中草藥滅菌新技術(shù)-淮山藥（粉）擠壓膨化滅菌

劉鐘棟，尹勝利，張九魁

國(guó)際貿(mào)易中的植物藥類，一般須通過(guò)滅菌加工。我國(guó)常用的中草藥滅菌方法有 Co60 輻照滅菌[1]、高溫高壓滅菌[2]、蒸氣滅菌[3]、微波滅菌[4]等，目前，未見(jiàn)有擠壓膨化滅菌的研究報(bào)道。

擠壓膨化過(guò)程的溫度可達(dá)（100～190）℃，壓力高達(dá)4.5 MPa，在這樣的環(huán)境下，蛋白質(zhì)和水分子之間的距離將縮小，水分子可以滲透和填充到蛋白質(zhì)內(nèi)的氨基酸周圍，當(dāng)膨化瞬間減壓時(shí)，水分子汽化，巨大的膨化壓力破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而改變了蛋白質(zhì)的性質(zhì)，達(dá)到滅菌目的；同時(shí)，擠壓使某些非水小分子穿透微生物的細(xì)胞膜而致其受損，甚至徹底破壞，同樣達(dá)到了滅菌目的。

擠壓膨化過(guò)程中霉菌和酵母、大腸桿菌等微生物難以生存[5]，因此，通過(guò)擠壓膨化滅菌是可行的，本研究旨在探討擠壓膨化滅菌的工藝指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 主要材料和設(shè)備

淮山藥（粉）購(gòu)自河南溫縣，淀粉含量 78.3%，粉碎至60 目，初始水分含量為12.3%。

LT85-I 雙螺桿擠壓機(jī)為山東力天機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品，如圖 1 所示。

圖1 雙螺桿擠壓機(jī)示意圖

1.2 方法

1.2.1 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)材料水分的測(cè)定：GB 6435-1986；食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定：GB/T 4789.2-2003；食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群測(cè)定：GB/T 4789.3-2003；食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門(mén)菌檢驗(yàn)：GB/T 4789.4-2003；食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)：GB/T 4789.15-2003。

1.2.2 樣品制備 在淮山藥（粉）中添加一定量的蒸餾水，混和均勻，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的水分含量；按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)定工藝參數(shù)，進(jìn)行各個(gè)條件的工藝處理[6]。用滅過(guò)菌的物料錐形瓶無(wú)菌取樣，測(cè)定產(chǎn)量、物料出機(jī)時(shí)的水分。按照 GB/T 4789.2003等標(biāo)準(zhǔn)操作，進(jìn)行微生物檢測(cè)[7]。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本研究采用 4 因素 3 水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，考慮的因素有膨化淮山藥（粉）的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和最高擠壓膨化壓力，正交試驗(yàn)的因素水平見(jiàn)表1。

表1 工藝因素水平表 L9(34)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用 SPSS11.5 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果

擠壓膨化處理前淮山藥（粉）中（對(duì)照）中菌落總數(shù)1.80×103cfu/g，霉菌和酵母總數(shù) 9.00×104cfu/g，大腸桿菌 400 MPN/100 g，沙門(mén)菌未檢出。菌落總數(shù)的方差分析和極差分析參考文獻(xiàn)[8]，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2和表 3。

表2 菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的方差分析表

表3 菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的極差分析

由表 2 分析可知，淮山藥（粉）擠壓膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和最高擠壓膨化壓力對(duì)淮山藥（粉）中菌落總數(shù)有極顯著影響（P < 0.01）。

由極差分析可知，最高擠壓膨化壓力對(duì)菌落總數(shù)的影響最大，膨化前水分含量、螺桿轉(zhuǎn)速、最高擠壓膨化溫度的影響力是一樣的（表 3）。設(shè)定擠壓膨化滅菌指標(biāo)是菌落總數(shù)越低越好，所以最優(yōu)工藝組合為A2B2C2D2，或者A3B2C2D2，但從節(jié)約電力方面考慮，最高擠壓膨化壓力選擇為3.5 MPa。所以最優(yōu)工藝組合為A2B2C2D2，即最高擠壓膨化壓力為：3.5 MPa、最高擠壓膨化溫度為：130 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速為：150 r/min、淮山藥（粉）擠壓膨化前的水分含量為：23% 時(shí)為滅菌的最佳工藝。

3 討論

⑴經(jīng)擠壓膨化處理后僅在1 水平處理中檢出少量菌，其余工藝均未檢出，可見(jiàn)擠壓膨化工藝具有較好的滅菌作用，擠壓膨化對(duì)淮山藥（粉）中大腸桿菌、霉菌和酵母的滅菌是可行的，經(jīng)過(guò)工藝組合為A2B2C2D2，大腸桿菌、霉菌和酵母都未檢出。

⑵淮山藥（粉）膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和膨化最高擠壓膨化壓力對(duì)淮山藥（粉）中菌落總數(shù)有極顯著影響（P < 0.01），其影響程度為：最高擠壓膨化壓力，膨化前的水分含量、最高擠壓膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速的影響。

⑶食品、藥品及其原料的滅菌，一直是工業(yè)領(lǐng)域中不斷研究的問(wèn)題，擠壓膨化是一種現(xiàn)代加工技術(shù)，將它與滅菌技術(shù)結(jié)合，是本實(shí)驗(yàn)的探索，希望可以獲得不斷進(jìn)展，使物理滅菌增加一種體系。

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