干棗的電子束輻照滅菌研究

趙一然 李玉明

摘 要：目的：研究干棗的電子束輻照滅菌效果。方法：隨機(jī)選擇兩種市售干棗為樣品A、樣品B，各分組以1kGy～5kGy劑量進(jìn)行電子束輻照，檢測(cè)微生物的殺滅效果。結(jié)果：樣品A輻照3kGy后菌落總數(shù)降至90CFU/g、霉菌降至35CFU/g、大腸菌群<0.3MPN/g；樣品B輻照4kGy后菌落總數(shù)降至170CFU/g、霉菌降至25CFU/g、大腸菌群<0.3MPN/g。結(jié)論：不同來(lái)源干棗的原始菌落數(shù)差異較大，電子束輻照滅菌效果優(yōu)良，個(gè)體化輻照劑量控制符合現(xiàn)狀，應(yīng)促進(jìn)規(guī)模化、現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化加工儲(chǔ)運(yùn)方式。

關(guān)鍵詞：干棗；滅菌；電子束；輻照

中圖分類(lèi)號(hào)：TS255.42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0205-02

干棗營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，是我國(guó)人民普遍喜愛(ài)的一種干果，銷(xiāo)售量巨大，因而種植面積也迅速增長(zhǎng)，已經(jīng)成為一些地區(qū)農(nóng)民的主要收入來(lái)源，也是地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重要支撐。例如，新疆統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，2015年新疆紅棗種植面積達(dá)到510350公頃，紅棗產(chǎn)量達(dá)到3633246噸，主要用于制成干棗遠(yuǎn)銷(xiāo)，其中，僅阿克蘇地區(qū)年干棗產(chǎn)量就達(dá)到15萬(wàn)噸。還有陜西、山西、河北、河南及山東等省份都有規(guī)?；a(chǎn)地。干棗的加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、銷(xiāo)售環(huán)節(jié)存在較長(zhǎng)的周期，由于蟲(chóng)害、霉?fàn)€和酸敗，造成大量損失并影響衛(wèi)生質(zhì)量，出品率僅為28%～55%[1]，蟲(chóng)卵孵化和細(xì)菌繁殖是導(dǎo)致這一結(jié)果的重要原因，其中包括棗尺蠖、棗癭蚊、桃小食心蟲(chóng)、葡萄球菌屬、微球菌屬、青霉菌、白曲霉、米曲霉等[2]。因此，滅蟲(chóng)滅菌對(duì)于減少干棗的損失有重要作用，媒體上時(shí)有報(bào)道的“硫磺熏蒸大棗”是為了達(dá)到這一目的采取的不利于健康的加工方式，而探索良好的滅菌保質(zhì)技術(shù)對(duì)于保障從業(yè)人員經(jīng)濟(jì)收入、提高食品安全性具有雙重意義。

本文通過(guò)研究不同的電子束輻照劑量對(duì)于不同來(lái)源干棗的滅菌效果，探討電子束輻照滅菌的適宜條件。由于害蟲(chóng)和蟲(chóng)卵在低劑量（<1kGy）就能被殺滅[3]，已包括在本研究的輻照劑量范圍內(nèi)，故不再進(jìn)行檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 材料

（1）供試干棗。隨機(jī)在兩處農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)各購(gòu)買(mǎi)一種紙箱裝干棗，分別命名為樣品A和B，其產(chǎn)地不同。（2）主要實(shí)驗(yàn)器材。JT-C勻漿儀，漯河市金田試驗(yàn)設(shè)備研究所；LCT-1SC-A超凈化工作臺(tái)，濟(jì)南綠之潔科技有限公司；DHP-420型電熱恒溫培養(yǎng)箱，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；303F-1電熱培養(yǎng)箱，黃驊市卸甲綜合電器廠；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基、煌綠乳糖膽鹽肉湯和月桂基硫酸鹽胰蛋白陳肉湯（LST）培養(yǎng)基，為北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.2 方法

