脈動(dòng)真空滅菌器對(duì)鼠維持飼料滅菌效果和部分營(yíng)養(yǎng)成分損失率的影響

薛來(lái)恩, 黨源, 溫福利, 張?jiān)娞m, 鄭和平

(聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇〇醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)科, 福州 350025)

隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的不斷發(fā)展，清潔級(jí)以上的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用量越來(lái)越大。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[1,2]，飼養(yǎng)清潔級(jí)、SPF級(jí)和無(wú)菌動(dòng)物需飼喂滅菌的配合飼料。秦川等[3]研究結(jié)果顯示，任何滅菌方式均對(duì)配合飼料中某些維生素和氨基酸成分造成一定程度的破壞，降低飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，若長(zhǎng)期直接使用此類(lèi)飼料，將對(duì)動(dòng)物的健康產(chǎn)生不同程度影響，難以保證動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。經(jīng)過(guò)滅菌后的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料應(yīng)確保含有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的有效營(yíng)養(yǎng)成分，并嚴(yán)格控制飼料中有害的化學(xué)殘留物和各種微生物。為保障實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料達(dá)到無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)，選擇有效的滅菌方法顯得尤為重要。

高壓蒸汽滅菌法利用高溫高壓使菌體蛋白質(zhì)凝固變性而達(dá)到滅菌目的。脈動(dòng)真空滅菌器是屏障環(huán)境實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施運(yùn)行過(guò)程中使用頻率最高的滅菌設(shè)備之一，其滅菌效率直接影響屏障設(shè)施內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的健康和質(zhì)量，其工作原理是采用真空泵將鍋內(nèi)的空氣抽盡后變成真空狀態(tài)，然后通過(guò)蒸汽發(fā)生器導(dǎo)入蒸汽，使蒸汽在鍋內(nèi)迅速擴(kuò)散并滲透到物品的深部達(dá)到有效的滅菌[4]，與普通高壓蒸汽滅菌器比具有滅菌時(shí)間短[5], 滅菌性能更可靠，自動(dòng)化程度高[6], 滅菌后物品干燥好、損害輕微、滅菌徹底等優(yōu)點(diǎn)[7]。目前，采用普通高壓蒸汽滅菌方法對(duì)飼料進(jìn)行滅菌己有很多研究報(bào)道，研究[8,9]表明，飼料在普通高壓蒸汽滅菌器的最佳溫度為121 ℃，滅菌時(shí)間為20 min; 脈動(dòng)真空滅菌方法對(duì)飼料進(jìn)行滅菌的研究報(bào)道少，研究[10]指出對(duì)物品滅菌溫度參數(shù)一般設(shè)置為132 ℃,滅菌時(shí)間為7 min。為此，文本以鼠維持飼料為研究對(duì)象，分別采用參數(shù)為121 ℃、110 kPa、20 min和132 ℃、193 kPa、7 min的脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌方法對(duì)鼠維持飼料的滅菌效果及對(duì)飼料中部分營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響，分析探究更為理想的滅菌參數(shù)和營(yíng)養(yǎng)成分保持方式。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 飼料來(lái)源和分組直徑12 mm的鼠維持飼料，購(gòu)自北京華阜康生物科技股份有限公司。取鼠維持飼料隨機(jī)分為3組: 對(duì)照組、高壓滅菌I組、高壓滅菌II組，分別記作DZ組、I組和II組，每組3份樣品，每份樣品200 g，分別裝于牛皮紙袋中，布敷料包裹。DZ組3份樣品無(wú)處理，I組3份樣品包內(nèi)放入121 ℃化學(xué)指示卡, II組3份樣品包內(nèi)放入132 ℃化學(xué)指示卡，一般放入滅菌包中央，3M指示膠帶粘住封口。

1.1.2 主要儀器和試劑 脈動(dòng)真空滅菌器(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司 XG1.-D型)、121 ℃和132 ℃化學(xué)指示卡(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司 16G30 16L27)、3M指示膠帶(11140)。

1.2 方法

1.2.1 滅菌處理 DZ組飼料3份樣品放在干燥飼料儲(chǔ)藏室, 將I組和II組包裝好的飼料放入脈動(dòng)真空滅菌器, 分別采用滅菌參數(shù)121 ℃、110 kPa、20 min和132 ℃、193 kPa、7 min對(duì)2組鼠維持飼料樣品進(jìn)行處理。

1.2.2 化學(xué)指示測(cè)試化學(xué)指示卡放置每個(gè)樣品包的中心，滅菌結(jié)束后，馬上觀察指示卡顏色與標(biāo)準(zhǔn)色對(duì)比，顏色變黑超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)色度，表示滅菌合格，如果化學(xué)指示卡顏色比標(biāo)準(zhǔn)色淺，則不合格。用3M指示膠帶測(cè)試脈動(dòng)真空壓力蒸氣滅菌器，根據(jù)暴露時(shí)間與飽和蒸汽的溫度而產(chǎn)生不同程度的顏色變化，以滅菌后色澤的變化區(qū)別滅菌和未滅菌物品，不能說(shuō)明滅菌是否合格。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)測(cè)定 飼料中的主要營(yíng)養(yǎng)成分、維生素、氨基酸和微生物指標(biāo)的檢測(cè)在福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院完成。檢測(cè)指標(biāo)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14924.2-2001和GB/T14924.3-2010判斷檢測(cè)指標(biāo)是否合格。測(cè)定飼料樣品中常規(guī)指標(biāo)(水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纖維、鈣、磷)、氨基酸成分(賴氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸)、維生素(A、E、B1、B2、B6、B12)及微生物指標(biāo)項(xiàng)目(菌落總數(shù)、大腸桿菌、沙門(mén)氏桿菌、霉菌和酵母菌、黃曲霉毒素B1)。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用SPSS19.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)均用表示，組間比較采用單因素方差分析LSD法，P＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 壓力蒸汽滅菌化學(xué)指示卡的判定

