耿建暖

（中國環(huán)境管理干部學院，河北秦皇島 066004）

食品輻照技術及其食品中的應用

耿建暖

（中國環(huán)境管理干部學院，河北秦皇島 066004）

摘 要：食品輻照技術是一項新型的食品保藏技術，具有安全性、無污染等優(yōu)點，綜述輻照技術的原理和特點，討論輻照技術在食品的殺菌殺蟲、抑制發(fā)芽、降解有毒有害物質等方面的應用，并指出其在研究和應用中存在的問題，并對其應用前景進行了分析。

關鍵詞：食品輻照；殺菌殺蟲；抑制發(fā)芽；降解有毒有害物質

食品輻照（Food irradiation），又稱“食品照射”或“電離輻射”，它是利用射線照射食品（包括原材料），延遲新鮮食物某些生理過程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或對食品進行殺蟲、消毒、殺菌、防霉等處理，達到延長保藏時間，穩(wěn)定、提高食品質量的一種食品保藏技術[1-2]。目前，食品加工技術不斷提高，人們的生活水平也隨之具有了較大的提高，對食品的要求也越來越高，最大限度地保留食品的色、香、味及營養(yǎng)成分成為人們選擇食品時首要考慮的方面。食品輻照技術具有營養(yǎng)成分損失少、易操作、無污染、殘留少、節(jié)省能源等優(yōu)點，因此引起了國內外食品科學工作者的廣泛關注。

1 輻照技術的原理

食品輻照技術是對食品進行非熱加工的新技術，食品在輻照過程中食品本身的溫度變化不大，因此可以最大限度的保留食品的色、香、味及營養(yǎng)成分。其基本原理是利用60Co、137Cs等放射源產生的γ射線或5 MeV以下的X射線及電子加速器產生的10 MeV以下的高能電子束輻射食品，使食品中生物體產生物理或化學反應，抑制或破壞其新陳代謝和生長發(fā)育，甚至使細胞組織死亡，從而達到消毒滅菌、延長食品貯藏時間、減少損失的目的[3]。

2 輻照技術的特點

輻照技術作為一種食品保藏方法，不同于化學熏蒸法和腌制法，不需要加入添加物，與加熱、冷凍等方法一樣，是一種物理方法，且屬于冷處理技術。輻照技術具有以下特點：

2.1 最大限度的保持食品原有的成分和風味

輻照技術在常溫下進行，利用χ射線、γ射線或電子束能量高、穿透力強的特點對食品進行處理，因此又稱為“冷加工”技術。處理中是利用了在射線作用下，生物體中的成分產生物理或化學效應起到殺菌、殺蟲或延長貯藏時間的，整個過程中，食品內部的溫度變化不大，因此能夠最大限度的保持食品原有的風味，不影響產品的營養(yǎng)和食用品質。通過對食品輻照前后的品質進行測定，食品的感官指標及營養(yǎng)成分在輻照前后變化不顯著。王超等[4]研究了γ輻照對低溫火腿肉制品感官指標，當輻照劑量為10 kGy時，產品貯存60 d后，其色澤、質構和風味變化不大?？捣曳业萚5]用γ射線輻照處理香蕉，用200 Gy和400 Gy輻照處理的香蕉，能使其綠色在26℃保持5 d～6 d，能延長貯藏期，其蛋白質含量、脂肪含量、礦物質元素含量的變化不大，與對照之間沒有顯著性差異。劉福莉等[6]用γ射線和電子束輻照豬肉火腿腸，經處理后30℃下儲藏10 d過程中硬度、色澤等感官特征沒有顯著變化。姜平等[7]用不同劑量的60Coγ射線對干酪進行輻照和貯藏，輻照后在貯藏階段蛋白質會發(fā)生水解，但pH 4.6 SN和12%TCA SN隨著輻照的變化趨勢不明顯。但食品輻照的劑量不宜過大，否則會使其顏色變暗，產生輻照異味，蛋白質、脂肪分解，營養(yǎng)價值下降。

