食用甘薯淀粉的微生物檢測(cè)及電子束輻照殺菌效果研究

摘要：筆者研究了食用甘薯淀粉微生物污染的情況，以及電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉殺菌效果和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：食用甘薯淀粉大多受到不同程度的微生物污染，主要的污染微生物是細(xì)菌、霉菌；電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉的殺菌效果明顯，當(dāng)輻照劑量為4kGy時(shí)，食用甘薯淀粉的菌落總數(shù)由9000CFU/g降低到300CFU/g，大腸菌群由110CFU/g降低到小于10CFU/g，霉菌由350CFU/g降低到小于10CFU/g，酵母由20CFU/g降低到小于10CFU/g。當(dāng)輻照劑量為6kGy及以上時(shí)，菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母均未檢出。電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標(biāo)影響不顯著。4～6kGy的輻照劑量夠很好的滿足食用甘薯淀粉產(chǎn)品的衛(wèi)生要求。

關(guān)鍵詞：食用甘薯淀粉 微生物 電子束輻照

食用甘薯淀粉作為從甘薯塊根提取的可食用淀粉，其制備主要是利用淀粉不溶于冷水，密度比水大及淀粉與非淀粉成分密度不同等性質(zhì)而進(jìn)行的物理分離過(guò)程[1]。目前，我國(guó)規(guī)模化的食用甘薯淀粉加工企業(yè)的生產(chǎn)工藝主要為直線旋流法和清水旋流法[2]。直線旋流法的工藝流程包含除雜、清洗、粉碎磨漿、初級(jí)分離、多級(jí)分離、抽濾、氣流干燥等工序，直線旋流法在15min左右即可出粉。清洗旋流法的工藝流程包含清洗、粉碎磨漿、初級(jí)分離、第一次多級(jí)分離、淀粉乳漿貯存、第二次多級(jí)分離、抽濾、氣流干燥等工序，其中淀粉乳漿貯存時(shí)間在1-4個(gè)月。

2023年1-8月，筆者選取川渝地區(qū)的11家食用甘薯淀粉的分裝企業(yè)、12家以食用甘薯淀粉為原料生產(chǎn)糖果和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)23家企業(yè)的食用甘薯淀粉入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中均有菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母等微生物指標(biāo)，其中食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中將菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的限量在GB 31637-2016 基礎(chǔ)上下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)，即菌落總數(shù)限量（CFU/g）調(diào)整為“n=5，c=2，m=1000，M=10000”、大腸菌群限量（CFU/g）調(diào)整為“n=5，c=2，m=10，M=100”、霉菌和酵母（CFU/g）調(diào)整為“≤100”；糖果生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的限量按GB 31637-2016 規(guī)定執(zhí)行。通過(guò)查核23家企業(yè)的食用甘薯淀粉入廠驗(yàn)收記錄發(fā)現(xiàn)：有40%的樣品霉菌和酵母不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，其中15%樣品霉菌和酵母不符合GB 31637-2016；20%的樣品菌落總數(shù)不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，其中2%樣品的菌落總數(shù)不符合GB 31637-2016；1%的樣品大腸菌群不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，但樣品的大腸菌群均符合GB 31637-2016。通過(guò)查閱近年食品安全監(jiān)督管理部門公布的食品安全監(jiān)督抽查的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)食用甘薯淀粉存在微生物指標(biāo)不符合GB 31637-2016的情況。

電子束輻照是利用電子加速器產(chǎn)生電子束射線殺滅微生物，電子加速器可控性強(qiáng)、不存在放射性污染和核泄漏，對(duì)操作人員安全無(wú)害。電子束輻照作為新興的輻照手段，已被廣泛應(yīng)用于食品保鮮及其品質(zhì)改善［3-7］。電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉的研究還未見(jiàn)報(bào)道，本試驗(yàn)對(duì)食用甘薯淀粉進(jìn)行了菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母等微生物指標(biāo)的檢測(cè)，并對(duì)不同輻照劑量的殺菌效果及輻照后食用甘薯淀粉的品質(zhì)變化進(jìn)行了分析，以期為電子束輻照技術(shù)在食用甘薯淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。