鼠維持飼料經(jīng)脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌后，所有包裝內(nèi)的壓力蒸汽滅菌化學(xué)指示卡均變色，且顏色均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)黑色以上。結(jié)果表示兩個(gè)滅菌參數(shù)的脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌后每個(gè)包裝中心位置均達(dá)到滅菌條件。

2.2 飼料滅菌效果

從表1可見(jiàn)，經(jīng)脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌鍋121 ℃、110 kPa、20 min 組和 132 ℃、193 kPa、7 min組滅菌后，鼠維持飼料的微生物指標(biāo)項(xiàng)目均未檢測(cè)出，滅菌效果確實(shí)。結(jié)果表示經(jīng)脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌鍋的兩組滅菌參數(shù)達(dá)到鼠維持飼料滅菌效果。

2.3 飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)

從表2可見(jiàn)，除了粗纖維和磷外，I組的各常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分損失率都低于都II組。與DZ組比較, I組粗蛋白、粗脂肪的含量顯著下降(P＜0.05);II組水分、粗蛋白、粗脂肪的含量也有顯著下降(P＜0.05)。3組各常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，I組各常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分損失比II組少。

表 1 脈動(dòng)真空滅菌器對(duì)鼠維持飼料滅菌效果的影響

表 2 脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌對(duì)鼠維持飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響 %

2.4飼料中維生素含量

從表3可見(jiàn)，I組的各維生素?fù)p失率都低于II組, II組的維生素A低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。與DZ組比較, I組維生素(A、B1、B6、B12)的含量有顯著下降(P＜0.05)，維生素(E、B2)的含量差異不顯著(P＞0.05); II組維生素(A、E、B1、B6、B12)的含量有顯著下降(P＜0.05), 維生素B2的含量差異不顯著(P＞0.05)。I組維生素含量損失比II組少。

表 3 脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌對(duì)維生素含量的影響

2.5氨基酸含量

從表4可見(jiàn)，除了天冬氨酸、絲氨酸和賴氨酸, I組的各氨基酸損失率都低于II組。與DZ組比較，I組苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸的含量顯著下降(P＜0.05), II組蘇氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸的含量顯著下降(P＜0.05)。I組氨基酸含量損失比II組少。

3 討論

壓力蒸汽滅菌法是熱力滅菌中使用最頻繁、效果最可靠的一種滅菌方法，其原理是在一定壓力下利用飽和蒸汽殺滅一切細(xì)菌繁殖體、芽孢和病毒。飼料在高溫、普通高壓蒸滅菌過(guò)程中，飼料中水分損失隨著溫度升高增大，導(dǎo)致飼料硬度大，妨礙鼠的進(jìn)食。蛋白質(zhì)在濕、熱和壓力條件下，其分子結(jié)構(gòu)極易被打破，原來(lái)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性[11]。維生素是具有一定生物活性的化學(xué)物質(zhì)，通常情況下，水溶性維生素的穩(wěn)定性要低于脂溶性維生素。在高溫、高濕環(huán)境下，維生素的不飽和碳原子、雙鍵、羥基等結(jié)構(gòu)極易被破壞，從而導(dǎo)致活性降低，失去應(yīng)有的作用[8]。飼料中粗蛋白水平與氨基酸的含量是相互制約的，蛋白質(zhì)的高溫變性將導(dǎo)致氨基酸有不同程度的減少。因此，在飼料的消毒滅菌過(guò)程中，應(yīng)考慮到根據(jù)營(yíng)養(yǎng)成分破壞程度采取相應(yīng)添補(bǔ)問(wèn)題，使飼料成為有營(yíng)養(yǎng)的全價(jià)顆粒料。

鼠維持飼料在滅菌參數(shù)為121 ℃、110 kPa溫度、壓強(qiáng)下, 經(jīng)20 min時(shí)間以及在132 ℃、193 kPa、溫度、壓強(qiáng)下, 經(jīng)7 min時(shí)間滅菌后，壓力蒸汽滅菌化學(xué)指示卡的判定表明, 每一個(gè)包裝內(nèi)的滅菌參數(shù)均能達(dá)到所設(shè)定的滅菌參數(shù); 經(jīng)微生物指標(biāo)項(xiàng)目檢測(cè)表明, 包裝內(nèi)樣品滅菌合格。說(shuō)明在兩種滅菌參數(shù)下, 滅菌器內(nèi)所有包裝的樣品滅菌合格。

經(jīng)脈動(dòng)真空滅菌器滅菌后，兩組飼料中各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)都有明顯變化，除了粗纖維、磷、天冬氨酸、絲氨酸和賴氨酸外，滅菌參數(shù)為121℃、110 kPa、20 min組各營(yíng)養(yǎng)成分、維生素和氨基酸損失率相對(duì)較低; 132 ℃、193 kPa、7 min組雖然損失相對(duì)較高，但除維生素A，其他指標(biāo)含量都在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

表 4 脈動(dòng)預(yù)真空壓力蒸氣滅菌對(duì)鼠顆粒飼料中氨基酸含量影響 g/kg

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物屏障設(shè)施中采用脈動(dòng)真空滅菌器對(duì)鼠維持飼料進(jìn)行滅菌時(shí)，建議參數(shù)設(shè)置為121℃、114 kPa、20 min，從而減少飼料各營(yíng)養(yǎng)成分的損失，保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。