2.2 污染少、安全環(huán)保

食品輻照技術是依靠射線的穿透作用，使食品中的各成分發(fā)生生物效應起到殺菌等效果，所以在食品輻照中不添加任何藥物，輻照中無任何藥物殘留，因此輻照食品更加安全。輻照裝置是自動化控制裝置，輻照停止后，射線立即停止，而且不會誘發(fā)產生放射性，無放射性殘留。通過對輻照食品的研究，發(fā)現(xiàn)食用輻照食品對人的生長、生育、壽命均無不良影響，且不會致癌、致畸，也未發(fā)現(xiàn)因輻照而產生的有害物質。經過多年試驗得出的結論是輻照劑量在10 kGy以下，食品是安全的，不需要再做毒理學實驗，超過10 kGy劑量的輻照食品也是安全衛(wèi)生的[8]。劉敏等將甘薯酒用60Co進行照射，測定了輻照前后甘薯酒中的射線殘留，結果表明輻照后的甘薯酒未受到60Co的污染，輻照前后的射線水平和能譜基本一致，均屬本底水平，無殘留放射性，也未發(fā)現(xiàn)感生放射性[9]。

2.3 操作方便，殺菌更徹底

輻照處理法依靠χ射線、γ射線或電子束能量高、穿透力強的特點，對食品進行照射，起到殺菌效果的，因此射線可以非常容易的到達食品內部，不僅可以將表面的各種寄生蟲和致病菌殺滅，還可以對食品內部的害蟲及微生物具有較好的殺滅效果，對食品可以起到滅菌的效果。用γ射線輻照控制冷卻雞肉中的致病菌，當輻照劑量為5 KGy時，細菌總數(shù)致死率達99.98%，幾乎完全殺滅[10]。經不同劑量輻照處理后，大豆蛋白粉中微生物的含量明顯降低，且輻照劑量越大殺菌效果越明顯，當輻照劑量為4 kGy時，大豆蛋白粉中的菌落總數(shù)為120 CFU/g，大腸菌群<30 MPN/100 g，霉菌為10 CFU/g，當輻照劑量達到6 kGy時，大豆蛋白粉中菌落總數(shù)為63 CFU/g，大腸菌群<30 MPN/100 g，霉菌為10 CFU/g[11]。仲濟健[12]采用60Co輻照真空包裝淡腌白魚，最佳輻照劑量為2.5 Kgy，滅菌率99%，且無消極感官影響。朱佳廷等[13]采用60Co輻照鴨血粉絲湯，當劑量為6 kGy時，未檢出微生物。另外，輻射技術具有很高的技術含量，自動化程度高，可以根據(jù)需要任意調節(jié)輻照劑量，達到不同的殺菌程度，直至完全滅菌。李俐俐等[14]通過輻照殺滅出口冷凍蝦仁中的金黃色葡萄球菌，調節(jié)不同劑量時殺菌效果不同，當劑量為5 kGy～6 kGy時，能全部殺滅蝦仁中金黃色葡萄球菌。

2.4 輻照技術效率高，能耗少，運行成本低

目前，我國食品輻照裝置已進入商業(yè)化，在生產過程中采用自動化裝置，輻照效率高，輻照一個樣品僅需幾秒鐘的時間，因此輻照技術能耗較低，減少了運行中的成本。據(jù)國際原子能機構計算，食品采用冷藏需要消耗能量 90 kW（h/t），巴氏加熱消毒為 230 kW（h/t），熱消毒為 300 kW（h/t），脫水脈沖處理為 700 kW（h/t），而輻照消毒品需要6.3 kW（h/t），輻照巴氏消毒僅為0.76 kW（h/t），節(jié)約能耗為70%～90%以上。輻射處理與熱處理、干燥和冷凍保藏食品法相比，能耗降低幾倍到十幾倍[3]。

3 輻照技術在食品加工中的應用

輻照技術是食品加工技術的一項新技術，由于輻照技術具有節(jié)約能源、無污染、食品溫度上升小等特點，目前，在果品蔬菜的保鮮、肉及肉制品的保藏、糧食及乳品及食品安全方面具有廣泛的應用，可用于食品中的殺菌殺蟲、抑制發(fā)芽、降解有毒有害物質。

