灭菌那点事（11）

五、灭菌过程的基础化学知识

食用菌物料的成分基本上是有机物，无机物比例在4-5%，其中只有1-2%是人工添加的。特殊的如平菇、草菇培植，无机物添加会比较高，平菇的高碱配方，有利于防止污染，但后期出菇不好，不是经典技术下的配方。草菇不需熟料栽培，高碱配方没有灭菌过程，但草菇制种料，仍旧以较高石灰量配方为准，所以这个是例外。

所以，灭菌过程的化学知识，主要是涉及有机物，灭的是菌，发生关键变化的是有机物中那些活性的东西，以及由于这种变化产生的有利及有害物质。

由于这种物料化学变化的复杂性，研究资料非常缺乏，许多东西不得不根据一般的化学知识和培植过程的观察来进行粗略的总结，可能有从事过相关研究的朋友对此有更好的认识，这是要恳请指导的！

1、有机物化合物的变化类型

灭菌过程里有机化合物会出现各式的水解、裂解、变性失活、脱水、焦化以及交叉反应等变化，有机物反应本身相当复杂，不可能像无机物那样有比较明确的主反应，因此我们只能从类别上来区分它的利弊。

（1）、水解，主要是在离子电性作用下发生的断裂，断裂处的化学键由水分子产生的两个电性相反的离子分别接上，水解相当于大分子断裂，所以这个反应类型的结果一般是产生比较容易吸收利用的小分子成分，所以熟料栽培一般菌丝定植快，恢复好，菌丝比较强健。这是有利的一个化学变化类型。

（2）、裂解，是一些大分子物质受条件影响产生的断裂，这个在食用菌培植物料灭菌过程里，主要发生在一些蛋白质上，由此可能导致活性的消失。由于这种反应比例很低，大体上可以忽略。

（3）、热分解，这类反应大多发生在比较简单的化合物上面，其中氨基酸和维生素类的营养成分发生最多，所以熟料培植的整个受热过程时间，在达到灭菌效果前提下是时间越短越好，温度越低越好。比较明显的是中温灭菌和高压灭菌相同物料的菌丝生长差异明显。小型手提高压锅灭菌和大型高压灭菌锅的差异也相当明显。

（4）、变性失活，这是杀灭微小生命的最重要关键，在原料里，这种变化也是存在的，不过这个对原料被吸收利用不利，但数量很小，影响不明显，被杀灭的生命体也成为了食用菌的营养源，这类反应主要发生在具有生物活性的蛋白质、核酸等物质方面。变性失活是分子的构成成分不变，但作用于其他物质的生物功能丧失了，所以叫失活。

（5）、脱水和焦化，脱水有两个层面，一个是把分子吸收结合的水分失去，另一个是脱去分子内的水分。

前者常常是导致失活的一个因素，也是生物活性隐藏的因素，变性失水重新得到水也无法回复活性，正常的干燥脱水则有利于生物的休眠，种子的干储就是这个原理，这种脱水对食用菌后期的营养没有影响，但对杀灭对象来说，含水量不够，等同于脱水保护生命，所以，偏干的物料灭菌就更难了，这是含水量与灭菌关系的化学原理部分。

而后一种脱水则是物料直接出现变化，这种变化大体上有两方面表现，即颜色的变深和利用的困难，因为颜色变深的缘故，这种脱水就像烧焦，所以被成为焦化。最常见的焦化发生在碳水化合物（广义的糖概念）上面，这种变化的条件是高温，通常常压灭菌比高压灭菌原料颜色淡，这是一个主要的关系。

（6）、交叉反应，这是非常复杂的一类反应，目前食用菌营养研究基本上没有涉及到这一块，但食品营养研究则对此有比较多的关注，其中最需要引起食用菌学重视的是米拉德反应。因为这个涉及到另一个题目，后面要专门辟一节讲述它。

（待续）