高质量的液体菌种,一般不会超过600升,超过600升来讲就应该配置机械搅拌系统了,但也有气体搅达到800升甚至一吨的。

    按照黑龙江黑木耳的制作方法来说,采用握口插棒的方式:让菌丝体从中间的孔洞内先萌发定值,然后让它从中心向四周生长,菌丝体上下菌龄一致,菌袋口的部分,没有局部菌丝体老化迹象,导致黑木耳原基形成,生长一致,产量明显比传统套环方式高。而且在正常情况下不会引起因为布局菌丝体老化而导致的菌包局部感染霉菌而影响出耳的情况出现。香菇的制作工艺也可以采用这种方式,黑龙江和其他地区也多有实验,证明是可行的,比现有方式要好,一是制作可以自动化,接种可以使用液体菌种,中间透气性好,发菌成品率高,发菌时间短等优势。

    7.培养出高质量的液体菌种是使用液体菌种为生产模式工厂的最重要一关,而高质量的液体菌种取决于种子质量的好坏、液体培养基营养成分的合理程度、液体罐设计是否满足液体菌种的生产条件以及液体菌种在制作时的处理工艺等条件。

营养基一般分为合成培养基和粮食培养基,配方可有多种,菌球浓度、形态、颜色、气味受培养基的不同会有明显的差异,接种后的效果也有微妙的差异。

    有的液体菌种在不锈钢罐体从菌球、菌丝体发育良好,浓密粘稠,气味颜色,形成的时间都没有问题,但转接到栽培袋里后,成活率却不理想,原因是什么?这种差异性和菌包制作工艺有很大的关系,以黑木耳菌包制作工艺为例:采用握口插棒的模式时,常遇到液体菌种在对应黑木耳制作方式时经常出现挂壁不理想,上部不成活仅仅在底部菌球堆积处成活,大大拉长菌袋发菌期,针对这种情况我们在几年前发明了液体菌种专用接种棒,其上半部分粗,下半部分细,在中上部分形成了台阶,液体菌种在自然流动时会自然被阻流一部分,从而形成了更加稳定的上下挂壁效果。在长期工厂使用验证中,证明其效果极佳。

    液体菌种各种培养基在培养罐内生长时形成的液体菌种在转接到黑木耳这种模式时候会产生很多种情况,但它转接到料面上时,比如套环模式,和瓶装模式时接到料面的液体菌种就不会轻易表现出这种情况,一般成活没有问题,原因是这种模式液体菌种感受的温度比较快,另一个是菌球和菌丝体在表面接种点处容易堆积,液体水分不容易挥发干燥,形成很好的萌发条件,所以,相同的液体菌种接到培养料的表面和孔洞中的萌发表现不一样。

    8.液体菌种产量和培养罐有密切关系,一般生产厂的日生产规模在2万袋~5万包,液体培养罐的容积在150升~600升,培养罐数量可随生产量增加。日产量达到10万袋的工厂可采用连体发酵罐逐级放大转接的方法,保证液体菌种纯度和活力的前提下,在种子罐内先培养出一小部分液体菌球和菌丝体片段,然后通过管路逐级倒向下一个体积更大的液体培养罐,液体培养罐可以达上吨。上吨大罐体必须采用机械搅拌,因为转接量大,稍有不慎,造成的损失会比较大,这要求生产中要操作严格,工作人员技术经验丰富。

    液体菌种罐采用气体搅拌模式时对罐体的结构有比较严格的要求,气体搅拌方式设计是为了对应罐体较小的发酵罐,要求融氧和搅拌效果,而气体进入罐体后形成的气泡会迅速向上逃逸,如果罐体过粗会导致没有空气到达的部分缺氧,从而导致罐体边缘及罐体下部菌球菌丝体少、液体菌种密度低、菌种活力低不健康、萌发效果差等后果。所以在选择液体菌种罐时要注意,应选择比较高的罐体,不要选择粗、胖、矮的。

    液体菌种在培养罐里培养完毕后,就应该即刻进入转接阶段,最好不要久放,液体菌种因为在最佳的营养、温度、融氧量、酸碱度等条件下以几何式分裂速度繁殖,生长快,营养消耗迅速,老化也快,所以,不宜拉长使用时间,但特殊情况下,降低温度后培养,短时间也是问题不大的,但最好不要以做过实验放置一星期再用,以它依然成活为理由而经常采取这样的做法,是不严谨的,缺乏科学做事态度的,拉长时间在液体菌种活力降低并老化的情况下再接种,即使成活了,它的质量也不是最好的,极易出问题。

    科学合理的液体菌种培养基应该同时具备三特征:1.培养罐内液体菌种状态好 ,形成时间正常菌种浓密、粘稠、无异味。2.转接后萌发迅速。3.在低温条件下依然表现出超强的活力。

