中草藥滅菌新技術-淮山藥（粉）擠壓膨化滅菌

劉鐘棟，尹勝利，張九魁

國際貿易中的植物藥類，一般須通過滅菌加工。我國常用的中草藥滅菌方法有 Co60 輻照滅菌[1]、高溫高壓滅菌[2]、蒸氣滅菌[3]、微波滅菌[4]等，目前，未見有擠壓膨化滅菌的研究報道。

擠壓膨化過程的溫度可達（100～190）℃，壓力高達4.5 MPa，在這樣的環境下，蛋白質和水分子之間的距離將縮小，水分子可以滲透和填充到蛋白質內的氨基酸周圍，當膨化瞬間減壓時，水分子汽化，巨大的膨化壓力破壞了蛋白質的空間結構，從而改變了蛋白質的性質，達到滅菌目的；同時，擠壓使某些非水小分子穿透微生物的細胞膜而致其受損，甚至徹底破壞，同樣達到了滅菌目的。

擠壓膨化過程中霉菌和酵母、大腸桿菌等微生物難以生存[5]，因此，通過擠壓膨化滅菌是可行的，本研究旨在探討擠壓膨化滅菌的工藝指標。

1 材料與方法

1.1 主要材料和設備

淮山藥（粉）購自河南溫縣，淀粉含量 78.3%，粉碎至60 目，初始水分含量為12.3%。

LT85-I 雙螺桿擠壓機為山東力天機械設備有限公司產品，如圖 1 所示。

圖1 雙螺桿擠壓機示意圖

1.2 方法

1.2.1 檢測標準 試驗材料水分的測定：GB 6435-1986；食品衛生微生物學檢驗菌落總數測定：GB/T 4789.2-2003；食品衛生微生物學檢驗大腸菌群測定：GB/T 4789.3-2003；食品衛生微生物學檢驗沙門菌檢驗：GB/T 4789.4-2003；食品衛生微生物學檢驗霉菌和酵母計數：GB/T 4789.15-2003。

1.2.2 樣品制備 在淮山藥（粉）中添加一定量的蒸餾水，混和均勻，使其達到設計的水分含量；按照試驗設計，設定工藝參數，進行各個條件的工藝處理[6]。用滅過菌的物料錐形瓶無菌取樣，測定產量、物料出機時的水分。按照 GB/T 4789.2003等標準操作，進行微生物檢測[7]。

1.2.3 試驗設計 本研究采用 4 因素 3 水平的正交試驗設計，考慮的因素有膨化淮山藥（粉）的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉速和最高擠壓膨化壓力，正交試驗的因素水平見表1。

表1 工藝因素水平表 L9(34)

1.3 統計學分析

用 SPSS11.5 軟件進行數據分析。

2 結果

擠壓膨化處理前淮山藥（粉）中（對照）中菌落總數1.80×103cfu/g，霉菌和酵母總數 9.00×104cfu/g，大腸桿菌 400 MPN/100 g，沙門菌未檢出。菌落總數的方差分析和極差分析參考文獻[8]，具體數據見表2和表 3。

表2 菌落總數對數值的方差分析表

表3 菌落總數對數值的極差分析

由表 2 分析可知，淮山藥（粉）擠壓膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉速和最高擠壓膨化壓力對淮山藥（粉）中菌落總數有極顯著影響（P < 0.01）。

由極差分析可知，最高擠壓膨化壓力對菌落總數的影響最大，膨化前水分含量、螺桿轉速、最高擠壓膨化溫度的影響力是一樣的（表 3）。設定擠壓膨化滅菌指標是菌落總數越低越好，所以最優工藝組合為A2B2C2D2，或者A3B2C2D2，但從節約電力方面考慮，最高擠壓膨化壓力選擇為3.5 MPa。所以最優工藝組合為A2B2C2D2，即最高擠壓膨化壓力為：3.5 MPa、最高擠壓膨化溫度為：130 ℃、螺桿轉速為：150 r/min、淮山藥（粉）擠壓膨化前的水分含量為：23% 時為滅菌的最佳工藝。

3 討論

⑴經擠壓膨化處理后僅在1 水平處理中檢出少量菌，其余工藝均未檢出，可見擠壓膨化工藝具有較好的滅菌作用，擠壓膨化對淮山藥（粉）中大腸桿菌、霉菌和酵母的滅菌是可行的，經過工藝組合為A2B2C2D2，大腸桿菌、霉菌和酵母都未檢出。

⑵淮山藥（粉）膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉速和膨化最高擠壓膨化壓力對淮山藥（粉）中菌落總數有極顯著影響（P < 0.01），其影響程度為：最高擠壓膨化壓力，膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉速的影響。

⑶食品、藥品及其原料的滅菌，一直是工業領域中不斷研究的問題，擠壓膨化是一種現代加工技術，將它與滅菌技術結合，是本實驗的探索，希望可以獲得不斷進展，使物理滅菌增加一種體系。

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