全 文 ：药用淀粉辐照灭菌研究
王守经　孙守义　于子厚
(山东省农业科学院原子能农业利用研究所　济南　250100)
　　60Co2γ射线辐照可显著降低药用淀粉中的微生物数量。研究结果表明 :杂菌的
D10值为 017k Gy ,适宜辐照剂量为 310～510k Gy ,辐照剂量与杂菌存活数之间呈显著
的负相关 (r = - 019053) ,辐照工艺的改变对灭菌效果有较大的影响。对 510k Gy 辐
照的药用淀粉进行毒性试验表明 ,用较低剂量辐照的药用淀粉无毒性反应、无致畸、
致突变等遗传性病变 ,因此是安全、无害的。采用以上剂量灭菌的同时 ,不会导致淀
粉自身理化性状和制药工艺性状的改变。
关键词 : 药用淀粉 　辐照灭菌 　剂量 　D10值
前 　　　言
淀粉是药品制剂的主要辅料之一 ,是西药片剂的赋形剂 ,其用量占药品成品之比重也较
大。因此 ,淀粉本身的卫生质量状况会直接影响到药品制剂的卫生质量。但是 ,从目前药用淀
粉的生产状况看 ,情况很不乐观 ,由于生产条件差 ,设备落后 ,产品很难达到制药卫生标准要
求。因此 ,探求药用淀粉的有效灭菌方法是制药工业亟待解决的问题。本研究从辐照工艺到
产品辐照前后的卫生质量 ,以及理化性状等方面进行了全面的研究 ,旨在为药用淀粉的辐照灭
菌提供可靠的依据。
材 料 与 方 法
供试材料　淀粉样品是济南第二制药厂生产的同一批号产品 ,袋装。
试验方法　11 辐照工艺和剂量 :在我所农用钴源 (点源) 辐照 ,源活度为 3152 ×1013Bq ,焦
距 30cm ,剂量率 21074 Gy/ min ,静态堆码辐照 ,辐照时部分样品在总剂量达一半时翻转 ,另一
部分样品不翻转 ,第三部分则在辐照过程中翻转 3 次 (每次转 90 ℃) 。
用 015kg 的袋装样品进行剂量试验 ,辐照剂量为 : 0 ( CK) 、110、210、310、410、510、610、
710、810 和 910k Gy ,共计 10 个处理。
21 卫生指标检验 :按卫生部有关规定 ,对试验样品进行细菌总数、霉菌总数和大肠杆菌检
验。
31 理化性状检测 :按《中国药典》1977 年版之规定 ,对 510k Gy 辐照的样品进行以下项目
的检测 :
(1)外观性状 ———色泽、气味 ; (2)理化性状 ———在水、乙醇中的溶解度 ,水分、灰分、铁盐、
二氧化硫等。分析方法略。
41 辐照淀粉的毒性试验[1 ] :用 5k Gy 辐照的淀粉 进行 90d 饲养试验 ,90 只 Wistas 大鼠 ,
402 核 农 学 报　1998 ,12 (4) :204～209
Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
随机分为 3 组 ,每组 30 只 ,雌雄各半。第 1 组食用正常饲料 (自然对照组 NCK) ,第 2 组食用
75 %正常饲料 + 25 %未辐照淀粉 (试验对照组 TCK) ,第 3 组食用 75 %正常饲料 + 25 %辐照淀
粉 (试验组 T) 。为了减少因淀粉染菌引起的动物病症 ,故未经辐照的淀粉预先经 100 ℃烘烤
115h 灭菌。1984 年 5～7 月在饲养室内分笼喂养 ,观察体重、食物利用率、白细胞总数、血红蛋
白、血小板数和肝功 ,经病理解剖 ,计算脏器系数及病理组织学检查。在 3 组中各取 10 只大鼠
(雌雄各半)进行致突变试验 ,项目有 : (1)骨髓嗜多染红细胞微核测定 ; (2) 骨髓染色体畸变观
察 ; (3) Ames 试验。
结 果 与 讨 论
(一)辐照灭菌效果
11 灭菌效果 :从表 1 可以看出 ,经 310～510k Gy 辐照后 ,淀粉中杂菌的灭活率都在 99 %
以上 ,含菌量显著降低 ,霉菌的灭活率也在 97 %以上 ,随着剂量的升高 ,灭菌率增大。大肠杆
菌在辐照前后未检出 ,故未列入表中。
表 1 　药用淀粉的辐照灭菌效果
Table 1 　Results of irradiation sterilization of pharmaceutical starch
剂　量
Dose (k Gy) 010 110 210 310 410 510 610 710 810 910
霉　菌
灭菌率
BPC( %) 0100 93137 94178 99164 99139 99189 99185 99196 99190 99196
细　菌
灭菌率
MPC( %) 0100 97140 100100 100100 100100 100100 97108 98174 100100 100100
　　BPC :Sterilization percentage of bacteria.