（1）樣品分裝。隨機(jī)選擇每5粒干棗為一個(gè)包裝，采用PE塑料袋真空包裝；樣品A和B各準(zhǔn)備18袋。（2）樣品分組。樣品A和B各隨機(jī)選取3袋為一組，各分為六組，分別命名為A1～A6，B1～B6；A1、B1為對(duì)照組，A2～A6、B2～B6為實(shí)驗(yàn)組。（3）電子束輻照。A1、B1為對(duì)照組，不進(jìn)行輻照處理；A2、B2輻照劑量1kGy；A3、B3輻照劑量2kGy；A4、B4輻照劑量3kGy；A5、B5輻照劑量4kGy；A6、B6輻照劑量5kGy。輻照設(shè)備為山東藍(lán)孚高能物理技術(shù)股份有限公司制造的電子加速器，電子射線能量10MeV，束流功率20kW，劑量均勻性±5%。樣品包裝次日輻照，輻照后即送生物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物檢測(cè)。（4）微生物檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)指標(biāo)三項(xiàng)，為菌落總數(shù)、霉菌和酵母計(jì)數(shù)、大腸菌群計(jì)數(shù)；菌落總數(shù)培養(yǎng)與測(cè)定依照GB4789.2—2016標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，霉菌和酵母培養(yǎng)與測(cè)定依照GB4789.15—2016標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，大腸菌群培養(yǎng)與測(cè)定依照GB4789.3—2016標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；每組3包樣品分別測(cè)定，取最高值為結(jié)果。

2 結(jié)果

A1、B1作為兩種來(lái)源干棗的對(duì)照組，按照相同的流程時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了包裝、微生物檢測(cè)，未進(jìn)行電子束輻照，反映了部分市售干棗的微生物污染情況。其它為實(shí)驗(yàn)組，電子束輻照劑量自1kGy至5kGy，隨著輻照劑量遞增，殘余菌落數(shù)量依次遞減，詳細(xì)結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2所示。所記錄數(shù)值為各組3袋分別檢測(cè)的最高值。

3 討論

3.1 不同來(lái)源干棗的原始菌落數(shù)差異較大

紅棗成熟后的加工處理方式包括樹(shù)上掛干、摘下自然晾曬、烘房烘干、微波干燥、包裝和倉(cāng)儲(chǔ)等，由于眾多農(nóng)戶個(gè)體經(jīng)營(yíng)、小作坊加工，加工設(shè)備不足或質(zhì)量不可靠、自然晾曬的環(huán)境不可控、包裝和倉(cāng)儲(chǔ)方式不同、儲(chǔ)存周期長(zhǎng)等問(wèn)題，容易導(dǎo)致害蟲(chóng)孵化、微生物污染、霉變。加工方式不同、自然晾曬環(huán)境不同等，會(huì)導(dǎo)致不同來(lái)源干棗的污染程度差異很大，保質(zhì)期也因此大為不同。隨機(jī)選擇的兩種干棗的樣品B比樣品A菌落總數(shù)高3.72倍，霉菌數(shù)高2.58倍，大腸菌群數(shù)高5倍。其他類(lèi)似加工的食品也存在相似的問(wèn)題，例如，郭紅蓮[4]寧夏枸杞霉菌總數(shù)為6.2×104CFU/g、細(xì)菌菌落總數(shù)為2.3×104CFU/g；劉洪祥[5]不同廠家枸杞飲片的需氧菌總數(shù)lg值在2～7之間，霉菌lg值在0.5～5.5之間，污染差異均達(dá)5個(gè)lg值。這種現(xiàn)象對(duì)于規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化滅菌保質(zhì)技術(shù)的實(shí)施造成困難，有必要探討統(tǒng)一的前期處理技術(shù)，目標(biāo)是采摘后盡快以自動(dòng)化設(shè)備脫水，減少自然晾曬的潛在污染環(huán)節(jié)，脫水后嚴(yán)密包裝，立即進(jìn)行一次滅蟲(chóng)滅菌，使菌落初始值較低并具有一致性。

