食用甘薯淀粉的微生物检测及电子束辐照杀菌效果研究

摘要：笔者研究了食用甘薯淀粉微生物污染的情况，以及电子束辐照对食用甘薯淀粉杀菌效果和品质的影响。结果表明：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细菌、霉菌；电子束辐照对食用甘薯淀粉的杀菌效果明显，当辐照剂量为4kGy时，食用甘薯淀粉的菌落总数由9000CFU/g降低到300CFU/g，大肠菌群由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。当辐照剂量为6kGy及以上时，菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母均未检出。电子束辐照对食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直链淀粉、支链淀粉等理化指标影响不显著。4～6kGy的辐照剂量够很好的满足食用甘薯淀粉产品的卫生要求。

关键词：食用甘薯淀粉 微生物 电子束辐照

食用甘薯淀粉作为从甘薯块根提取的可食用淀粉，其制备主要是利用淀粉不溶于冷水，密度比水大及淀粉与非淀粉成分密度不同等性质而进行的物理分离过程[1]。目前，我国规模化的食用甘薯淀粉加工企业的生产工艺主要为直线旋流法和清水旋流法[2]。直线旋流法的工艺流程包含除杂、清洗、粉碎磨浆、初级分离、多级分离、抽滤、气流干燥等工序，直线旋流法在15min左右即可出粉。清洗旋流法的工艺流程包含清洗、粉碎磨浆、初级分离、第一次多级分离、淀粉乳浆贮存、第二次多级分离、抽滤、气流干燥等工序，其中淀粉乳浆贮存时间在1-4个月。

2023年1-8月，笔者选取川渝地区的11家食用甘薯淀粉的分装企业、12家以食用甘薯淀粉为原料生产糖果和糕点生产企业进行调查，发现23家企业的食用甘薯淀粉入厂验收标准中均有菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母等微生物指标，其中食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准中将菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母的限量在GB 31637-2016 基础上下降了一个数量级，即菌落总数限量（CFU/g）调整为“n=5，c=2，m=1000，M=10000”、大肠菌群限量（CFU/g）调整为“n=5，c=2，m=10，M=100”、霉菌和酵母（CFU/g）调整为“≤100”；糖果生产企业入厂验收标准中菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母的限量按GB 31637-2016 规定执行。通过查核23家企业的食用甘薯淀粉入厂验收记录发现：有40%的样品霉菌和酵母不符合验收标准，其中15%样品霉菌和酵母不符合GB 31637-2016；20%的样品菌落总数不符合验收标准，其中2%样品的菌落总数不符合GB 31637-2016；1%的样品大肠菌群不符合验收标准，但样品的大肠菌群均符合GB 31637-2016。通过查阅近年食品安全监督管理部门公布的食品安全监督抽查的数据，发现食用甘薯淀粉存在微生物指标不符合GB 31637-2016的情况。

电子束辐照是利用电子加速器产生电子束射线杀灭微生物，电子加速器可控性强、不存在放射性污染和核泄漏，对操作人员安全无害。电子束辐照作为新兴的辐照手段，已被广泛应用于食品保鲜及其品质改善［3-7］。电子束辐照对食用甘薯淀粉的研究还未见报道，本试验对食用甘薯淀粉进行了菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母等微生物指标的检测，并对不同辐照剂量的杀菌效果及辐照后食用甘薯淀粉的品质变化进行了分析，以期为电子束辐照技术在食用甘薯淀粉生产中的应用提供参考。

一、材料与方法

（一）材料与仪器

食用甘薯淀粉购自河北省、山东省、安徽省、重庆市、云南省、四川省等区域的21家食用甘薯淀粉生产企业，样品共计21个（每个样品购买同一生产批次5袋，规格为25kg/袋）。

FX101-1型电热鼓风干燥箱、TC 4-10型陶瓷纤维炉、SHX 150IV型生化培养箱、MJP 150IV型霉菌培养箱，上海树立仪器仪表有限公司；PHS-3E型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；YXQ-75G型立式压力蒸汽灭菌锅，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；WSB-2型台式白度仪，杭州齐威仪器有限公司；ESJ200-4B型电子天平，沈阳龙腾电子有限公司；SW-CJ-2D型超净工作台，苏州净化设备有限公司；Viscograph-E型布拉本德黏度仪，Brabender公司；UV765型紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。

