图1 不同能量下，剂量与萎缩芽胞杆菌芽胞的存活菌量对数值（log（N））的关系

对剂量与萎缩芽胞杆菌芽胞存活菌量的关系进行数据线性回归分析，由回归方程计算出其对应的D10值, 结果见表1。

表1 不同能量下，剂量与萎缩芽胞杆菌芽胞存活菌量变化关系回归分析结果能量 回归方程y=ax+b R2 值 D10 值150keV y = -0.3317x + 6.3101 0.9468 3.10 300keV y = -0.6832x + 6.6274 0.9786 1.35 400keV y = -0.6832x + 6.6274 0.9786 1.46

对于高能电子而言，其能量代表其穿透能力。通过数据比较发现，在150keV 时，接种干燥后的菌膜厚度对测试结果有一定的干扰，其D10值要明显高于300keV 和400KeV 下的值，产生“在较低的能量下，需要更大的杀菌剂量”这一假象。当能量增大到一定值后，菌膜厚度对测试结果的影响将大为减弱，300keV 和400keV 下的D10值接近。

在400keV 下，测定短小芽胞杆菌芽胞经不同剂量处理后的存活菌量，每个样品测三个平行样，取平均值作为一次测试结果，重复测试三次。结果与同能量下萎缩芽胞杆菌芽胞的存活菌量的对比见图2。

对剂量与短小芽胞杆菌芽胞存活菌量的关系进行数据线性回归分析，由回归方程计算出其对应的D10值, 结果见表2。

图2 400keV 下剂量与短小芽胞杆菌芽胞和萎缩芽胞杆菌芽胞的存活菌量对数值（log（N））的关系

表2 400keV 下剂量与短小芽胞杆菌芽胞和萎缩芽胞杆菌芽胞菌量变化关系回归分析结果菌种 回归方程y=ax+b R2 值 D10 值短小芽胞杆菌 y = -0.4787x + 6.6634 0.9748 2.09萎缩芽胞杆菌 y = -0.6832x + 6.6274 0.9786 1.46

辐射灭菌法最常用的生物指示菌为短小芽胞杆菌芽胞[2]。表3 中罗列了部分文献中所报道的高能电子对短小芽胞杆菌芽胞杀灭的D10值。本测试中将菌量为106数量级的短小芽胞杆菌芽胞接种于PET 片上，测得的D10值为2.09，其值要高于文献报道值。

表3 不同文献中所报道高能电子对短小芽胞杆菌芽胞杀灭的D10值文献出处 测试菌 测试介质 剂量检测方法 D10 值王海宏[3] Bacillus pumilus ATCC 生物指示条+生理盐水 重铬酸银化学剂量计 1.047王 勇[4] 短小杆菌E601 滤纸 薄膜计量测试片 1.83钱思敏[5] 短小杆菌E601 滤纸 辐射变色膜Far West CO. U.S.A. 1.85蒸馏水 1.68耿彦生[6] 短小杆菌E601脱脂布片 1.55张文福[7] 短小杆菌E601 滤纸 薄膜剂量片由中国计量研究院提供 1.83生理盐水0.93孔秋莲[8] Bacillus pumilus ATCC 重铬酸钾银干滤纸片 2.75 S. NORASETTHEKUL [9] Bacillus pumilus ATCC 聚乙烯Radiachromic Films Far West Technology, Goleta, CA, USA 1.4

D.A. Cleghorn [10] Bacillus pumilus ATCC HEDP Radiachromic Films Far West Technology, Goleta, CA, USA 1.1 to 1.6 Glass fiber filter with non additives 1.6 Hitoshi ITO [11] Bacillus pumilus E601 Glass fiber filter with peptone+glycerin 2.1 Fricke dosimeter Cellulose filter with peptone+glycerin 1.7 Toru Hayashi [12] Bacillus pumilus E601 聚偏二氯乙烯涂层的聚丙烯 Fricke dosimeter 1.6

影响D10值大小的原因有很多，如芽胞的制备方法、干燥程度、载体的种类及辐射的均匀度等[4]。耿彦生[6]研究表明，电离辐射对布指示菌片、滤纸指示菌片、塑料指示菌片和可溶性菌片上的短小杆菌E601 的D10值分 别 为1.60、1.61、2.19、2.53。同时，齐子荣[13]研究表明，D10值又取决于照前菌数的多寡，以短小杆菌E601 芽胞为例，它在三种不同的照前菌数1.4×107、8.4×106、2.4×104、1.4×107个/ml 时，所得D10值分别为1.72、1.56、1.34，结果显示，照前菌数多，D10值高，反之则低。

除以上相关原因外，剂量检测方法以及试验装置也会影响到试验结果。本试验是在工业化装置上进行的理论曲线测试，由于所借用装置的特殊性，不能实现“即开即断”式的辐射，设备稳压、升束流和降压、降束流时产生的“无效剂量”会带入结果中，从而也会使得达到相同杀菌效果时的剂量要高于实际剂量。

萎缩芽胞杆菌ATCC 9372 是PET 无菌冷灌装生产线中包材化学法杀菌验证中使用的挑战菌。萎缩芽胞杆菌芽胞作为辐射杀菌工艺的生物指示菌也有报道[14][15]。在本测试中，萎缩芽胞杆菌的D10值要小于短小芽胞杆菌的D10值。

2.2.高能电子对PET 瓶内壁杀菌的离线测试

2.2.1.高能电子对PET 瓶内壁杀菌的剂量确定

2.2.1.1.高能电子对PET 瓶杀菌剂量上限设定

在一定剂量下，高能电子会与高分子材料发生交联或裂解反应。资料总结了电离辐射杀菌对商业用食品塑料包装材料的机械性能、塑料成分迁移量、阻隔性能及感官性能等方面的影响[16]。Geulas 等[17]对比了PP、PS 和 PET的抗辐射能力，结果发现在辐射量为60kGy 时，PP 和PS 的断裂伸长率分别降低了93%和61%，而PET 几乎没有受到影响。PET 是常用的包装材料中对辐射耐受能力最强的材料。资料表明[18]PET 对辐射最大容许剂量为1000～1500kGy。

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