全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 022140203
螺旋藻辐照杀菌效应研究
陈　浩1 　杨东情1 　王春雷2 　陈竹平1 　邓文敏1 　陈丽华1
黎　娅1 　张　玉1 　郭素英1
(11 四川省原子核应用技术研究所 ,四川 成都　610066 ;21 苏州大学放射医学公共卫生学院 ,江苏 苏州　215006)
摘 　要 :本文研究了辐照对螺旋藻的杀菌效果。螺旋藻经 7kGy 辐照处理后 ,总带菌量 (包括细菌和霉菌)
可从初始值 105CFUΠg 数量级水平迅速降至低于 102CFUΠg ,大肠杆菌降为 0。辐照后 4 个月的室温储藏
也能保持较高的卫生质量。经同样辐照剂量处理后于 37 ℃、85 %RH 条件下储藏 4 周 ,发现水活度为
0181 的样品中微生物 (细菌和霉菌)繁殖速度要远大于水活度为 0172 和 0166 的样品 ,可见辐照灭菌时
较低的水活度是一个关键因素。
关键词 :螺旋藻 ;微生物 ;辐照 ;水活度
STUDY ON IRRADIATION STERILIZATION OF SPIRULINA
CHEN Hao1 　YANG Dong2qing1 　WANG Chun2lei2 　CHEN Zhu2ping1 　DENG Wen2min1
CHEN Li2hua1 　LI Ya1 　ZHANG Yu1 　GUO Su2ying1
(11Sichuan Institute of Nuclear Technology Application , Sichuan , Chengdu 　610066 ;
21School of Radiation Medicine and Public Health , Suzhou University , Suzhou , Jiangsu 　215006)
Abstract :The effects of irradiation on spirulina were studied in this paper. Investigation shows that 7kGy irradiation can reduce
the total microorganism population in spirulina product from 105 to 102 CFUΠg , and keep sanitation quality well in four2month
storage . The microorganism in the samples with water activity 0181 grow more rapidly than in those with 0172 and 0. 66 ,
which indicate that water activity is a important factor in the storage.
Key words :spirulina ; microorganism ; irradiation ; water activity
收稿日期 :2005205201
作者简介 :陈　浩 (19652) ,男 ,四川涪陵人 ,博士 ,研究员 ,研究方向为辐照食品和微生物学。Email : ydq1972 @163. com　　螺旋藻含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、糖、不饱和脂肪酸和多种维生素、矿物质及微量元素 ,是一种经济价值巨大的保健食品[1 ] 。但螺旋藻极易受细菌、霉菌和酵母等微生物的污染 ,在生产和储藏中造成很大经济损失[2 ] 。传统的灭菌处理技术中 ,环氧乙烷熏蒸法将于 2015 年被禁用 ,高温加热处理又会破坏螺旋藻的营养价值 ,因此高效方便、不产热、不产生有害残留的辐照技术是杀菌的一个极佳选择[3 ] 。本文对辐照灭菌技术在螺旋藻卫生质量控制中的应用进行了研究 ,探讨了水活度因素对灭菌效果的影响 ,为螺旋藻的最佳辐照灭菌技术奠定了理论基础。 1 　材料和方法111 　材料螺旋藻样品购于四川大学三康生物制品有限公司 ,为粗加工后的片剂。112 　方法11211 　包装 　将螺旋藻样品分为两组 ,1 组保持原样 ,1 组碾成细粉 ,在无菌条件下以聚乙烯薄膜袋分装待用 ,每袋 25g。11212 　辐照处理 　样品在本所辐照场以60 Coγ射线1、2、3、4、5、6、7、8、9、10kGy 照射 ,剂量率为 7kGyΠh。辐
041　 核 农 学 报　2006 ,20 (2) :140～142Journal of Nuclear Agricultural Sciences
照后于室温下储藏。
11213 　微生物检测 　检测内容包括细菌总数 ,霉菌总
数与大肠菌群 ,检测方法见参考文献[4 ]。
11214 　水活度对灭菌效果的影响 　在无菌条件下 ,以
每 10g 螺旋藻粉分别加入 015 和 110ml 蒸馏水 ,将处理
样与对照样用聚乙烯袋包装封口后辐照 (剂量 6kGy) ,
然后一同置于 37 ℃、85 %RH的培养箱中储藏 4 周。每
周取样测定水活度并分析相关微生物指标 (细菌和霉
菌总数) 。水活度用电子水活度测定仪 (型号 Rotronic
Hygroshop DT)进行测定[5 ] 。
2 　结果与讨论
211 　最低有效剂量和实际生产中所使用的剂量范围
不同剂量处理的螺旋藻片剂和螺旋藻粉末的微生
物含量测试结果见表 1。由表 1 数据可知 ,在螺旋藻
片剂和螺旋藻粉末中 ,其细菌和霉菌总数的辐射灭活
均在半对数图上 ,基本遵循线性规律 ,细菌 D10 为
117kGy ,霉菌 D10 为 210kGy。按食用螺旋藻国家标
准[7 ] :细菌总数 ≤10000CFUΠg ,霉菌数 ≤250 CFUΠg ,大
肠菌群不得检出 ,依公式 D = D10 ×(lgN0 - lgN) 计算可
得[6 ] :使螺旋藻片剂细菌总数和霉菌总数符合国家标