（二）试验方法

样品辐照前进行微生物检测，根据样品微生物检测结果，分别选择菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母检测值最大的样品分别在四川润祥辐照技术有限公司的辐照场进行电子束辐照处理，辐照装置为VF-ProA-10/20型电子直线加速器，能量10MeV，脉冲次数260次/秒。采用0（CK）、2、4、6和8kGy等5个辐照剂量处理，辐照剂量达到总剂量二分之一时，将样品进行180℃翻转处理（确保试验样品受照的均匀性）。处理后的样品立即进行微生物指标和理化指标的测定。

（三）测定方法

按GB 4789.2-2022测定菌落总数，按GB 4789.3-2016第二法测定大肠菌群，按GB 4789.15-2016第一法测定霉菌、酵母，按GB 5009.3-2016第一法测定水分，按GB 5009.4-2016第一法测定灰分，按GB/T 22427.6-2008测定白度，按GB/T 34321-2017测定pH值，按GB/T 22427.7-2023第二法测定峰值黏度，参考曾凡逵等［8］的方法测定支链淀粉、直链淀粉。

二、结果与分析

（一）食用甘薯淀粉中不同种类微生物的含量

从表1中看出，21家食用甘薯淀粉生产企业生产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细菌、霉菌。21个样品中菌落总数检出最高值为9000CFU/g、大肠菌群检出最高值为110CFU/g、霉菌检出最高值为350CFU/g、酵母检出最高值为20CFU/g。21个样品中菌落总数均有检出，9个样品检出大肠菌群、19个样品检出霉菌、2个样品检出酵母。21个样品菌落总数（CFU/g）的检测结果均符合GB 31637-2016中菌落总数（CFU/g）“n=5，c=2，m=10000，M=100000”的规定；其中编号为2、4、9的样品符合食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准中菌落总数（CFU/g）“n=5，c=2，m=1000，M=10000”的规定，其余18个样品均不符合。21个样品大肠菌群的检测结果均符合GB 31637-2016中大肠菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=100，M=1000”的规定，其中编号为21的样品不符合食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准中大肠菌群（CFU/g）“n=5，c=2，m=10，M=100”的规定，其余20个样品均符合。21个样品中霉菌和酵母的结果结果均符合GB 31637-2016中霉菌（CFU/g）“≤1000”的规定，其中编号为3、7、8、20、21的样品不符合食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准中霉菌和酵母（CFU/g）“≤100”的规定，其余16个样品均符合。

（二）电子束辐照对食用甘薯淀粉的杀菌效果

根据本试验的规定，对21样品中第2、3、1个平行样进行电子束辐照杀菌处理，并分析2、4、6、8、kGy等辐照剂量对菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母的杀灭效果。样品电子束辐照杀菌效果，见表2。从表2可看出，食用甘薯淀粉的电子束辐照杀菌效果明显。样品初始的菌落总数为9000CFU/g，当辐照剂量为2kGy时样品中的菌落总数降至1100CFU/g，当辐照剂量为4kGy时样品中的菌落总数降至300CFU/g，当辐照剂量为6、8kGy时样品中的菌落总数均降至小于10CFU/g（无菌落生长）。样品初始的大肠菌群为110CFU/g，当辐照剂量为2、4、6、8kGy时样品中的大肠菌群均降至小于10CFU/g（无菌落生长）。样品初始的霉菌为350CFU/g，当辐照剂量为2kGy时样品中的霉菌降至10CFU/g，当辐照剂量为4、6、8kGy时样品中的霉菌均降至小于10CFU/g（无菌落生长）。样品初始的酵母为20CFU/g，当辐照剂量为2、4、6、8kGy时样品中的酵母均降至小于10CFU/g（无菌落生长）。因此，电子束辐照可以降低食用甘薯淀粉中菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母，使其达到食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准。

