CN105628663B - 高水分食品杀菌效果的快速检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高水分食品杀菌效果的快速检验方法,包括如下步骤:步骤一、将生物指示剂暴露于杀菌设备的冷点压力蒸汽杀菌,杀菌完成后,将所述生物指示剂取出,经反复洗涤、离心后,除去上清液,得芽孢沉淀;步骤二、将所述芽孢进行热激处理,再加入营养萌发剂进行孵育;步骤三、将孵育后的所述芽孢和所述营养萌发剂经离心,过滤后,得滤液;步骤四、向所述滤液中加入镧系化合物,混匀后,采用荧光分光光度计检测荧光强度;步骤五、以无菌水为空白对照,根据所述步骤四中所得的荧光检测值,判断是否出现荧光,进而判定所述高水分食品的杀菌是否彻底。本发明具有操作简单、耗时少,结果准确,检测限低,适合工厂和质量监管部门进行监管等优点。
Description
技术领域
本发明涉及食品杀菌效果检验技术领域。更具体地说,本发明涉及一种高水分食品杀菌效果的快速检验方法。
背景技术
高水分食品在经过杀菌后,不含有致病性微生物,也不含有在通常温度下能在其中繁殖的非致病性微生物,达到商业无菌状态,可以在常温下长期保存。高压蒸汽杀菌法是高水分食品最为常用的杀菌手段,可杀灭包括芽孢在内的所有微生物,而研究人员也一直致力于发现能够检验杀菌效果的方法。对于高水分食品杀菌是否彻底,常用的方法是采用食品安全国家标准《食品微生物学检验商业无菌检验》(GB 4789.26—2013)的方法进行,样品经37℃保温试验后,在经感官检验、pH测定、涂片镜检,确证无微生物增殖现象,则可报告该样品为商业无菌。这个方法至少需要10天,才能得出商业无菌的结论,因此,作为食品工厂的质检部门和政府食品药品监督管理总局等监管部门,这种方法操作不便,极为耗时。
为了能够方便和快速地检测到杀菌操作过程中所出现的杀菌是否彻底的问题,生物指示剂(Biological indicator,BI)获得了极大的发展。在杀菌程序验证中,尽管可通过杀菌过程某些参数的监控来评估杀菌效果,但生物指示剂的被灭杀程度,则是评价一个杀菌程序有效性最直观的指标。通常情况下,将含有微生物芽孢的生物指示剂置于杀菌釜的冷点,然后将暴露处理过的芽孢置于能够维持芽孢萌发和微生物生长的环境中,从而确定暴露处理过的芽孢的存活率,一般情况下,芽孢比绝大多数的微生物更耐杀菌过程,因此认为,能够杀死微生物孢子的杀菌方法同样可以杀死其它任何污染的微生物。通用型生物指示剂根据芽孢与培养基接触复苏后,指示菌种新陈代谢引起培养液pH值改变,通过酸碱指示剂变色来进行判读,时间一般在24或48小时以上。这种方法传统而有效,但还是存在耗时的缺陷,导致食品制造商和政府监管部门无法及时评价杀菌结果,因此,对能够准确、快速判断高水分食品达到商业无菌是食品工业界普遍存在的需求。
芽孢经过高压蒸汽杀菌后,结构显著破坏,芽孢内核中的特异性组分会释放出来,2,6-吡啶二羧酸(DPA)就是这一类物质,它的含量约占内核干重的20%。DPA是芽孢萌发的指示性标志物,在环境适宜的情况下,DPA释放,芽孢由休眠状态变成营养体。同样,当芽孢被杀灭时,DPA也会迅速释放,因此,DPA释放也可以作为芽孢死亡的一个指标。如果将高压蒸汽暴露的芽孢在营养液中经适宜条件处理后,芽孢还存在DPA释放,那么说明,芽孢还没有完全被杀灭。但以DPA为目标产物来迅速检测生物指示剂中是否还存在活的芽孢,进而验证杀菌手段的有效性的方法还未见报道。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种高水分食品杀菌效果的快速检验方法,该方法以芽孢死亡或由休眠状态变为营养体会释放2,6-吡啶二羧酸(DPA)为理论依据,通过将压力蒸汽暴露处理过的生物指示剂经反复洗涤、离心,完全除去灭活芽孢释放的DPA后,再将所得芽孢经热激处理后转入营养萌发剂中并在适宜温度下孵育,诱导芽孢萌发,最后,采用荧光检测法测定是否有DPA释放,进而表征是否还存在活的芽孢,判定杀菌是否彻底,该检测方法在2h内即可知道结果,且不需要加入复苏的培养基,就可直接进行检测,比传统的培养法(24或48小时以上)更为方便快捷。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种高水分食品杀菌效果的快速检验方法,包括如下步骤:
步骤一、将待杀菌的高水分食品和生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,所述生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点,杀菌完成后,将所述生物指示剂取出,经反复洗涤、离心后,除去上清液,得芽孢沉淀;
步骤二、将所述芽孢进行热激处理,再加入营养萌发剂进行孵育;
步骤三、将孵育后的所述芽孢经离心,过滤后,得滤液;