一、材料與方法

（一）材料與儀器

食用甘薯淀粉購(gòu)自河北省、山東省、安徽省、重慶市、云南省、四川省等區(qū)域的21家食用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)，樣品共計(jì)21個(gè)（每個(gè)樣品購(gòu)買同一生產(chǎn)批次5袋，規(guī)格為25kg/袋）。

FX101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱、TC 4-10型陶瓷纖維爐、SHX 150IV型生化培養(yǎng)箱、MJP 150IV型霉菌培養(yǎng)箱，上海樹(shù)立儀器儀表有限公司；PHS-3E型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；YXQ-75G型立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；WSB-2型臺(tái)式白度儀，杭州齊威儀器有限公司；ESJ200-4B型電子天平，沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；SW-CJ-2D型超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；Viscograph-E型布拉本德黏度儀，Brabender公司；UV765型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

（二）試驗(yàn)方法

樣品輻照前進(jìn)行微生物檢測(cè)，根據(jù)樣品微生物檢測(cè)結(jié)果，分別選擇菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、酵母檢測(cè)值最大的樣品分別在四川潤(rùn)祥輻照技術(shù)有限公司的輻照?qǐng)鲞M(jìn)行電子束輻照處理，輻照裝置為VF-ProA-10/20型電子直線加速器，能量10MeV，脈沖次數(shù)260次/秒。采用0（CK）、2、4、6和8kGy等5個(gè)輻照劑量處理，輻照劑量達(dá)到總劑量二分之一時(shí)，將樣品進(jìn)行180℃翻轉(zhuǎn)處理（確保試驗(yàn)樣品受照的均勻性）。處理后的樣品立即進(jìn)行微生物指標(biāo)和理化指標(biāo)的測(cè)定。

（三）測(cè)定方法

按GB 4789.2-2022測(cè)定菌落總數(shù)，按GB 4789.3-2016第二法測(cè)定大腸菌群，按GB 4789.15-2016第一法測(cè)定霉菌、酵母，按GB 5009.3-2016第一法測(cè)定水分，按GB 5009.4-2016第一法測(cè)定灰分，按GB/T 22427.6-2008測(cè)定白度，按GB/T 34321-2017測(cè)定pH值，按GB/T 22427.7-2023第二法測(cè)定峰值黏度，參考曾凡逵等［8］的方法測(cè)定支鏈淀粉、直鏈淀粉。

二、結(jié)果與分析

（一）食用甘薯淀粉中不同種類微生物的含量

從表1中看出，21家食用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的食用甘薯淀粉大多受到不同程度的的微生物污染，主要的污染微生物是細(xì)菌、霉菌。21個(gè)樣品中菌落總數(shù)檢出最高值為9000CFU/g、大腸菌群檢出最高值為110CFU/g、霉菌檢出最高值為350CFU/g、酵母檢出最高值為20CFU/g。21個(gè)樣品中菌落總數(shù)均有檢出，9個(gè)樣品檢出大腸菌群、19個(gè)樣品檢出霉菌、2個(gè)樣品檢出酵母。21個(gè)樣品菌落總數(shù)（CFU/g）的檢測(cè)結(jié)果均符合GB 31637-2016中菌落總數(shù)（CFU/g）“n=5，c=2，m=10000，M=100000”的規(guī)定；其中編號(hào)為2、4、9的樣品符合食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中菌落總數(shù)（CFU/g）“n=5，c=2，m=1000，M=10000”的規(guī)定，其余18個(gè)樣品均不符合。21個(gè)樣品大腸菌群的檢測(cè)結(jié)果均符合GB 31637-2016中大腸菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=100，M=1000”的規(guī)定，其中編號(hào)為21的樣品不符合食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中大腸菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=10，M=100”的規(guī)定，其余20個(gè)樣品均符合。21個(gè)樣品中霉菌和酵母的結(jié)果結(jié)果均符合GB 31637-2016中霉菌（CFU/g）“≤1000”的規(guī)定，其中編號(hào)為3、7、8、20、21的樣品不符合食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中霉菌和酵母（CFU/g）“≤100”的規(guī)定，其余16個(gè)樣品均符合。