3.2 電子束輻照滅菌效果優(yōu)良

食品滅菌保質(zhì)技術(shù)有多種，常見(jiàn)如高溫、化學(xué)防腐劑、臭氧和紫外線等，但各自存在著使用條件受限、破壞食品風(fēng)味、不利于健康、污染環(huán)境、不能殺滅深部微生物等缺陷。近年來(lái)，輻照滅菌技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，由于射線能殺死任何害蟲(chóng)、蟲(chóng)卵、細(xì)菌、霉菌和病毒且不殘留放射性[6]，并且滅菌過(guò)程在常溫下進(jìn)行，不影響食品風(fēng)味，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、中藥、醫(yī)療器械、化妝品等生產(chǎn)行業(yè)，在許多國(guó)家迅速推廣。輻照技術(shù)包括電子加速器發(fā)射的電子射線和鈷60發(fā)射的γ射線，電子加速器由于加工速度快、無(wú)空閑能量浪費(fèi)、不使用放射性元素及安全性高等優(yōu)點(diǎn)，已在國(guó)際上逐步取代鈷60放射性元素[7]。

許多研究證明，輻照比其它方式滅菌效果更強(qiáng)。如泮紅玲[8]，對(duì)比研究加熱干燥和電子束輻照兩種方法對(duì)于中藥陳皮的滅菌效果，處理后，加熱干燥法菌落數(shù)為2600～4600/g，電子束輻照法菌落數(shù)為零。本文中輻照劑量每增加2kGy，菌落數(shù)減少超過(guò)1個(gè)數(shù)量級(jí)，也證明了電子束優(yōu)良的殺菌能力。以這種物理方式滅蟲(chóng)滅菌，延長(zhǎng)保質(zhì)期，避免化學(xué)防腐劑的使用，具有良好的社會(huì)效益。

3.3 電子束輻照劑量

對(duì)于干棗，目前有GB/T18525.3-2001紅棗輻照殺蟲(chóng)工藝標(biāo)準(zhǔn)，輻照劑量為0.3kGy～1.0kGy，特別注明本標(biāo)準(zhǔn)不適用于紅棗的防霉、殺菌，僅用于殺滅寄生蟲(chóng)和蟲(chóng)卵。輻照殺蟲(chóng)的效果極為強(qiáng)大，包括深部的蟲(chóng)卵，例如Wahid用1.0kGy劑量輻照7種干果，室溫下儲(chǔ)藏8個(gè)月沒(méi)有害蟲(chóng)生長(zhǎng)，而未輻照樣品蟲(chóng)染率達(dá)到58%～100%[9]。但殺滅細(xì)菌、霉菌則需要更大的劑量，目前尚無(wú)干棗殺菌滅霉的輻照標(biāo)準(zhǔn)。參考GB14884—2003蜜餞衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，菌落總數(shù)≤1000CFU/g，霉菌≤50CFU/g，大腸菌群≤0.3MPN/g。從原理上來(lái)說(shuō)，輻照劑量越大、殺滅細(xì)菌和霉菌的程度越高，越有利于延長(zhǎng)保質(zhì)期，但是輻照劑量要兼顧能源成本、防止過(guò)度輻照，滿足市場(chǎng)儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售期需求即可，還要考慮不同食品的個(gè)體差異，所以需要研究不同食品的適宜輻照劑量。

本文中樣品A輻照3kGy后菌落總數(shù)降至90CFU/g、霉菌降至35CFU/g、大腸菌群<0.3MPN/g，達(dá)到良好的控制水平；樣品B輻照4kGy后菌落總數(shù)降至170CFU/g、霉菌降至25CFU/g、大腸菌群<0.3MPN/g，方達(dá)到良好的控制水平。其差異是由于原始菌落不同，所以，在未能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化前期處理的狀況下，不同來(lái)源產(chǎn)品的原始菌落檢測(cè)、個(gè)體化輻照劑量控制有其必要。另外，其它儲(chǔ)存措施如包裝方式、儲(chǔ)藏環(huán)境等不容忽視。

參考文獻(xiàn)

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