步骤四、向所述滤液中加入镧系化合物,混匀后,采用荧光分光光度计检测荧光强度;
步骤五、以无菌水为空白对照,根据所述步骤四中所得的荧光检测值,判断是否出现荧光,进而判定所述高水分食品的杀菌是否彻底。
本发明中,生物指示剂的形式包括芽孢悬液、滤纸片、芽孢条、干粉等;杀菌完成后的生物指示剂的后续处理均在超净工作台等无菌环境下进行操作,所采用的离心管、移取耗材、微孔滤膜均经过杀菌处理,所采用的营养萌发剂也经过过滤除菌处理。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤一中,将所述生物指示剂用无菌水反复洗涤、离心2-3次,离心条件为:相对离心力>3000×g,温度0-10℃,离心时间5-30min。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤二中,所述热激处理是将所述芽孢置于70-100℃下水浴10-30min。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤二中,所述营养萌发剂为丙氨酸溶液,其浓度为50mmol/L。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤二中,所述营养萌发剂为天冬氨酸、葡萄糖、果糖和氯化钾混合溶液,其中,所述天冬氨酸的浓度为25mmol/L,所述葡萄糖浓度为10mmol/L,所述果糖浓度为10mmol/L,所述氯化钾浓度为5mmol/L。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤二中,所述孵育是将所述芽孢置于其最适生长温度下,孵育5-60min。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤三中,离心条件为:相对离心力>3000×g,温度0-10℃,离心时间5-30min,离心后,将所得上清液用0.22μm或0.45μm微孔滤膜过滤。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤四中,所述镧系化合物为三价镧系化合物,使用前,先将所述镧系化合物溶于1mol/L,pH值为5.6的乙酸钠缓冲液中。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述镧系化合物为TbCl3·6H2O,其在所述乙酸钠缓冲溶液中的浓度为300μmol/L。
优选的是,所述的高水分食品杀菌效果快速检验方法,所述步骤四中,采用荧光分光光度计检测时,激发波长为270-275nm,发射波长为554nm。
本发明的有益效果:本发明基于芽孢内核中的特异性成分2,6-吡啶二羧酸(DPA)在杀菌过程中含量的变化,DPA在芽孢群体中的含量稳定,灭活的芽孢DPA完全释放而休眠体状态的芽孢保留了DPA,当芽孢由休眠状态变为营养体时会释放DPA,通过将压力蒸汽暴露处理过的生物指示剂经反复洗涤、离心,完全除去灭活芽孢释放的DPA后,再将所得芽孢经热激处理后转入营养萌发剂中并在适宜温度下孵育,诱导芽孢萌发,最后,采用荧光检测法测定是否有DPA释放,判定杀菌是否彻底。该方法操作简单、耗时少,结果准确,检测限低,适合工厂和质量监管部门进行监管。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的操作流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1:
选定3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂(嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢纸片,约6-log)6支,分为3组,每组2支,将待杀菌的高水分食品和3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,杀菌锅温度为121℃,杀菌时间分别是0min,5min和20min两组。121℃处理0min即不作任何处理,为实验对照,121℃处理5min模拟杀菌不彻底的情况,121℃处理20min,芽孢理论上应该被全部杀灭,以此模拟杀菌成功的情况。所述3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点。
在超净工作台内,将3组经过杀菌处理的3M 1292蒸汽压力杀菌生物指示剂的供试样品分别置于无菌离心管中并加入2mL无菌水振荡混合均匀后,冷冻离心,其相对离心力8000×g,温度4℃,离心时间20min,离心后,小心弃去上清液,再采用无菌水洗涤2次并离心,离心条件同上,所得沉淀物即为芽孢。