（二）電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉的殺菌效果

根據(jù)本試驗(yàn)的規(guī)定，對(duì)21樣品中第2、3、1個(gè)平行樣進(jìn)行電子束輻照殺菌處理，并分析2、4、6、8、kGy等輻照劑量對(duì)菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的殺滅效果。樣品電子束輻照殺菌效果，見(jiàn)表2。從表2可看出，食用甘薯淀粉的電子束輻照殺菌效果明顯。樣品初始的菌落總數(shù)為9000CFU/g，當(dāng)輻照劑量為2kGy時(shí)樣品中的菌落總數(shù)降至1100CFU/g，當(dāng)輻照劑量為4kGy時(shí)樣品中的菌落總數(shù)降至300CFU/g，當(dāng)輻照劑量為6、8kGy時(shí)樣品中的菌落總數(shù)均降至小于10CFU/g（無(wú)菌落生長(zhǎng)）。樣品初始的大腸菌群為110CFU/g，當(dāng)輻照劑量為2、4、6、8kGy時(shí)樣品中的大腸菌群均降至小于10CFU/g（無(wú)菌落生長(zhǎng)）。樣品初始的霉菌為350CFU/g，當(dāng)輻照劑量為2kGy時(shí)樣品中的霉菌降至10CFU/g，當(dāng)輻照劑量為4、6、8kGy時(shí)樣品中的霉菌均降至小于10CFU/g（無(wú)菌落生長(zhǎng)）。樣品初始的酵母為20CFU/g，當(dāng)輻照劑量為2、4、6、8kGy時(shí)樣品中的酵母均降至小于10CFU/g（無(wú)菌落生長(zhǎng)）。因此，電子束輻照可以降低食用甘薯淀粉中菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母，使其達(dá)到食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（三）電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉品質(zhì)的影響

電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可看出，不同輻照劑量處理后的食用甘薯淀粉中的水分、灰分、白度、pH值、等理化指標(biāo)幾乎沒(méi)有變化；所有處理組的峰值黏度均低于對(duì)照組，且隨著輻照劑量增加逐漸降低，但沒(méi)有較明顯的變化；所有處理組的直鏈淀粉含量均高于對(duì)照組，且隨著輻照劑量增加含量逐漸升高，但沒(méi)有較明顯的變化；所有處理組的支鏈淀粉含量均低于對(duì)照組，且隨著輻照劑量增加含量逐漸降低，但沒(méi)有較明顯的變化。因此，電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標(biāo)的影響不顯著。

