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5.10.4 影响电离辐射杀菌的因素

电离辐射杀菌虽不像热杀菌那样受多种因素控制,但其杀菌效果也受下述一些因素 的影响。

5.10.4.1 微生物种类和污染程度

各种微生物对电离辐射的抗力是决定杀菌剂量的重要因素。同种不同型的微生物对 电离辐射的抗力也不同(表5-23)。同一类型菌处于生长静止期时较生长期抗力强。灭 菌物品的微生物污染程度也是决定杀菌剂量的重要因素。

表5-23 不同微生物对电离辐射的抗力

肉毒杆菌芽孢 D10(水中)/kGy 沙门氏菌 D10(水中)/kGy
A 1.4 曼哈顿 0.018
B 1.1 海德尔堡 0.013
D 2.2 鼠伤寒 0.060
E 1.6 奥兰堡 0.056
F 2.5 森夫顿堡 0.051

5.10.4.2 氧气和含水量

氧和水分的存在能加强电离辐射的杀菌作用。在有氧存在辐射时,产生的H·可与 氧结合产生有强氧化作用的HO2·和H2O2,比无氧辐射时对细菌繁殖体的杀灭作用强 2.5~4.5倍,对芽孢的杀灭作用可高2~3倍。在无氧条件下,厌氧芽孢的杀菌剂量约为 需氧芽孢的10~12倍。

微生物处于干燥状态比潮湿状态下耐受的辐射剂量大,这是因缺水时电离辐射的间 接作用受到限制。干燥状态下的微生物,常常被介质包围而受到保护。在相同条件下,干 燥24h的细菌所需的杀菌剂量约为未经干燥的3倍。

5.10.4.3 介质和pH

微生物所依附的介质对其所需杀菌剂量影响较大。电离辐射杀菌的间接作用中所产 生的自由基不仅与微生物起作用,同时也与介质起作用,因此,介质成分越复杂,所需剂量 也越大。微生物所在环境的pH对杀菌效果也有一定影响。在酸性环境中,微生物对电 离辐射更为敏感。表5-24显示介质成分的影响。

表5-24 介质成分对微生物抗电离辐射能力的影响

因 素 产 孢 梭 菌 枯 草 杆 菌
化学成分 在生理盐水中比在豌豆浆中敏感 在豌豆浆中比在生理盐水中敏感
氧气 在缺氧情况下抗力增强 在缺氧情况下抗力增强
pH 在中性条件下抗力最强 其影响没有规律

5.10.4.4 温度的影响

温度对电离辐射杀菌效果有显著影响。在冷冻状态下辐射,微生物的敏感性降低。 表5-25比较了在液态食品和冻结食品中微生物的敏感性。由于在冷冻状态下大大地降 低了电离辐射对食品产生的化学和风味的影响,允许使用较大的辐射剂量以达到杀菌的 目的。

表5-25 微生物在室温和冷冻状态下敏感性的比较

微生物 介质 D10/kGy 微生物 介质 D10/kGy
冷冻 室温 冷冻 室温
大肠杆菌 豌豆浆 0.57 0.57 金黄色葡萄球菌 0.53 0.10
大肠杆菌 0.50 0.20 嗜酸菌 生理盐水 1.5 1.5
大肠杆菌 甘油 0.27 0.30        

微生物对电离辐射敏感性随温度升高而降低的事实,为电离辐射杀菌和热杀菌的结 合应用提供了可能性。表5-26显示了微生物受辐射后的热敏感性。表5-27显示了辐 射温度对肉毒杆菌辐射抵抗力的影响。

表5-26 γ射线预辐射对微生物热敏感性的影响

微生物 辐射剂量/kGy 热处理后

微生物残存数

微生物 辐射剂量/kGy 热处理后

微生物残存数

产孢梭菌 0

2.79

9.30

100

40

0.0005

蜡状芽孢杆菌 2.79

5.60

12.5

0.001

肉毒杆菌 0

6.00

100

1

蜡状芽孢杆菌 0 100

表5-27 温度对肉毒杆菌敏感性的影响*

辐射温度/℃ 相对残存菌数 辐射温度/℃ 相对残存菌数
烹调牛肉 缓冲溶液 烹调牛肉 缓冲溶液
-196 18 10 20 3 0.1
-100 18 3.2 60 1 3
-50 18 0.05 90 1 <0.001

* γ射线辐射,剂量为9kGy。

表5-27表明,在缓冲溶液中温度对肉毒杆菌耐电离辐射的能力的影响很大, 而且呈现一定的复杂性,而在冷冻食品中与非冷冻食品中相比,温度的影响并不很 大。一般来说,预辐射增强了微生物对热的敏感性,但影响不大,除非存在下述两种 情况。

①微生物对冷冻的敏感性较低。

②很高的温度对预辐射微生物起了自身的热杀菌作用。

5.10.4.5 致敏剂和保护剂

有些物质如氨基酸、蛋白质及其他细胞成分,含硫氢基的化合物,如谷胱甘肽、硫脲 等,以及其他还原剂都可对微生物起到保护作用。亚硝酸盐及一些羟基化合物,如甲醇、 乙醇、甘油等,也可以降低电离辐射杀菌效果。而有些物质,如氨基苯酚、碘乙酰胺、卤化 物、维生素K等则有加强杀菌效果的作用。