食用甘薯淀粉的微生物檢測及電子束輻照殺菌效果研究

摘要：筆者研究了食用甘薯淀粉微生物污染的情況，以及電子束輻照對食用甘薯淀粉殺菌效果和品質的影響。結果表明：食用甘薯淀粉大多受到不同程度的微生物污染，主要的污染微生物是細菌、霉菌；電子束輻照對食用甘薯淀粉的殺菌效果明顯，當輻照劑量為4kGy時，食用甘薯淀粉的菌落總數由9000CFU/g降低到300CFU/g，大腸菌群由110CFU/g降低到小于10CFU/g，霉菌由350CFU/g降低到小于10CFU/g，酵母由20CFU/g降低到小于10CFU/g。當輻照劑量為6kGy及以上時，菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母均未檢出。電子束輻照對食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標影響不顯著。4～6kGy的輻照劑量夠很好的滿足食用甘薯淀粉產品的衛生要求。

關鍵詞：食用甘薯淀粉 微生物 電子束輻照

食用甘薯淀粉作為從甘薯塊根提取的可食用淀粉，其制備主要是利用淀粉不溶于冷水，密度比水大及淀粉與非淀粉成分密度不同等性質而進行的物理分離過程[1]。目前，我國規模化的食用甘薯淀粉加工企業的生產工藝主要為直線旋流法和清水旋流法[2]。直線旋流法的工藝流程包含除雜、清洗、粉碎磨漿、初級分離、多級分離、抽濾、氣流干燥等工序，直線旋流法在15min左右即可出粉。清洗旋流法的工藝流程包含清洗、粉碎磨漿、初級分離、第一次多級分離、淀粉乳漿貯存、第二次多級分離、抽濾、氣流干燥等工序，其中淀粉乳漿貯存時間在1-4個月。

2023年1-8月，筆者選取川渝地區的11家食用甘薯淀粉的分裝企業、12家以食用甘薯淀粉為原料生產糖果和糕點生產企業進行調查，發現23家企業的食用甘薯淀粉入廠驗收標準中均有菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母等微生物指標，其中食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準中將菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母的限量在GB 31637-2016 基礎上下降了一個數量級，即菌落總數限量（CFU/g）調整為“n=5，c=2，m=1000，M=10000”、大腸菌群限量（CFU/g）調整為“n=5，c=2，m=10，M=100”、霉菌和酵母（CFU/g）調整為“≤100”；糖果生產企業入廠驗收標準中菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母的限量按GB 31637-2016 規定執行。通過查核23家企業的食用甘薯淀粉入廠驗收記錄發現：有40%的樣品霉菌和酵母不符合驗收標準，其中15%樣品霉菌和酵母不符合GB 31637-2016；20%的樣品菌落總數不符合驗收標準，其中2%樣品的菌落總數不符合GB 31637-2016；1%的樣品大腸菌群不符合驗收標準，但樣品的大腸菌群均符合GB 31637-2016。通過查閱近年食品安全監督管理部門公布的食品安全監督抽查的數據，發現食用甘薯淀粉存在微生物指標不符合GB 31637-2016的情況。

電子束輻照是利用電子加速器產生電子束射線殺滅微生物，電子加速器可控性強、不存在放射性污染和核泄漏，對操作人員安全無害。電子束輻照作為新興的輻照手段，已被廣泛應用于食品保鮮及其品質改善［3-7］。電子束輻照對食用甘薯淀粉的研究還未見報道，本試驗對食用甘薯淀粉進行了菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母等微生物指標的檢測，并對不同輻照劑量的殺菌效果及輻照后食用甘薯淀粉的品質變化進行了分析，以期為電子束輻照技術在食用甘薯淀粉生產中的應用提供參考。

一、材料與方法

（一）材料與儀器

食用甘薯淀粉購自河北省、山東省、安徽省、重慶市、云南省、四川省等區域的21家食用甘薯淀粉生產企業，樣品共計21個（每個樣品購買同一生產批次5袋，規格為25kg/袋）。

FX101-1型電熱鼓風干燥箱、TC 4-10型陶瓷纖維爐、SHX 150IV型生化培養箱、MJP 150IV型霉菌培養箱，上海樹立儀器儀表有限公司；PHS-3E型pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；YXQ-75G型立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；WSB-2型臺式白度儀，杭州齊威儀器有限公司；ESJ200-4B型電子天平，沈陽龍騰電子有限公司；SW-CJ-2D型超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；Viscograph-E型布拉本德黏度儀，Brabender公司；UV765型紫外可見分光光度計，上海精密科學儀器有限公司。