三、討論

2023年，筆者在對(duì)21個(gè)樣品生產(chǎn)廠家調(diào)查后發(fā)現(xiàn)：21家生產(chǎn)企業(yè)中，只有3家企業(yè)有微生物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，其中能夠同時(shí)檢測(cè)菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的只有1家企業(yè)。21家生產(chǎn)企業(yè)均采用直線旋流法或清水旋流法生產(chǎn)食用甘薯淀粉，抽濾后的產(chǎn)品其水分在30～40g/100g，而氣流干燥時(shí)進(jìn)風(fēng)溫度140℃左右，出風(fēng)溫度50℃左右，氣流干燥時(shí)間在5min左右。氣流干燥前產(chǎn)品微生物含量較高的情況下，氣流干燥工序無(wú)法起到殺菌的作用。經(jīng)與食用甘薯淀粉的生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)人交流中得知，因辦理食用甘薯淀粉的SC證時(shí)，其檢測(cè)設(shè)備設(shè)施中不需要微生物檢測(cè)設(shè)備設(shè)施且食用甘薯淀粉生產(chǎn)周期短（如直線旋流法的生產(chǎn)周期在40d左右），導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)不愿意投資增加微生物檢測(cè)設(shè)備設(shè)施和配備微生物檢測(cè)人員。因生產(chǎn)企業(yè)無(wú)微生物檢測(cè)設(shè)備設(shè)施及人員，導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)展相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定食用甘薯淀粉生產(chǎn)車間食品接觸面（含操作員工手部、工作服、圍裙、袖套）、與食品或食品接觸表面鄰近的接觸面、加工區(qū)域內(nèi)的環(huán)境空氣各項(xiàng)微生物指標(biāo)的監(jiān)控計(jì)劃及工序產(chǎn)品、終產(chǎn)品檢驗(yàn)中微生物指標(biāo)檢測(cè)計(jì)劃。國(guó)內(nèi)食用甘薯淀粉產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量有待提高，食用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)需完善生產(chǎn)過(guò)程中衛(wèi)生管控措施。

輻照處理后直鏈淀粉增加和支鏈淀粉降低可能的原因是輻照時(shí)食用甘薯淀粉中的支鏈淀粉分支和一些α-1，4糖苷鍵的斷裂，使其直鏈淀粉增加和支鏈淀粉降低［9］。峰值黏度是只淀粉糊化后的最大黏度，反映淀粉顆粒的膨脹能力，淀粉顆粒的膨脹性與支鏈淀粉含量有關(guān)［10］，輻照處理后峰值黏度降低可能的原因是輻照處理后支鏈淀粉含量的降低，從而導(dǎo)致峰值黏度隨著輻照劑量增加逐漸降低。

按照GB 7718-2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品標(biāo)簽通則》中第4.1.11.1.1、第4.1.11.1.2條款的規(guī)定，食用甘薯淀粉經(jīng)過(guò)電子束輻照處理應(yīng)在其食品名稱附近標(biāo)示“輻照食品”，經(jīng)輻照處理食用甘薯淀粉作為原輔料用于食品生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)者應(yīng)在其食品標(biāo)簽的配料表中標(biāo)明經(jīng)過(guò)輻照處理，如標(biāo)示為“食用甘薯淀粉（輻照）”“食用甘薯淀粉（輻照處理）”。

結(jié) 論

食用甘薯淀粉微生物含量的檢測(cè)結(jié)果表明，食用甘薯淀粉大多受到不同程度的微生物污染，主要的污染微生物是細(xì)菌、霉菌，國(guó)內(nèi)食用甘薯淀粉產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量有待提高。電子束輻照能有效降低食用甘薯淀粉中微生物含量，當(dāng)輻照劑量為4kGy時(shí)，食用甘薯淀粉的菌落總數(shù)由9000CFU/g降低到300CFU/g，大腸菌群由110CFU/g降低到小于10CFU/g，霉菌由350CFU/g降低到小于10CFU/g，酵母由20CFU/g降低到小于10CFU/g；當(dāng)輻照劑量為6、8kGy及以上時(shí)，菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母均未檢出。電子束輻照對(duì)食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標(biāo)的影響不顯著；隨著輻照劑量增加，食用甘薯淀粉中直鏈淀粉含量略有增加、支鏈淀粉含量略有降低、峰值黏度有所降低。4kGy的輻照劑量能滿足食用甘薯淀粉分裝企業(yè)和糕點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。4～6kGy的輻照劑量夠很好的滿足食用甘薯淀粉產(chǎn)品的衛(wèi)生要求。

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基金項(xiàng)目：四川三品食品有限公司自立科技項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2022GB0105）。

作者簡(jiǎn)介：古明亮（1981—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榭墒迟Y源開(kāi)發(fā)與利用、食品安全與檢測(cè)。