液体食品包装袋辐射灭菌研究

李 娜 李昊鹏 燕 瑾 陈 坚 郝松松 薛 凯 陆永俊

液体食品包装袋辐射灭菌研究

李 娜 李昊鹏 燕 瑾 陈 坚 郝松松 薛 凯 陆永俊

目的 确定液体食品包装袋达到10-6无菌保障水品所需要的最低辐照剂量，以及此类产品的最高耐受剂量。方法 利用薄膜过滤法洗脱两个厂家，6种不同规格液体食品包装袋上的微生物［1-3］，对收集的菌落进行计数、分类、纯化、增植，以0.5 kGy为递增至3 kGy辐照相同浓度经增植后菌悬液，对样品的残存菌数进行测定，确定D10值，利用公式SD=D10（logN0-logN）计算得出产品的最低辐照剂量；以产品达到10-6无菌保障水平的最低辐照剂量为起点递增至70 kGy，进行物理性能测试，确定液体食品包装袋的最高耐受剂量。结果 通过上述方法计算得出使产品达到10-6无菌保障水平的最低辐射灭菌剂量为24.75 kGy，通过物理性能的测试得出产品的最高耐受剂量为70 kGy。结论 该类液体食品包装袋在日常的辐照灭菌中以24.75 kGy作为日常辐照剂量最为适宜，且最为经济；在日常辐照灭菌过程中灭菌剂量在70 kGy以内都不会影响产品质量。

液体食品包装袋；无菌保障水平；最低剂量；耐受剂量

灭菌处理是食品包装袋生产工艺中的一个重要环节，利用CO60γ射线灭菌成为必然趋势。包装袋作为食品的软包装容器，除了在卫生学要求严格，在对其理化特性、密封性能、机械强度等也有特定要求，否则将直接影响到包装内容物的储存期和质量。目前国内虽然没有对食品包装强制进行出厂无菌检验，但在使用厂家的角度考虑，液体食品包装袋只有达到无菌水平才能有效的保证在长途运输过程中内容物不会涨袋变质。

1 实验材料和实验方法

1.1 实验材料

1.1.1 样品 生产厂家一：液体食品包装用塑料复合袋50 L、220 L各5件。生产厂家二：液体食品包装袋10 L、20 L各5件。（注：提供样品的生产厂家名称不方便标明）

1.1.2 仪器 （1）冰箱（0℃～4℃）：海尔电器提供。（2）恒温培养箱（32℃、24℃）：上海一恒科学仪器有限公司提供。（3）电子天平：0～1 000 g，精确至0.1 g。上海精密科学仪器有限公司提供。（4）座式自动电热压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械生产厂提供。（5）电热鼓风干燥箱（10℃～250℃）：上海一恒科学仪器有限公司提供。

1.1.3 试剂 （1）平板计数培养基：北京陆桥技术有限责任公司提供。（2）0.85%灭菌生理盐水。（3）灭菌蒸馏水。（4）95%乙醇。

1.2 实验方法

1.2.1 第一个生产厂家生产的液体食品包装用塑料复合袋（50 L、220 L）在平板计数培养基中细菌辐射抗性的测定，每种规格产品分别取5件。利用薄膜过滤法测定10件产品初始污染含量，再对初检后培养基上长出的菌进行斜面划线培养，然后取2种经划线培养后纯化较好的菌，做成菌悬液，将菌悬液分装到7个试管中，其中1个做未辐照前的初始污染对照，其余的6支试管分别按照0.5 kGy、1 kGy、1.5 kGy、2 kGy、2.5 kGy、3 kGy的剂量去辐照。然后按照《中华人民共和国药典2010版》的要求对样品的残存菌数进行测定［4］。具体方法如下：

以无菌操作，分别将450 ml、950 ml灭菌生理盐水从袋口处加入到50 L、220 L不同规格液体食品包装袋内，震荡30 min备用。用灭菌孔径0.45微米直径50 mm的微孔滤膜过滤浸泡实验样品的缓冲液，并用生理盐水冲洗滤膜，将滤膜放到平板计数琼脂培养基上进行培养，35℃培养2～4 d。对菌的种类和数量进行描述和计数，并对各种菌进行染色。然后，挑取培养基上的各种菌，分别在斜面培养基上进行划线培养，并将斜面培养基放于培养箱中培养24 h，培养后观察斜面培养基。

仔细观察所有的斜面培养基，由于这几种样品是厂家同一批生产的样品，所以只要选取这批样品中2种具有代表性的菌进行后面的实验即可。因此选取2种划线后纯化较好且数量相对较多的菌，取名为A菌和B菌，然后将A、B两种菌做成菌悬液。再将菌悬液进行处理后，对其进行微生物检测。