（三）电子束辐照对食用甘薯淀粉品质的影响

电子束辐照对食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直链淀粉、支链淀粉等理化指标的影响，结果见表3。从表3可看出，不同辐照剂量处理后的食用甘薯淀粉中的水分、灰分、白度、pH值、等理化指标几乎没有变化；所有处理组的峰值黏度均低于对照组，且随着辐照剂量增加逐渐降低，但没有较明显的变化；所有处理组的直链淀粉含量均高于对照组，且随着辐照剂量增加含量逐渐升高，但没有较明显的变化；所有处理组的支链淀粉含量均低于对照组，且随着辐照剂量增加含量逐渐降低，但没有较明显的变化。因此，电子束辐照对食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直链淀粉、支链淀粉等理化指标的影响不显著。

三、讨论

2023年，笔者在对21个样品生产厂家调查后发现：21家生产企业中，只有3家企业有微生物检测实验室，其中能够同时检测菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母的只有1家企业。21家生产企业均采用直线旋流法或清水旋流法生产食用甘薯淀粉，抽滤后的产品其水分在30～40g/100g，而气流干燥时进风温度140℃左右，出风温度50℃左右，气流干燥时间在5min左右。气流干燥前产品微生物含量较高的情况下，气流干燥工序无法起到杀菌的作用。经与食用甘薯淀粉的生产企业负责人交流中得知，因办理食用甘薯淀粉的SC证时，其检测设备设施中不需要微生物检测设备设施且食用甘薯淀粉生产周期短（如直线旋流法的生产周期在40d左右），导致生产企业不愿意投资增加微生物检测设备设施和配备微生物检测人员。因生产企业无微生物检测设备设施及人员，导致无法开展相应风险评估确定食用甘薯淀粉生产车间食品接触面（含操作员工手部、工作服、围裙、袖套）、与食品或食品接触表面邻近的接触面、加工区域内的环境空气各项微生物指标的监控计划及工序产品、终产品检验中微生物指标检测计划。国内食用甘薯淀粉产品的卫生质量有待提高，食用甘薯淀粉生产企业需完善生产过程中卫生管控措施。

辐照处理后直链淀粉增加和支链淀粉降低可能的原因是辐照时食用甘薯淀粉中的支链淀粉分支和一些α-1，4糖苷键的断裂，使其直链淀粉增加和支链淀粉降低［9］。峰值黏度是只淀粉糊化后的最大黏度，反映淀粉颗粒的膨胀能力，淀粉颗粒的膨胀性与支链淀粉含量有关［10］，辐照处理后峰值黏度降低可能的原因是辐照处理后支链淀粉含量的降低，从而导致峰值黏度随着辐照剂量增加逐渐降低。

按照GB 7718-2011《食品安全国家标准 预包装食品标签通则》中第4.1.11.1.1、第4.1.11.1.2条款的规定，食用甘薯淀粉经过电子束辐照处理应在其食品名称附近标示“辐照食品”，经辐照处理食用甘薯淀粉作为原辅料用于食品生产时，生产者应在其食品标签的配料表中标明经过辐照处理，如标示为“食用甘薯淀粉（辐照）”“食用甘薯淀粉（辐照处理）”。

结 论

食用甘薯淀粉微生物含量的检测结果表明，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细菌、霉菌，国内食用甘薯淀粉产品的卫生质量有待提高。电子束辐照能有效降低食用甘薯淀粉中微生物含量，当辐照剂量为4kGy时，食用甘薯淀粉的菌落总数由9000CFU/g降低到300CFU/g，大肠菌群由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；当辐照剂量为6、8kGy及以上时，菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母均未检出。电子束辐照对食用甘薯淀粉中水分、灰分、白度、pH值、峰值黏度、直链淀粉、支链淀粉等理化指标的影响不显著；随着辐照剂量增加，食用甘薯淀粉中直链淀粉含量略有增加、支链淀粉含量略有降低、峰值黏度有所降低。4kGy的辐照剂量能满足食用甘薯淀粉分装企业和糕点生产企业入厂验收标准。4～6kGy的辐照剂量够很好的满足食用甘薯淀粉产品的卫生要求。

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基金项目：四川三品食品有限公司自立科技项目（项目编号：2022GB0105）。

作者简介：古明亮（1981—），男，高级工程师，研究方向为可食资源开发与利用、食品安全与检测。