准要求的最低有效吸收剂量分别为 219 和 519kGy ;使
螺旋藻粉末细菌总数和霉菌总数符合国家标准要求的
最低有效吸收剂量分别为 218 和 519kGy ,两者无显著
性差别。因此可认为 :为符合国家标准的要求 ,应采用
不低于 6kGy 的辐照剂量 (此剂量下辐照 , 大肠菌群均
未检出 ,也符合国家相关标准) 。
为了观察辐照后达标样品的储存情况 ,本实验将
辐照后的样品在室温条件下储存 ,由于 ≥6 kGy 剂量均
可使样品符合相关国家标准 ,为方便起见 ,只选择辐照
剂量为 6 和 7kGy 的螺旋藻样品来观测储藏情况 (表
2) 。
表 1 　辐照对螺旋藻制剂微生物指标的影响
Table 1 　Effect of irradiation on the microorganism population in spirulina products
剂量
dose (kGy)
螺旋藻片剂 spirulina tablet 螺旋藻粉末 spirulina powder
细菌总数
bacteria (CFUΠg) 霉菌总数fungi (CFUΠg) 大肠菌群coliform group (MPNΠ100g) 细菌总数bacteria (CFUΠg) 霉菌总数fungi (CFUΠg) 大肠菌群coliform group (MPNΠ100g)
0 64500 23800 500 59800 23200 500
1 17500 5100 150 14850 4900 100
2 7860 3200 50 6680 3100 30
3 2650 1850 50 1950 1590 30
4 1150 1200 30 1020 920 -
5 780 510 - 820 440 -
6 420 250 - 450 215 -
7 75 90 - 80 90 -
8 35 60 - 25 25 -
9 - - - - - -
10 - - - - - -
注 :“ - ”表示未能检出。
Note :“ - ”means undetected.
表 2 　螺旋藻样品辐照后不同储存期的微生物指标
Table 2 　The microorganism population of the spirulina in different storages time after irradiation
剂量
dose (kGy)
储存时间
storage period
(month)
螺旋藻片剂 spirulina tablet 螺旋藻粉末 spirulina powder
细菌总数
bacteria (CFUΠg) 霉菌总数fungi (CFUΠg) 大肠菌群coliform group(MPNΠ100g) 细菌总数bacteria (CFUΠg) 霉菌总数fungi (CFUΠg) 大肠菌群coliform group(MPNΠ100g)
1 550 750 - 510 510 -
6kGy 2 850 1020 - 680 960 -3 1320 2450 - 850 1100 -
4 1080 2800 - 880 1700 -
1 60 80 - 35 75 -
7kGy 2 160 120 - 110 90 -
3 200 160 - 125 110 -
4 180 130 - 140 120 -
注 :储藏期室温范围为 915 ℃～2113 ℃。
Note : 915 ℃～2113 ℃in storage.
141　2 期 螺旋藻辐照杀菌效应研究
　　由表 1 中可以看出 ,螺旋藻初始微生物的污染状
况比较严重 ,细菌与霉菌总数超过了 105 CFUΠg ,同时还
有严重的大肠菌群污染。经辐照处理后 ,随着辐照剂
量的增大 ,两组样品 (片剂与粉剂)中细菌、霉菌总数与
大肠菌群的数量皆急剧下降 ,在剂量 7kGy 时 ,细菌、霉
菌总数均下降到低于 102 CFUΠg 水平 ,同时大肠菌群被
完全杀灭 ;并且在长达 4 个月的室温存储期中 ,所有经
7kGy 处理的样品均能保持相当高的卫生质量。
212 　水活度对螺旋藻储藏过程中微生物生长情况的
影响
出产在高温潮湿地区的螺旋藻产品水分活度高 ,
高水活度对微生物的生长繁殖有利[8 ,9 ] ,因此有必要研
究水活度对螺旋藻储藏过程中微生物生长的影响。在
样品中加入 015 和 110ml 蒸馏水后 ,测得其水活度分
别为 0172 和 0181 ,对照样为 0166。在 4 周的储存期
中 ,所有样品的水活度均保持恒定。
图 1 　不同水活度螺旋藻样品经 6kGy 辐照后储
存期中微生物的生长情况
Fig. 1 　Microorganism content of the spirulina with
different water activity in storage
从图 1 可知 ,6kGy 辐照样品置于 37 ℃、85 % RH的
条件下储存 4 周后 ,水活度 0181 的样品中微生物数从
420CFUΠg 增加到 40840CFUΠg ;水活度 0172 的样品中微
　　　
生物数从 480CFUΠg 增加到 12200CFUΠg ;而水活度只有
0166 的对照样中 ,微生物数量只有极少的增加。而当
辐照剂量增加到 7kGy 后 ,3 种不同水活度的样品中微
生物数量与 6kGy 样品有相同的变化趋势 ,但由于辐照
剂量的提高 ,杀菌效果加强 ,故其卫生指标要好于
6kGy 辐照样品。在 4 周的储存期中 ,6 和 7kGy 辐照的
样品中微生物含量均符合国家相关标准。水活度的增
加使微生物的繁殖加快 ,因此在螺旋藻的辐照处理和
保藏中 ,水活度是确保辐照效果的一个关键性因素。
综上所述 ,螺旋藻的最佳辐照技术可表述为 :在保
证较低水活度的前提下采用不低于 7kGy 的吸收剂量
辐照处理的螺旋藻产品 ,可使其在室温条件下存储 4
个月以上。
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