MPC :Sterilization percentage of mould.
　　21 细菌的剂量存活曲线及 D10值 :根据辐照后细菌的存活数与辐照剂量之间的关系可以
看出 (图 1) ,两者之间符合 Y = 313084 - 013298X 的线性关系 ( Y为细菌存活数的对数值) ,相
关系数为 - 019053。经相关系数 t 测验 ,细菌存活数与辐照剂量之间存在着显著的相关性 ( P
< 0101) [2 ] 。可根据此关系式推算出细菌的 D10值为 017k Gy。
(二)辐照淀粉的理化性状
对 5k Gy 辐照后的样品进行理化性状分析 (表 2) 表明 ,药用淀粉在辐照后 ,其理化性状未
发生变化。但有的研究认为 ,高剂量辐照会引起淀粉自身理化性状的改变 ,比如旋光度下降 ,
光谱性能及分子结构发生变化 ,可引起多糖链的断裂 ,产生降解的糊精碎片[3 ] 。但在本试验
辐照剂量范围内 ,未观测到辐照对淀粉制药性状的影响。
(三)不同辐照工艺的灭菌效果
采用静态堆码方式辐照时 ,选用不同的工艺技术会大大影响灭菌效果。从表 3 可看出 ,在
辐照剂量达到总剂量的一半时 ,对样品进行 180 度翻转或 3 次翻转 ,明显地提高了灭菌率 ,其
主要原因是提高了剂量的分布均匀度。因此 ,我们建议在采用静态堆码辐照工艺时 ,对于辐照
样品 ,特别是体积较大的物品 ,要采取多次、多方位的翻转辐照工艺 ,从而提高辐照质量。
502　4 期 药用淀粉辐照灭菌研究
图 1 　细菌的剂量存活曲线
Fig. 1 　Survival2dose curve of bacteria
N :细菌存活量　N :Amount of Survial bacteria
表 2 　辐照淀粉的理化性状
Table 2 　Physical and chemical properties of irradiated starch
项　目
Items
测　定　结　果
Results
辐　照　前
Before irradiating
辐　照　后
After irradiating
1977 年版药典规定[4 ]
Standards of pharmacopoeia
in 1977
性　　状
Properties
白色粉沫 ,无臭无味 ,在冷水和乙
醇中均不溶解
White powder , no odor , soluble in
cold water and ethanol
白色粉沫 ,无臭无味 ,在乙醇和冷
水中均不溶解
White powder , no odor , soluble in
cold water and ethanol
白色粉沫 ,无臭无味 ,在乙醇和冷水
中均不溶解
White powder , no odor , soluble in
cold water and ethanol
酸　　度
Acidity
消耗 011N NaOH 0128ml
0128ml of 011N NaOH is used 消耗 011N NaOH 0128ml28ml of 011N NaOH is used 消耗 011N NaOH 不得超过 110mlNo more than 110ml of 011N NaOH
is allowed to be used
水　　分
Water
11184 % 11142 % 不大于 1410 %
灰　　分
Ash
0108 % 0110 % 不大于 0120 %
铁　　盐
Fe salt
未　超　标　准
No more than standard
未　超　标　准
No more than standard ※
二氧化硫
SO2
消耗 0101N 碘液为 0181ml
0181ml of 0101N iodine is used 消耗 0101N 碘液为 0176ml0176ml of 0101N iodine is used 消耗 0101N 碘液不超过 1125mlNo more than 1125ml of 0101N
iodine is allowed to be used
　　3 标准铁盐溶液 110ml 与用同一方法制成的对照液比较不得更深 (01002 %)3 Same colour as 011ml standard Fe2salt solution (01002 %) .