（二）試驗方法

樣品輻照前進行微生物檢測，根據樣品微生物檢測結果，分別選擇菌落總數、大腸菌群、霉菌、酵母檢測值最大的樣品分別在四川潤祥輻照技術有限公司的輻照場進行電子束輻照處理，輻照裝置為VF-ProA-10/20型電子直線加速器，能量10MeV，脈沖次數260次/秒。采用0（CK）、2、4、6和8kGy等5個輻照劑量處理，輻照劑量達到總劑量二分之一時，將樣品進行180℃翻轉處理（確保試驗樣品受照的均勻性）。處理后的樣品立即進行微生物指標和理化指標的測定。

（三）測定方法

按GB 4789.2-2022測定菌落總數，按GB 4789.3-2016第二法測定大腸菌群，按GB 4789.15-2016第一法測定霉菌、酵母，按GB 5009.3-2016第一法測定水分，按GB 5009.4-2016第一法測定灰分，按GB/T 22427.6-2008測定白度，按GB/T 34321-2017測定pH值，按GB/T 22427.7-2023第二法測定峰值黏度，參考曾凡逵等［8］的方法測定支鏈淀粉、直鏈淀粉。

二、結果與分析

（一）食用甘薯淀粉中不同種類微生物的含量

從表1中看出，21家食用甘薯淀粉生產企業生產的食用甘薯淀粉大多受到不同程度的的微生物污染，主要的污染微生物是細菌、霉菌。21個樣品中菌落總數檢出最高值為9000CFU/g、大腸菌群檢出最高值為110CFU/g、霉菌檢出最高值為350CFU/g、酵母檢出最高值為20CFU/g。21個樣品中菌落總數均有檢出，9個樣品檢出大腸菌群、19個樣品檢出霉菌、2個樣品檢出酵母。21個樣品菌落總數（CFU/g）的檢測結果均符合GB 31637-2016中菌落總數（CFU/g）“n=5，c=2，m=10000，M=100000”的規定；其中編號為2、4、9的樣品符合食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準中菌落總數（CFU/g）“n=5，c=2，m=1000，M=10000”的規定，其余18個樣品均不符合。21個樣品大腸菌群的檢測結果均符合GB 31637-2016中大腸菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=100，M=1000”的規定，其中編號為21的樣品不符合食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準中大腸菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=10，M=100”的規定，其余20個樣品均符合。21個樣品中霉菌和酵母的結果結果均符合GB 31637-2016中霉菌（CFU/g）“≤1000”的規定，其中編號為3、7、8、20、21的樣品不符合食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準中霉菌和酵母（CFU/g）“≤100”的規定，其余16個樣品均符合。

（二）電子束輻照對食用甘薯淀粉的殺菌效果

根據本試驗的規定，對21樣品中第2、3、1個平行樣進行電子束輻照殺菌處理，并分析2、4、6、8、kGy等輻照劑量對菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母的殺滅效果。樣品電子束輻照殺菌效果，見表2。從表2可看出，食用甘薯淀粉的電子束輻照殺菌效果明顯。樣品初始的菌落總數為9000CFU/g，當輻照劑量為2kGy時樣品中的菌落總數降至1100CFU/g，當輻照劑量為4kGy時樣品中的菌落總數降至300CFU/g，當輻照劑量為6、8kGy時樣品中的菌落總數均降至小于10CFU/g（無菌落生長）。樣品初始的大腸菌群為110CFU/g，當輻照劑量為2、4、6、8kGy時樣品中的大腸菌群均降至小于10CFU/g（無菌落生長）。樣品初始的霉菌為350CFU/g，當輻照劑量為2kGy時樣品中的霉菌降至10CFU/g，當輻照劑量為4、6、8kGy時樣品中的霉菌均降至小于10CFU/g（無菌落生長）。樣品初始的酵母為20CFU/g，當輻照劑量為2、4、6、8kGy時樣品中的酵母均降至小于10CFU/g（無菌落生長）。因此，電子束輻照可以降低食用甘薯淀粉中菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母，使其達到食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準。

