中草药灭菌新技术-淮山药（粉）挤压膨化灭菌

刘钟栋，尹胜利，张九魁

国际贸易中的植物药类，一般须通过灭菌加工。我国常用的中草药灭菌方法有 Co60 辐照灭菌[1]、高温高压灭菌[2]、蒸气灭菌[3]、微波灭菌[4]等，目前，未见有挤压膨化灭菌的研究报道。

挤压膨化过程的温度可达（100～190）℃，压力高达4.5 MPa，在这样的环境下，蛋白质和水分子之间的距离将缩小，水分子可以渗透和填充到蛋白质内的氨基酸周围，当膨化瞬间减压时，水分子汽化，巨大的膨化压力破坏了蛋白质的空间结构，从而改变了蛋白质的性质，达到灭菌目的；同时，挤压使某些非水小分子穿透微生物的细胞膜而致其受损，甚至彻底破坏，同样达到了灭菌目的。

挤压膨化过程中霉菌和酵母、大肠杆菌等微生物难以生存[5]，因此，通过挤压膨化灭菌是可行的，本研究旨在探讨挤压膨化灭菌的工艺指标。

1 材料与方法

1.1 主要材料和设备

淮山药（粉）购自河南温县，淀粉含量 78.3%，粉碎至60 目，初始水分含量为12.3%。

LT85-I 双螺杆挤压机为山东力天机械设备有限公司产品，如图 1 所示。

图1 双螺杆挤压机示意图

1.2 方法

1.2.1 检测标准 试验材料水分的测定：GB 6435-1986；食品卫生微生物学检验菌落总数测定：GB/T 4789.2-2003；食品卫生微生物学检验大肠菌群测定：GB/T 4789.3-2003；食品卫生微生物学检验沙门菌检验：GB/T 4789.4-2003；食品卫生微生物学检验霉菌和酵母计数：GB/T 4789.15-2003。

1.2.2 样品制备 在淮山药（粉）中添加一定量的蒸馏水，混和均匀，使其达到设计的水分含量；按照试验设计，设定工艺参数，进行各个条件的工艺处理[6]。用灭过菌的物料锥形瓶无菌取样，测定产量、物料出机时的水分。按照 GB/T 4789.2003等标准操作，进行微生物检测[7]。

1.2.3 试验设计 本研究采用 4 因素 3 水平的正交试验设计，考虑的因素有膨化淮山药（粉）的水分含量、最高挤压膨化温度、螺杆转速和最高挤压膨化压力，正交试验的因素水平见表1。

表1 工艺因素水平表 L9(34)

1.3 统计学分析

用 SPSS11.5 软件进行数据分析。

2 结果

挤压膨化处理前淮山药（粉）中（对照）中菌落总数1.80×103cfu/g，霉菌和酵母总数 9.00×104cfu/g，大肠杆菌 400 MPN/100 g，沙门菌未检出。菌落总数的方差分析和极差分析参考文献[8]，具体数据见表2和表 3。

表2 菌落总数对数值的方差分析表

表3 菌落总数对数值的极差分析

由表 2 分析可知，淮山药（粉）挤压膨化前的水分含量、最高挤压膨化温度、螺杆转速和最高挤压膨化压力对淮山药（粉）中菌落总数有极显著影响（P < 0.01）。

由极差分析可知，最高挤压膨化压力对菌落总数的影响最大，膨化前水分含量、螺杆转速、最高挤压膨化温度的影响力是一样的（表 3）。设定挤压膨化灭菌指标是菌落总数越低越好，所以最优工艺组合为A2B2C2D2，或者A3B2C2D2，但从节约电力方面考虑，最高挤压膨化压力选择为3.5 MPa。所以最优工艺组合为A2B2C2D2，即最高挤压膨化压力为：3.5 MPa、最高挤压膨化温度为：130 ℃、螺杆转速为：150 r/min、淮山药（粉）挤压膨化前的水分含量为：23% 时为灭菌的最佳工艺。

3 讨论

⑴经挤压膨化处理后仅在1 水平处理中检出少量菌，其余工艺均未检出，可见挤压膨化工艺具有较好的灭菌作用，挤压膨化对淮山药（粉）中大肠杆菌、霉菌和酵母的灭菌是可行的，经过工艺组合为A2B2C2D2，大肠杆菌、霉菌和酵母都未检出。

⑵淮山药（粉）膨化前的水分含量、最高挤压膨化温度、螺杆转速和膨化最高挤压膨化压力对淮山药（粉）中菌落总数有极显著影响（P < 0.01），其影响程度为：最高挤压膨化压力，膨化前的水分含量、最高挤压膨化温度、螺杆转速的影响。

⑶食品、药品及其原料的灭菌，一直是工业领域中不断研究的问题，挤压膨化是一种现代加工技术，将它与灭菌技术结合，是本实验的探索，希望可以获得不断进展，使物理灭菌增加一种体系。

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