    9.有些液体菌种培养基配方,在液体培养罐里肉眼感官非常好,但转接到培养料里后,萌发效果不好,特别是在低温情况下,效果不理想,这种情况非常普遍,所以,液体菌种培养基在字面上理解是一样的,但它的营养配比和营养物选用非常讲究,转接后的表现也不一样,液体菌种在液体菌种培养罐里处于最佳的生长条件与环境,以黑木耳为例:液体菌种培养好的时间基本在72小时,罐体大的,接种时接种量大些,培养时间基本一致,发好后按照流程需要即刻转接,因为液体菌种在菌种育成后,只有一个非常短暂的活力维持期,然后就是趋向于一个逐步老化的过程,所以,接种的过程也要短平快,力求理论和实践的最佳结合点,液体菌种被转接到菌袋里后,菌袋温度不应过低,也不应过高,最好不要超过28度,最低不要低于15度,在抢温接种情况下,会事半功倍。

    进入菌室后,需要尽量把温度以最短的时间升温至20-30度左右,以菌袋所感受到的温度为准,菌丝体所感受到的最高温度不要超过28±,其原理拟人化后可以这样理解:液体菌种在液体罐里是养尊处优,当菌宝宝离开母体,来到一个全新的环境中,尽管新的培养环境中也有营养,也有温度,但不是它提前熟悉的,特别是温度的变化对它的刺激最为明显,它突然被人为输送到另一个陌生的环境中,是需要适应的,它的记忆与感受还停留在罐体里的状态,而对它抚慰最有效的就是温度,所以,液体菌种转接后需要即刻升温,唤醒它对新环境的认识和接受,就像婴儿出生要放入保温箱里一样的道理,否则,温度过低,对它形成刺激以后,它的活性会迅速降低而迅速走向死亡,不萌发,而导致大量菌种没有反应,所以,液体菌种非常怕转接后的低温,如果持续两天左右,基本就不会再萌发了,即使萌发也是星星点点,造成不利影响,很多工厂发生过这种现象,而且只要符合并触动这个条件,就会出现此现象。

    10.有很多大型工厂使用的高压锅灭菌,黑木耳采用插棒制作模式时,接上液体菌种后多次发生菌种不萌发的情况,经过推理发现,其中原因是高压灭菌锅在出厂时候都提前设定了抽真空,最后抽取蒸汽的程序,当灭绝结束时,为了菌袋快速出锅,降低锅内温度,灭菌锅内设置了抽蒸汽程序,这样做用在其他工艺上,没有问题,但黑木耳插棒模式却会出大问题,当锅内蒸汽被大量抽出后,锅内环境由原来的湿热变成干热,这时菌袋的温度很高,袋内的湿度要突然大于袋外的湿度,而产生袋内水分向锅内蒸发散失的情况,而由于中间插了一根加热棒,袋表面的水分无法散失,水分都从塑料棒的边缘蒸发出来。于是,塑料棒的上下孔洞的边缘,水分大量蒸发,导致上下孔洞边缘的原料变的非常干燥,当液体菌种接入时,液体菌种的水分被瞬间吸干,导致液体菌种干燥,失去活力死亡。所以,用高压锅灭菌并采用插棒形式时,灭菌结束后,要尽量等灭菌锅内温度降低时在处理,防止突然的干热导致此种情况发生。

    11.最关键的人为因素是比较难规范的,即技术人员素质的原因,一个技术过硬,思维超前,经验丰富,应变能力强,预判准确的技术人员,是一个工厂正常运转的有力保障点。 辩证的看 ,一个投入过亿的菌包厂,如果单凭投入标准高,就会成功,在实际上几乎没有必然的联系,如果提供核心技术的设备,比如液体菌种工艺方面,掌控生产技术局面的技术人员,只要这两方面其中任何一个点出现问题,在工厂运行的过程中,就会无限放大,给工厂生产带来的损失是无法估量的,一个投入再高,标准再高,设施再先进的工厂,它也只是一个生产工具和生产条件而已,它和优秀的技术人员配合,会得到一流的生产效果,如果控制生产的技术人员生产理念,工艺,不够成熟,有隐患,那么再好的条件也是体现不出来的,相反,极有可能会发生相反的效果,得到的不是效益,而是损失。一个优秀的技术人员,不仅仅是掌握了技术生产工艺流程,要学会融会贯通,活学活用,更要对各种可能没有出现的问题做出提前预判,防患于未然,即使出现了问题苗头,也能特轻松应对,把损失降到最低,确保工厂大规模生产成功,并长期保持稳定。

    影响液体菌种原因很多,其中人的因素最为复杂,不同的技术人员在硬件指标完全相同的情况下经常会得到截然相反的结果,产区这种情况屡见不鲜,原料的变化、灭绝程度不同,特别是依靠经验来进行灭菌的常压灭菌锅,工作人员的操作质量,掌握的火候,不懂技术的工厂老板对技术程序的干扰,落袋温度变化,人为的原因使得食用菌整个生产过程中充满变数,几多欢乐几多愁,每年都有在食用菌方面获利颇丰的大量群体,也有因为技术原因遭受损失的情况出现,不管什么原因,树立科学的发展观,保持一个清醒的头脑,学好专业技术,捋清各种原理,做好应对各种情况的良好心态,获得一个良好的收成,不是一件难事。