干枣的电子束辐照灭菌研究

赵一然 李玉明

摘 要：目的：研究干枣的电子束辐照灭菌效果。方法：随机选择两种市售干枣为样品A、样品B，各分组以1kGy～5kGy剂量进行电子束辐照，检测微生物的杀灭效果。结果：样品A辐照3kGy后菌落总数降至90CFU/g、霉菌降至35CFU/g、大肠菌群<0.3MPN/g；样品B辐照4kGy后菌落总数降至170CFU/g、霉菌降至25CFU/g、大肠菌群<0.3MPN/g。结论：不同来源干枣的原始菌落数差异较大，电子束辐照灭菌效果优良，个体化辐照剂量控制符合现状，应促进规模化、现代化、标准化加工储运方式。

关键词：干枣；灭菌；电子束；辐照

中图分类号：TS255.42 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0205-02

干枣营养价值很高，是我国人民普遍喜爱的一种干果，销售量巨大，因而种植面积也迅速增长，已经成为一些地区农民的主要收入来源，也是地区经济发展和社会稳定的重要支撑。例如，新疆统计局的数据，2015年新疆红枣种植面积达到510350公顷，红枣产量达到3633246吨，主要用于制成干枣远销，其中，仅阿克苏地区年干枣产量就达到15万吨。还有陕西、山西、河北、河南及山东等省份都有规模化产地。干枣的加工、运输、储藏、销售环节存在较长的周期，由于虫害、霉烂和酸败，造成大量损失并影响卫生质量，出品率仅为28%～55%[1]，蟲卵孵化和细菌繁殖是导致这一结果的重要原因，其中包括枣尺蠖、枣瘿蚊、桃小食心虫、葡萄球菌属、微球菌属、青霉菌、白曲霉、米曲霉等[2]。因此，灭虫灭菌对于减少干枣的损失有重要作用，媒体上时有报道的“硫磺熏蒸大枣”是为了达到这一目的采取的不利于健康的加工方式，而探索良好的灭菌保质技术对于保障从业人员经济收入、提高食品安全性具有双重意义。

本文通过研究不同的电子束辐照剂量对于不同来源干枣的灭菌效果，探讨电子束辐照灭菌的适宜条件。由于害虫和虫卵在低剂量（<1kGy）就能被杀灭[3]，已包括在本研究的辐照剂量范围内，故不再进行检测。

1 材料与方法

1.1 材料

（1）供试干枣。随机在两处农贸市场各购买一种纸箱装干枣，分别命名为样品A和B，其产地不同。（2）主要实验器材。JT-C匀浆仪，漯河市金田试验设备研究所；LCT-1SC-A超净化工作台，济南绿之洁科技有限公司；DHP-420型电热恒温培养箱，北京市永光明医疗仪器厂；303F-1电热培养箱，黄骅市卸甲综合电器厂；平板计数琼脂培养基、孟加拉红培养基、煌绿乳糖胆盐肉汤和月桂基硫酸盐胰蛋白陈肉汤（LST）培养基，为北京奥博星生物技术有限责任公司产品。

1.2 方法

（1）样品分装。随机选择每5粒干枣为一个包装，采用PE塑料袋真空包装；样品A和B各准备18袋。（2）样品分组。样品A和B各随机选取3袋为一组，各分为六组，分别命名为A1～A6，B1～B6；A1、B1为对照组，A2～A6、B2～B6为实验组。（3）电子束辐照。A1、B1为对照组，不进行辐照处理；A2、B2辐照剂量1kGy；A3、B3辐照剂量2kGy；A4、B4辐照剂量3kGy；A5、B5辐照剂量4kGy；A6、B6辐照剂量5kGy。辐照设备为山东蓝孚高能物理技术股份有限公司制造的电子加速器，电子射线能量10MeV，束流功率20kW，剂量均匀性±5%。样品包装次日辐照，辐照后即送生物实验室进行微生物检测。（4）微生物检测。实验指标三项，为菌落总数、霉菌和酵母计数、大肠菌群计数；菌落总数培养与测定依照GB4789.2—2016标准执行，霉菌和酵母培养与测定依照GB4789.15—2016标准执行，大肠菌群培养与测定依照GB4789.3—2016标准执行；每组3包样品分别测定，取最高值为结果。

2 结果

A1、B1作为两种来源干枣的对照组，按照相同的流程时间节点进行了包装、微生物检测，未进行电子束辐照，反映了部分市售干枣的微生物污染情况。其它为实验组，电子束辐照剂量自1kGy至5kGy，随着辐照剂量递增，残余菌落数量依次递减，详细结果分别见表1、表2所示。所记录数值为各组3袋分别检测的最高值。