将上述供试样品和装有同体积的无菌水的无菌离心管(空白对照)共同进行水浴热激,水浴温度为90℃,水浴时间为30min。水浴热激完成后取出上述供试样品和空白对照,迅速冷却至室温,并加入无菌的50mmol/L的丙氨酸,在55℃下孵育60min。孵育结束后,迅速置于冰浴中,冷却后,采用相对离心力8000×g,温度4℃,离心时间20min冷冻离心,将所得上清液用0.45μm微孔滤膜过膜,得滤液。
取100μL的滤液,加入200μL 300μmol/L TbCl3·6H2O的乙酸钠缓冲液(乙酸钠缓冲液的浓度为1mol/L,pH值5.6),对供试样品进行荧光检测分析(瓦里安Cary Eclipse分子荧光光度计),采用前述空白对照作为空白,激发波长,272nm;发射波长,544nm;激发狭缝,5nm;发射狭缝,10nm,检测荧光强度,并对照标准曲线上的芽孢浓度进行计算,得出存活的芽孢数量。检测结果见表1。
表1 3M 1292嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示剂杀菌验证结果
编号 | 处理条件 | 是否出现荧光 | 存活芽孢数量(log<sub>10</sub>) |
M-1 | 121℃、5min | 是 | 4.5 |
M-2 | 121℃、20min | 否 | 未检出 |
M-3 | 121℃、0min | 是 | 6.2 |
由表1可知,121℃处理0min和5min理论上芽孢未全部杀死,采用本发明的方法,检测出现荧光,表明杀菌不彻底,还有活的芽孢存在;121℃处理20min理论上芽孢被完全杀死,采用本发明的方法,检测未出现荧光,说明杀菌彻底,芽孢全部被杀死;同时,121℃处理5min组存活芽孢数量小于121℃处理0min即不作处理组。综上,说明本发明的方法可用于快速检验高水分食品的杀菌效果。
实施例2:
选定ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂(枯草芽孢杆菌芽孢纸片,约6-log)6支,分为3组,每组2支,将待杀菌的高水分食品和ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,杀菌锅温度为115℃,杀菌时间分别是0min,5min和20min两组。115℃处理0min即不作任何处理,为实验对照,115℃处理5min模拟杀菌不彻底的情况,115℃处理20min,芽孢理论上应该被全部杀灭,以此模拟杀菌成功的情况。所述ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点。
在超净工作台内,将3组经过杀菌处理的ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂的供试样品分别置于无菌离心管中并加入2mL无菌水振荡混合均匀后,冷冻离心,其相对离心力4000×g,温度4℃,离心时间20min,离心后,小心弃去上清液,再采用无菌水洗涤2次并离心,离心条件同上,所得沉淀物即为芽孢。
将上述供试样品和装有同体积的无菌水的无菌离心管(空白对照)共同进行水浴热激,水浴温度为80℃,水浴时间为20min。水浴热激完成后取出上述供试样品和空白对照,迅速冷却至室温,加入无菌的25mmol/L的天冬氨酸、10mmol/L的葡萄糖、10mmol/L的果糖和5mmol/L的氯化钾混合溶液,在37℃下孵育60min。孵育结束后,迅速置于冰浴中,冷却后,采用相对离心力4000×g,温度4℃,离心时间20min,冷冻离心,将所得上清液用0.22μm微孔滤膜过膜,得滤液。
取100μL的滤液,加入200μL 300μmol/L TbCl3·6H2O的乙酸钠缓冲液(乙酸钠缓冲液的浓度为1mol/L,pH值5.6),对供试样品进行荧光检测分析(瓦里安Cary Eclipse分子荧光光度计),采用前述空白对照作为空白,激发波长,272nm;发射波长,544nm;激发狭缝,5nm;发射狭缝,20nm,检测荧光强度,并对照标准曲线上的芽孢浓度进行计算,得出存活的芽孢数量。检测结果见表2。
表2 ACE test H6301枯草芽孢杆菌生物指示剂杀菌验证结果
编号 | 处理条件 | 是否出现荧光 | 存活芽孢数量(log<sub>10</sub>) |
A-1 | 115℃、5min | 是 | 3.5 |
A-2 | 115℃、20min | 否 | 未检出 |
A-3 | 115℃、0min | 是 | 6.8 |
由表2可知,115℃处理0min和5min理论上芽孢未全部杀死,采用本发明的方法,检测出现荧光,表明杀菌不彻底,还有活的芽孢存在;115℃处理20min理论上芽孢被完全杀死,采用本发明的方法,检测未出现荧光,说明杀菌彻底,芽孢全部被杀死;同时,115℃处理5min组存活芽孢数量小于115℃处理0min即不作处理组。综上,说明本发明的方法可用于快速检验高水分食品的杀菌效果。
实施例3:
选定3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂(嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢纸片,约6-log)6支,分为3组,每组2支,将待杀菌的高水分食品和3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,杀菌锅温度为121℃,杀菌时间分别是0min,5min和20min两组。121℃处理0min即不作任何处理,为实验对照,121℃处理5min模拟杀菌不彻底的情况,121℃处理20min,芽孢理论上应该被全部杀灭,以此模拟杀菌成功的情况。所述3M 1292蒸汽杀菌用生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点。
在超净工作台内,将3组经过杀菌处理的3M 1292蒸汽压力杀菌生物指示剂的供试样品分别置于无菌离心管中并加入2mL无菌水振荡混合均匀后,冷冻离心,其相对离心力12000×g,温度10℃,离心时间5min,离心后,小心弃去上清液,再采用无菌水洗涤2次并离心,离心条件同上,所得沉淀物即为芽孢。
将上述供试样品和装有同体积的无菌水的无菌离心管(空白对照)共同进行水浴热激,水浴温度为100℃,水浴时间为10min。水浴热激完成后取出上述供试样品和空白对照,迅速冷却至室温,并加入无菌的50mmol/L的丙氨酸,在55℃下孵育5min。孵育结束后,迅速置于冰浴中,冷却后,采用相对离心力12000×g,温度10℃,离心时间5min,冷冻离心,将所得上清液用0.45μm微孔滤膜过膜,得滤液。
取100μL的滤液,加入200μL 250μmol/L EuCl3·6H2O的乙酸钠缓冲液(乙酸钠缓冲液的浓度为1mol/L,pH值5.6),对供试样品进行荧光检测分析(瓦里安Cary Eclipse分子荧光光度计),采用前述空白对照作为空白,激发波长,280nm;发射波长,680nm;激发狭缝,5nm;发射狭缝,10nm,检测荧光强度,并对照标准曲线上的芽孢浓度进行计算,得出存活的芽孢数量。检测结果见表3。
表3 3M 1292嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示剂杀菌验证结果
编号 | 处理条件 | 是否出现荧光 | 存活芽孢数量(log<sub>10</sub>) |
M-4 | 121℃、5min | 是 | 4.3 |
M-5 | 121℃、20min | 否 | 未检出 |
M-6 | 121℃、0min | 是 | 6.5 |
由表3可知,121℃处理0min和5min理论上芽孢未全部杀死,采用本发明的方法,检测出现荧光,表明杀菌不彻底,还有活的芽孢存在;121℃处理20min理论上芽孢被完全杀死,采用本发明的方法,检测未出现荧光,说明杀菌彻底,芽孢全部被杀死;同时,121℃处理5min组存活芽孢数量小于121℃处理0min即不作处理组。综上,说明本发明的方法可用于快速检验高水分食品的杀菌效果。
实施例4:
选定ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂(枯草芽孢杆菌芽孢纸片,约6-log)6支,分为3组,每组2支,将待杀菌的高水分食品和ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,杀菌锅温度为115℃,杀菌时间分别是0min,5min和20min两组。115℃处理0min即不作任何处理,为实验对照,115℃处理5min模拟杀菌不彻底的情况,115℃处理20min,芽孢理论上应该被全部杀灭,以此模拟杀菌成功的情况。所述ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点。
在超净工作台内,将3组经过杀菌处理的ACE test H6301蒸汽杀菌用生物指示剂的供试样品分别置于无菌离心管中并加入2mL无菌水振荡混合均匀后,冷冻离心,其相对离心力3200×g,温度0℃,离心时间30min,离心后,小心弃去上清液,再采用无菌水洗涤1次并离心,离心条件同上,所得沉淀物即为芽孢。
将上述供试样品和装有同体积的无菌水的无菌离心管(空白对照)共同进行水浴热激,水浴温度为70℃,水浴时间为30min。水浴热激完成后取出上述供试样品和空白对照,迅速冷却至室温,并加入无菌的天冬氨酸、葡萄糖、果糖和氯化钾混合溶液,其中,所述天冬氨酸的浓度为25mmol/L,所述葡萄糖浓度为10mmol/L,所述果糖浓度为10mmol/L,所述氯化钾浓度为5mmol/L,在37℃下孵育30min。孵育结束后,迅速置于冰浴中,冷却后,采用相对离心力3200×g,温度0℃,离心时间30min,冷冻离心,并将所得上清液用0.22μm微孔滤膜过膜,得滤液。