（三）電子束輻照對食用甘薯淀粉品質的影響

電子束輻照對食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標的影響，結果見表3。從表3可看出，不同輻照劑量處理后的食用甘薯淀粉中的水分、灰分、白度、pH值、等理化指標幾乎沒有變化；所有處理組的峰值黏度均低于對照組，且隨著輻照劑量增加逐漸降低，但沒有較明顯的變化；所有處理組的直鏈淀粉含量均高于對照組，且隨著輻照劑量增加含量逐漸升高，但沒有較明顯的變化；所有處理組的支鏈淀粉含量均低于對照組，且隨著輻照劑量增加含量逐漸降低，但沒有較明顯的變化。因此，電子束輻照對食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標的影響不顯著。

三、討論

2023年，筆者在對21個樣品生產廠家調查后發現：21家生產企業中，只有3家企業有微生物檢測實驗室，其中能夠同時檢測菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母的只有1家企業。21家生產企業均采用直線旋流法或清水旋流法生產食用甘薯淀粉，抽濾后的產品其水分在30～40g/100g，而氣流干燥時進風溫度140℃左右，出風溫度50℃左右，氣流干燥時間在5min左右。氣流干燥前產品微生物含量較高的情況下，氣流干燥工序無法起到殺菌的作用。經與食用甘薯淀粉的生產企業負責人交流中得知，因辦理食用甘薯淀粉的SC證時，其檢測設備設施中不需要微生物檢測設備設施且食用甘薯淀粉生產周期短（如直線旋流法的生產周期在40d左右），導致生產企業不愿意投資增加微生物檢測設備設施和配備微生物檢測人員。因生產企業無微生物檢測設備設施及人員，導致無法開展相應風險評估確定食用甘薯淀粉生產車間食品接觸面（含操作員工手部、工作服、圍裙、袖套）、與食品或食品接觸表面鄰近的接觸面、加工區域內的環境空氣各項微生物指標的監控計劃及工序產品、終產品檢驗中微生物指標檢測計劃。國內食用甘薯淀粉產品的衛生質量有待提高，食用甘薯淀粉生產企業需完善生產過程中衛生管控措施。

輻照處理后直鏈淀粉增加和支鏈淀粉降低可能的原因是輻照時食用甘薯淀粉中的支鏈淀粉分支和一些α-1，4糖苷鍵的斷裂，使其直鏈淀粉增加和支鏈淀粉降低［9］。峰值黏度是只淀粉糊化后的最大黏度，反映淀粉顆粒的膨脹能力，淀粉顆粒的膨脹性與支鏈淀粉含量有關［10］，輻照處理后峰值黏度降低可能的原因是輻照處理后支鏈淀粉含量的降低，從而導致峰值黏度隨著輻照劑量增加逐漸降低。

按照GB 7718-2011《食品安全國家標準 預包裝食品標簽通則》中第4.1.11.1.1、第4.1.11.1.2條款的規定，食用甘薯淀粉經過電子束輻照處理應在其食品名稱附近標示“輻照食品”，經輻照處理食用甘薯淀粉作為原輔料用于食品生產時，生產者應在其食品標簽的配料表中標明經過輻照處理，如標示為“食用甘薯淀粉（輻照）”“食用甘薯淀粉（輻照處理）”。

結 論

食用甘薯淀粉微生物含量的檢測結果表明，食用甘薯淀粉大多受到不同程度的微生物污染，主要的污染微生物是細菌、霉菌，國內食用甘薯淀粉產品的衛生質量有待提高。電子束輻照能有效降低食用甘薯淀粉中微生物含量，當輻照劑量為4kGy時，食用甘薯淀粉的菌落總數由9000CFU/g降低到300CFU/g，大腸菌群由110CFU/g降低到小于10CFU/g，霉菌由350CFU/g降低到小于10CFU/g，酵母由20CFU/g降低到小于10CFU/g；當輻照劑量為6、8kGy及以上時，菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母均未檢出。電子束輻照對食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直鏈淀粉、支鏈淀粉等理化指標的影響不顯著；隨著輻照劑量增加，食用甘薯淀粉中直鏈淀粉含量略有增加、支鏈淀粉含量略有降低、峰值黏度有所降低。4kGy的輻照劑量能滿足食用甘薯淀粉分裝企業和糕點生產企業入廠驗收標準。4～6kGy的輻照劑量夠很好的滿足食用甘薯淀粉產品的衛生要求。

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基金項目：四川三品食品有限公司自立科技項目（項目編號：2022GB0105）。

作者簡介：古明亮（1981—），男，高級工程師，研究方向為可食資源開發與利用、食品安全與檢測。