最后，对于上述实验得到的全部实验结果即：得到的菌落数量，用SPSS软件得出回归方程y=Ax+B，线性系数，进行F检验，判断出回归方程是否有显著性。再通过公式D10=1/-A，计算D10值（即：杀死90%的微生物所需的剂量）。对于另外一种菌也按照同样操作方法进行实验。

1.2.2 第二个生产厂家生产的液体食品包装用塑料复合袋（10 L、20 L）在平板计数培养基中细菌辐射抗性的测定，每种规格产品分别取五件。经培养后，得到2种形态不同的菌，取名为C菌和D菌，挑取培养基上的这2种菌，分别在斜面培养基上进行划线培养，并将斜面培养基放于培养箱中培养24 h，培养后观察斜面培养基。具体的实验方法参照1.2.1。

1.2.3 5kGy剂量递增辐照液体食品包装用塑料复合袋至70 kGy。对产品拉伸强度及密封性进行测试。

2 实验结果

2.1 A、B、C、D四种菌菌落形态的描述

A菌是圆形、浅黄色、边缘整齐、不透明、菌落表面呈中凹台状的细菌。

B菌是圆形、紫红色、边缘整齐、不透明、菌落表面呈扩展状的细菌。

C菌是圆形、中间浅红色周围浅黄色、边缘整齐、不透明、菌落表面呈扩展状的细菌。

D菌是圆形、白色且上面长有白色毛、边缘整齐、不透明、菌落表面呈扩展状的细菌。

2.2 A、B、C、D四种菌未经辐照前的初始污染的菌落计数N0

A、B、C、D四种菌在被做成菌悬液之前，进行的初始污染检测得到的菌落数N0为：

A菌：N0=42；B菌：N0=40；C菌：N0=7；D菌：N0=1

2.3 第一个生产厂提供的人工关节中细菌的辐射抗性

2.3.1 A菌回归方程的计算 A菌的菌悬液初检结果为3.1×108，详见表1。

表1 经不同剂量辐照后A菌的残存量及细菌残存率

为便于计算A菌的残存率的线性回归方程，将残存量取对数，得到结果见表2。

通过SPSS软件，求A菌残存率与辐照剂量之间的线性回归方程：

表2 经不同剂量辐照后B菌的残存量及细菌残存率

2.3.2 B菌回归方程的计算 B菌的菌悬液初检结果为5.1×108。

为便于计算B菌的残存率的线性回归方程，将残存量取对数，得到结果见表2。

通过SPSS软件，求B菌残存率与辐照剂量之间的线性回归方程：

2.4 第二个生产厂提供的人工关节中细菌的辐射抗性

2.4.1 C菌回归方程的计算 C菌的菌悬液初检结果为3.3×107，详见表3。

表3 经不同剂量辐照后C菌的残存量及细菌残存率

为便于计算C菌的残存率的线性回归方程，将残存量取对数，得到结果见表2。

通过SPSS软件，求C菌残存率与辐照剂量之间的线性回归方程：

2.4.2 D菌回归方程的计算 D菌的菌悬液初检结果为2.6×107，详见表4。

表5 5次测试结果平均值

为便于计算D菌的残存率的线性回归方程，将残存量取对数，得到结果见表2。

通过SPSS软件，求D菌残存率与辐照剂量之间的线性回归方程：

2.5 两个生产厂的样品中细菌的D10值

2.5.1 第一个生产厂 A菌中的D10=1/-A=3.247 kGy（A=-0.308）；B菌中的D10=1/-A=1.057 kGy（A=-0.946）

2.5.2 第二个生产厂 C菌中的D10=1/-A=2.028 kGy（A=-0.493）；D菌中的D10=1/-A=2.410 kGy（A=-0.415）

2.6 5kGy剂量递增辐照液体食品包装袋至70 kGy

3 结果讨论

3.1 对于实验结果数据的分析

对于上述4种菌最后得到的菌的残存率，基本上都符合正常的下降趋势，即：菌的残存率是随着辐照剂量的增加而逐渐降低的。

3.2 两个不同生产厂提供的人工关节样品所适宜的辐照剂量

根据如下公式计算：

SD=D10（logN0-logN）（式1）

SD——消毒灭菌剂量；

D10——杀死微生物90%需要的辐照剂量；

N0——被辐射物初始微生物数；

N——灭菌后希望残留微生物数。

3.2.1 第一个生产厂家的人工关节样品中细菌需照射的消毒灭菌剂量 根据《中华人民共和国药典》2015版中的微生物限度标准规定，液体食品包装袋灭菌后希望残留的微生物数为：细菌＜10-6cfu/件的无菌水平。