3 讨论

3.1 不同来源干枣的原始菌落数差异较大

红枣成熟后的加工处理方式包括树上挂干、摘下自然晾晒、烘房烘干、微波干燥、包装和仓储等，由于众多农户个体经营、小作坊加工，加工设备不足或质量不可靠、自然晾晒的环境不可控、包装和仓储方式不同、储存周期长等问题，容易导致害虫孵化、微生物污染、霉变。加工方式不同、自然晾晒环境不同等，会导致不同来源干枣的污染程度差异很大，保质期也因此大为不同。随机选择的两种干枣的样品B比样品A菌落总数高3.72倍，霉菌数高2.58倍，大肠菌群数高5倍。其他类似加工的食品也存在相似的问题，例如，郭红莲[4]宁夏枸杞霉菌总数为6.2×104CFU/g、细菌菌落总数为2.3×104CFU/g；刘洪祥[5]不同厂家枸杞饮片的需氧菌总数lg值在2～7之间，霉菌lg值在0.5～5.5之间，污染差异均达5个lg值。这种现象对于规模化、标准化灭菌保质技术的实施造成困难，有必要探讨统一的前期处理技术，目标是采摘后尽快以自动化设备脱水，减少自然晾晒的潜在污染环节，脱水后严密包装，立即进行一次灭虫灭菌，使菌落初始值较低并具有一致性。

3.2 电子束辐照灭菌效果优良

食品灭菌保质技术有多种，常见如高温、化学防腐剂、臭氧和紫外线等，但各自存在着使用条件受限、破坏食品风味、不利于健康、污染环境、不能杀灭深部微生物等缺陷。近年来，辐照灭菌技术应用日益广泛，由于射线能杀死任何害虫、虫卵、细菌、霉菌和病毒且不残留放射性[6]，并且灭菌过程在常温下进行，不影响食品风味，已广泛应用于农副产品、中药、医疗器械、化妆品等生产行业，在许多国家迅速推广。辐照技术包括电子加速器发射的电子射线和钴60发射的γ射线，电子加速器由于加工速度快、无空闲能量浪费、不使用放射性元素及安全性高等优点，已在国际上逐步取代钴60放射性元素[7]。

许多研究证明，辐照比其它方式灭菌效果更强。如泮红玲[8]，对比研究加热干燥和电子束辐照两种方法对于中药陈皮的灭菌效果，处理后，加热干燥法菌落数为2600～4600/g，电子束辐照法菌落数为零。本文中辐照剂量每增加2kGy，菌落数减少超过1个数量级，也证明了电子束优良的杀菌能力。以这种物理方式灭虫灭菌，延长保质期，避免化学防腐剂的使用，具有良好的社会效益。

3.3 电子束辐照剂量

对于干枣，目前有GB/T18525.3-2001红枣辐照杀虫工艺标准，辐照剂量为0.3kGy～1.0kGy，特别注明本标准不适用于红枣的防霉、杀菌，仅用于杀灭寄生虫和虫卵。辐照杀虫的效果极为强大，包括深部的虫卵，例如Wahid用1.0kGy剂量辐照7种干果，室温下储藏8个月没有害虫生长，而未辐照样品虫染率达到58%～100%[9]。但杀灭细菌、霉菌则需要更大的剂量，目前尚无干枣杀菌灭霉的辐照标准。参考GB14884—2003蜜饯卫生标准，菌落总数≤1000CFU/g，霉菌≤50CFU/g，大肠菌群≤0.3MPN/g。从原理上来说，辐照剂量越大、杀灭细菌和霉菌的程度越高，越有利于延长保质期，但是辐照剂量要兼顾能源成本、防止过度辐照，满足市场储运、销售期需求即可，还要考虑不同食品的个体差异，所以需要研究不同食品的适宜辐照剂量。

本文中样品A辐照3kGy后菌落总数降至90CFU/g、霉菌降至35CFU/g、大肠菌群<0.3MPN/g，达到良好的控制水平；样品B辐照4kGy后菌落总数降至170CFU/g、霉菌降至25CFU/g、大肠菌群<0.3MPN/g，方达到良好的控制水平。其差异是由于原始菌落不同，所以，在未能实现标准化前期处理的状况下，不同来源产品的原始菌落检测、个体化辐照剂量控制有其必要。另外，其它储存措施如包装方式、储藏环境等不容忽视。

参考文献

[1]金新文，姚雪东，刘成江，等.新疆南疆地區红枣产业发展现状及对策[J].江苏农业科学，2014，42（10）：434-437.

[2]陈妍，卢建雄，范怀德，等.霉变干枣中菌种的分离纯化及初步鉴定[J].西北民族大学学报，2012，33（86）：75-80.

[3]林音，刘宏跃，李香玲，等.建立谷物制品辐照杀虫工艺规范的研究[J].核能学报，2001，15（5）：311-314.

[4]郭红莲，宋巍，颜国政，等.宁夏枸杞干果污染菌相调查与防控措施[J].食品研究与开发，2011，32（5）：153-155.

[5]刘洪祥，曹晓云.中药饮片中需氧菌、霉菌和酵母菌污染情况的研究及分析[J].天津药学，2017，29（1）：9-14.

[6]武振华，张红，赵卫平，等.大功率电子加速器的辐射灭菌效果研究[J].原子核物理评论，2009，26（1）：80-82.

[7]施培新.食品辐照加工原理与技术[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004：38.

[8]泮红玲.生药干燥灭菌法与辐射灭菌法的比较[J].医药导报，2017，24（4）：334.

[9]Wahid，W.刘绍德译.半商业化规模辐照保藏干果[J].核农学通报，1990（4）：193.