(四)辐照药用淀粉的毒性试验
11 生长情况和食物利用率 :每周晨进食前测量体重 1 次 ,在长达 13 周的试验中 ,试验组
与试验对照组、自然对照组之间 ,各组大鼠的生长曲线保持一致 ,通过对试验鼠的外观、进食、
活动情况和净增体重的观察和测量 ,组间没有明显差异。自然对照组、试验对照组及试验组中
602 核　农　学　报 12 卷
表 3 　药用淀粉不同辐照工艺灭菌试验结果
Table 3 　Results of radiosterilization with different technologies
工　　艺
Technologe
微生物种类
Microbial species
5k Gy 辐照不同取样点的灭菌率
Percentage of sterilization at different sampling point
after irradiation with 5k Gy ( %)
1 2 3 4 5 6
不翻转
Not turn over
3 次翻转
Turn over
three times
1 次翻转
Turn over once
细　　菌
Bacteria
98152 83161 67131 83161 83161 83161
霉　　菌
Mould
71143 82126 77117 100100 94129 94129
细　　菌
Bacteria
99160 99160 99180 100100 100100 100100
霉　　菌
Mould
99169 99169 99122 99169 100100 100100
细　　菌
Bacteria
100100 100100 100100 100100 99160 100100
霉　　菌
Mould
99133 100100 100100 100100 100100 100100
雄鼠的食物利用率分别为 7198 %、9161 %和 8196 % ,雌鼠的食物利用率分别为 10169 %、
12145 %和 12112 %。从这些结果可以看出 ,饲喂辐照淀粉对大鼠的生长发育无不良影响。
21 血常规及生化指标 :从表 4 结果看 ,试验期内各组大鼠的血常规及生化指标均无显著
性差异。血红蛋白和白细胞总数有随试验期的延长而上升的趋势 ,但仍在正常范围内波动。
从血相的改变看不出食用辐照淀粉的不良影响。肝功能的波动也在正常范围内 ,在试验期内 ,
组间及不同时间测定均无显著性差异。饲喂辐照淀粉未表现出对大鼠肝功能的毒性反应。
31 解剖、脏器系数及病理组织学检查 :解剖观察看出 ,各组均有个别大鼠出现肺部充血和
出血点等炎症。饲喂辐照淀粉组发现 1 只大鼠肝脏有干酪样坏死 ,脂肪性变 ,其它未见异常。
实验结束时 ,将大鼠逐一解剖 ,取出实体器官称重 ,求出脏器系数。结果表明 ,3 个组各自的脏
器系数无显著差异。在病理组织学检查中 ,发现饲喂未辐照淀粉的 10 只大鼠中 ,有 4 只的肝
脏有轻度浑浊肿胀 ,饲喂辐照淀粉的 10 只中 ,有 3 只的肝脏轻度浑浊肿胀 ,从这些结果看不出
因食用辐照淀粉引起的病变。
41 骨髓嗜多染红细胞微核、骨髓染色体畸变分析及 Ames 试验 :从 3 组中各取 10 只大鼠
进行骨髓嗜多染红细胞微核的测定结果看 ,自然对照组、试验对照组和试验组的微核率分别为
0148 %、0144 %和 0145 % ,而阳性对照组的微核率为 2135 %。从中可看出 ,组间无差异 ,但与
阳性对照组的差异显著。此外 ,在 3 组中各取 10 只大鼠进行染色体畸变分析 ,出现的染色体
畸变率分别为 0135 %、0130 %和 0139 %。以上结果表明 ,辐照淀粉无致畸作用和遗传毒性作
用。Ames 试验结果表明 ,辐照淀粉与对照一样 ,均无致突变作用。
综合以上各项毒性试验结果可看出 ,510k Gy 剂量辐照的药用淀粉饲喂大鼠 90d ,无毒性
反应 ,致突变反应为阴性 ,证明食用是安全可靠的。
702　4 期 药用淀粉辐照灭菌研究
表 4 　大鼠的血常规和肝功能测定结果
Table 4 　The results of blood test and liver function of mouse
天　数
Time
组　别
Group
鼠　数
Number of
mouse
白红蛋白
Hemoglobin
(g %)
血小板数
Number of
platelet
( ×104/ mm3)
白细胞数
Number of
white cell
(No/ mm3)
中性粒细胞
Neutrophile
granulocyte
( %)
试验前 NCK 30 12176 ±0166 39184 ±9138 8195 + 2418 1918
Pretest TCK 30 12172 ±0174 38154 ±12127 8576 + 3181 1815
T 30 12179 ±0166 44132 ±9135 9076 + 2219 2115
试验 30d NCK 30 12199 ±0145 43180 ±8175 10192 + 2235 2115
30d after TCK 30 12151 ±0168 39150 ±9175 10433 + 2381 1710
test T 30 12148 ±1103 43140 ±5148 9460 + 3136 2015
试验 60d NCK 30 14106 ±0164 47145 ±7150 11245 + 2213 1810