取100μL的滤液,加入200μL 300μmol/L EuCl3·6H2O的乙酸钠缓冲液(乙酸钠缓冲液的浓度为1mol/L,pH值5.6),对供试样品进行荧光检测分析(瓦里安Cary Eclipse分子荧光光度计),采用前述空白对照作为空白,激发波长,280nm;发射波长,680nm;激发狭缝,5nm;发射狭缝,20nm,检测荧光强度,并对照标准曲线上的芽孢浓度进行计算,得出存活的芽孢数量。检测结果见表4。
表4 ACE test H6301枯草芽孢杆菌生物指示剂杀菌验证结果
编号 | 处理条件 | 是否出现荧光 | 存活芽孢数量(log<sub>10</sub>) |
A-4 | 115℃、5min | 是 | 3.5 |
A-5 | 115℃、20min | 否 | 未检出 |
A-6 | 115℃、0min | 是 | 6.7 |
由表4可知,115℃处理0min和5min理论上芽孢未全部杀死,采用本发明的方法,检测出现荧光,表明杀菌不彻底,还有活的芽孢存在;115℃处理20min理论上芽孢被完全杀死,采用本发明的方法,检测未出现荧光,说明杀菌彻底,芽孢全部被杀死;同时,115℃处理5min组存活芽孢数量小于115℃处理0min即不作处理组。综上,说明本发明的方法可用于快速检验高水分食品的杀菌效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、将待杀菌的高水分食品和生物指示剂一起放入压力蒸汽杀菌设备中进行杀菌处理,所述生物指示剂的暴露位置位于杀菌设备的冷点,杀菌完成后,将所述生物指示剂取出,经反复洗涤、离心后,除去上清液,得芽孢沉淀;
步骤二、将所述芽孢进行热激处理,再加入营养萌发剂进行孵育;
步骤三、将孵育后的所述芽孢经离心,过滤后,得滤液;
步骤四、向所述滤液中加入镧系化合物,混匀后,采用荧光分光光度计检测荧光强度;
步骤五、以无菌水为空白对照,根据所述步骤四中所得的荧光检测值,判断是否出现荧光,进而判定所述高水分食品的杀菌是否彻底;所述步骤二中,所述营养萌发剂为天冬氨酸、葡萄糖、果糖和氯化钾混合溶液,其中,所述天冬氨酸的浓度为25mmol/L,所述葡萄糖浓度为10mmol/L,所述果糖浓度为10mmol/L,所述氯化钾浓度为5mmol/L。
2.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤一中,将所述生物指示剂用无菌水反复洗涤、离心2-3次,离心条件为:相对离心力>3000×g,温度0-10℃,离心时间5-30min。
3.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤二中,所述热激处理是将所述芽孢置于70-100℃下水浴10-30min。
4.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤二中,所述孵育是将所述芽孢置于其最适生长温度下,孵育5-60min。
5.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤三中,离心条件为:相对离心力>3000×g,温度0-10℃,离心时间5-30min,离心后,将所得上清液用0.22μm或0.45μm微孔滤膜过滤。
6.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤四中,所述镧系化合物为三价镧系化合物,使用前,先将所述镧系化合物溶于1mol/L,pH值为5.6的乙酸钠缓冲液中。
7.如权利要求6所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述镧系化合物为TbCl3·6H2O,其在所述乙酸钠缓冲溶液中的浓度为300μmol/L。
8.如权利要求1所述的高水分食品杀菌效果的快速检验方法,其特征在于,所述步骤四中,采用荧光分光光度计检测时,激发波长为270-275nm,发射波长为554nm。
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- 2016-01-08 CN CN201610009528.4A patent/CN105628663B/zh active Active
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《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;张林;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;20111231(第12期);E055-31 * |
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