（1）A菌需照射的消毒灭菌剂量

A菌D10值为：3.247 kGy，N0=42 cfu/件，logN0=1.623，N=10-6cfu/件，logN=-6

SD=3.247×（1.623+6）=24.75 kGy

（2）B菌需照射的消毒灭菌剂量

B菌D10值为：1.057 kGy，N0=40 cfu/件，logN0=1.602，N=10-6cfu/件，logN=-6

SD=1.057×（1.602+6）=8.04 kGy

由于要找到符合厂家液体食品包装袋样品的最佳灭菌剂量，所以选用较高的SD值24.75 kGy作为第一个生产厂家的人工关节样品需照射的消毒灭菌剂量。

3.2.2 第二个生产厂家的人工关节样品中细菌需照射的消毒灭菌剂量 根据《中华人民共和国药典》2015版中的微生物限度标准规定，人工关节灭菌后希望残留的微生物数为：细菌＜10-6个/g的无菌水平。

（1）C菌需照射的消毒灭菌剂量

C菌D10值为：2.028 kGy，N0=7 cfu/件，logN0=0.845，N=10-6cfu/件，logN=-6

SD=2.028×（0.845+6）=13.88 kGy

（2）D菌需照射的消毒灭菌剂量

D菌D10值为：2.410 kGy，N0=1 cfu/件，logN0=0，N=10-6cfu/件，logN=-6

SD=2.410×（0+6）=14.46 kGy

由于要找到符合厂家液体食品包装袋样品的最佳灭菌剂量，所以选用较高的SD值16.57 kGy作为第二个生产厂家的人工关节样品需照射的消毒灭菌剂量。

3.3 液体食品包装袋耐辐射测试

3.3.1 5kGy剂量递增辐照液体食品包装用塑料复合袋至70 kGy后，密封强度测试结果，详见表5。

3.3.2 5kGy剂量递增辐照液体食品包装用塑料复合袋至70 kGy后，外薄膜及内薄膜拉伸强度测试结果，详见表6。

表6 某厂家液体食品包装袋拉伸强度

3.3.3 结果分析 内层包装（液体食品包装袋）在30 kGy和50 kGy的拉伸强度最大。在递增至70 kGy后液体食品包装袋密封性不受影响。

4 结论

两个生产厂家液体食品包装袋样品的辐照剂量都在正常范围内。第一个生产厂家的液体食品包装袋样品需照射的消毒灭菌剂量为：24.75 kGy；第二个生产厂家的液体食品包装袋样品需照射的消毒灭菌剂量为：16.57 kGy；用此剂量辐照后，可以满足厂家要求的产品所要达到的卫生学指标。如果厂家没有改变产品的生产工艺，那么此辐照剂量就可以作为今后对此种产品进行辐照的参考值。

两个生产厂家液体食品包装袋样品在经过5 kGy递增剂量辐照至70 kGy后，产品在内、外层膜的拉伸强度以及密封性方面均无影响，在日常辐照灭菌过程中，若不考虑成本因素可以加大辐照剂量以达到更好的灭菌效果。

［1］ GB 4789.1. 食品微生物学检验［S］. 2010.

［2］ GB 4789.2. 食品微生物学检验：菌落总数测定［S］. 2010.

［3］ 李娜，陈坚，燕瑾，等. 液体食品包装用塑料复合膜、袋微生物检验方法的研究［J］. 首都食品与医药，2016（8）：20-22.

［4］ 国家药典委员会. 《中华人民共和国药典》一部［M］. 北京：中国医药科技出版社，2010：附录Ⅻ G ：98-102.

Radiation Sterilization Research of Liquid Food Packaging Bags

LI Na LI Haopeng YAN Jin CHEN Jian HAO Songsong XUE Kai LU Yongjun Ray Application Research Center of Beijing，Beijing 101113，China

【Abstract】

Objective To determine the lowest radiation dose to reach the 10-6 SAL and the highest tolerance dose for liquid food packages. Methods Microbes on the six models of liquid food packages from two companies were eluted by membrane-filter procedure，and they were counted，classified，purified and cultured to be made into suspensions in same concentration. The suspensions were radiated from 0 kGy to 3 kGy，and the dose was increased by 0.5 kGy. After the radiation，amount of the residual bacteria was tested，and the D10value was determined. The lowest radiation dose which could make liquid food packages to reach 10-6 SAL was calculated by SD=D10（logN0-logN）. Physical property test was done by being radiated from the lowest radiation dose to 70 kGy，which determined the highest tolerance dose of liquid food packages. Results According to the method above，for liquid food packages，the lowest radiation dose was 24.75 kGy， and the highest tolerance dose was 70 kGy. Conclusion If choose radiation as regular way to sterilise those kind of liquid food packages，the most appropriate and economical dose is 24.75 kGy. Product quality will not be affected in the regular sterilizing procedures when the radiation dose is below 70 kGy.

Liquid food packages，SAL，The lowest radiation dose，Tolerance dose

R155

A

1674-9316（2016）15-0004-04

10.3969/j.issn.1674-9316.2016.15.003

北京市射线应用研究中心，北京 101113