60d after TCK 30 13192 ±0176 48120 ±8150 11206 + 2878 1810
test T 30 12185 ±0175 48105 ±9135 11046 + 2682 2015
试验 90d NCK 29 14155 ±0172 44140 ±8155 12090 + 2974 1715
90d after TCK 30 14155 ±0155 45165 ±9170 11095 + 3351 1815
test T 30 13165 ±0194 42115 ±10150 11694 + 3462 2110
天　数
Time
组　别
Group
淋巴细胞
Lymphocyte
( %)
单核细胞
Monokaryon cell
( %)
嗜酸性粒细胞
Acidophil cell
( %)
嗜碱性粒细胞
Basophill cell
( %)
谷丙转氢酶
GPT
(Unit)
锌浊度
ZTT
(Unit)
试验前 NCK 7910 017 015 0 1118 ±517 114 ±016
Pretest TCK 8011 017 018 0 1019 ±510 115 ±015
T 7710 018 017 0 1214 ±510 114 ±016
试验 30d NCK 7715 014 016 0 1415 ±416 113 ±014
30d after TCK 8115 018 017 0 1317 ±511 114 ±015
test T 7810 110 015 0 1318 ±518 116 ±016
试验 60d NCK 8010 014 116 0 1511 ±412 112 ±013
60d after TCK 8010 017 113 0 1312 ±418 113 ±015
test T 7710 018 017 0 1411 ±514 116 ±016
试验 90d NCK 8010 111 014 0 1417 ±417 113 ±014
90d after TCK 7910 016 019 0 1111 ±619 113 ±014
test T 7710 016 114 0 1314 ±414 211 ±017
　　
小 　　　结
11 辐照可有效地杀灭药用淀粉中的杂菌 ,当被照物品的初始含菌量在 110～115 ×104 个
时 ,适宜的辐照剂量为 310～510k Gy ,随着被照物品染菌量的增大 ,辐照剂量也要相应地增大。
21 辐照技术工艺的不同 ,对辐照灭菌效果会产生很大的影响 ,采用静态堆码方式辐照时 ,
要根据辐照场的剂量分布特性 ,对被照物品进行多次多方位的转位翻倒工作 ,以提高剂量均匀
度 ,确保辐照质量。
31 经 510k Gy 辐照的药用淀粉 ,其理化性状与对照无显著差异 ,不会影响它的加工工艺性
状。
802 核　农　学　报 12 卷
41 本项研究的毒性试验结果证明 ,食用低剂量辐照的药用淀粉 ,不会引起毒性反应及其
它致畸、致突变作用。
参 　考 　文 　献
1 　上海第一医学院等. 食品毒理. 北京 :人民出版社 ,1984
2 　马广存等. 硫酸沙丁胺醇的辐照灭菌研究. 核农学通报 ,1993 ,14 (1) :35～37
3 　陈祖阴译. 主要食品成分的辐射化学. 北京 :原子能出版社 ,1982
4 　卫生部. 中国药典. 1977
STUDY ON RADIOSTERIL IZATION OF PHARMACEUTICAL STARCH
Wang Shoujing 　Sun Shouyi 　Yu Zihou
( Instit ute f or A pplication of A tomic Energy , S handong Academy of A gricult ural Science , Jinan 250100)
ABSTRACT
After treated withγ2ray , the loading of microble in pharmaceutical starch was decreased
sharply. If the microble loading is in the range of 110～115 ×104 , the optimum absorbed dose
is 310～510kGy. The results showed that there was a signif icant relationship bet ween absorbed
dose and amount of survival bacteria. The D10 value of bacteria is 017kGy. On the other hand ,
change of radiation technology in the same radiation f ield could affect the result of radiosteril2
ization. No toxicity was found with irradiated starch in the test period in mouse.
Key words :Pharmaceutical starch , radiosterilization , dose , D10 value
902核 农 学 报　1998 ,12 (4) :204～209
Acta A gricult urae N ucleatae Sinica