3.1 殺蟲殺菌，延長保存期

殺蟲殺菌是輻照技術在食品加工中的主要應用，經過一定劑量的照射后，可以起到徹底殺蟲殺菌的作用，通過劑量的調節(jié)，可以起到不同程度的殺菌作用，延長保藏期。經過殺蟲殺菌后，食品的感官及營養(yǎng)品質不發(fā)生顯著變化。單國堯等[15]用60Co或137 Cs-γ射線照射包裝為尼龍-聚乙烯復合膜包裝袋的大米，經過輻照后能有效地殺滅害蟲和防止霉變，且可使大米1年內不生蟲、不發(fā)霉，對米飯的口感、黏度、香味影響也不明顯，基本保持了大米原有的色香味。楊文鴿等[16]以美國紅魚為研究對象，研究用電子束輻照的殺菌效果，結果表明，輻照能明顯減少美國紅魚肉中的菌落總數(shù)，并延緩貯藏期間菌落總數(shù)的增加速度，且輻照劑量越大，殺菌效果越明顯。用電子束輻照泥蚶殺菌，隨著輻照劑量增加，泥蚶菌落總數(shù)逐步減少，輻照后的泥蚶在冷藏期間，隨著時間的延長，菌落總數(shù)均有所增加，但增加速度緩慢[17]。王少丹等[18]用電子束輻照殺滅鮮切青椒表面食源性致病菌，用1 kGy輻照結合酸化亞氯酸鈉能有效殺滅表面的食源性致病菌，而且不會影響其品質。脫水蔬菜（干蘑菇、木耳等）采用復合包裝材料及適宜輻照劑量（6 kGy～8 kGy）輻照可使保藏期達到1年以上[19]。用電子束400、700、1000、1500、2500Gy輻照及SO2處理巨峰葡萄后，置于溫度-0.5℃～0.5℃、相對濕度85%～95%冷庫中貯藏，研究不同處理對巨峰葡萄微生物殺滅效果及貯藏品質的影響。結果表明，電子束輻照能有效殺滅或抑制葡萄表面細菌、霉菌、酵母菌、大腸菌群的滋生繁殖，減輕葡萄貯藏過程中的腐爛現(xiàn)象[20]。采用電子束輻照技術對糧食儲藏，尤其是散糧的儲藏，有很好的殺蟲或抑菌效果[21]。

3.2 抑制發(fā)芽，延緩后熟

食品輻照能通過影響果蔬的生理代謝和生長點的結構，干擾生理活性物質的正常合成，能達到有效抑制發(fā)芽，降低呼吸強度，延緩后熟，從而達到延長保藏時間的作用，多用于水果蔬菜的貯藏保鮮。馬艷萍等[22]用60Coγ射線對鮮食核桃輻照，觀察在貯藏期間的萌芽情況，結果表明經輻照處理后在貯藏期間未出現(xiàn)發(fā)芽現(xiàn)象，發(fā)芽率及牙長與對照有極顯著差異，所以輻照能顯著抑制核桃胚芽萌發(fā)。以60Co產生的γ射線和電子加速器產生的高能電子束，分別對大蒜進行輻照處理，表明：兩者都能有效抑芽，且在相同輻照劑量下，電子束輻照抑芽效果強于60Coγ射線；經兩種輻照后還能抑制大蒜呼吸作用，延緩質量損失，且對大蒜鱗莖外皮顏色和大蒜風味品質影響不大[23]。棗果經60Co-γ射線輻照再冷藏，其表面微生物大部分被殺死，微生物總數(shù)降低；經輻照處理后，VC、可滴定酸、總糖、還原糖含量無明顯變化，降低了失重率[24]。王秋芳等[25]以花椰菜為對象，研究電子束輻照對食品的后熟作用，發(fā)現(xiàn)500和1 000 Gy能顯著抑制花椰菜的呼吸強度，減輕失重，延緩后熟，延長儲藏時間。用電子束1 000 Gy以下輻照巨峰葡萄，能有效抑制葡萄的呼吸強度，其中SOD活性，可滴定酸和VC及總糖含量都比對照組高，經貯藏98 d后，保鮮效果較好[20]。

3.3 有毒有害物質降解

食品輻照技術不僅可以用于延長食品的貨架期，較低劑量照射能夠在不顯著影響食品品質的前提下，使藥物分子或化學污染殘留物分子發(fā)生斷裂、交聯(lián)等一系列反應，改變這些分子原有的結構及生物學特性，從而去除食品中殘留的有毒有害物質，對食品的安全性控制具有重要的意義。Ferreira-Castro等[26]研究表明，γ射線輻照可有效的抑制真菌毒素的生長，降低鐮刀菌素的濃度，當輻照劑量為10 kGy時，玉米中的鐮刀菌素可完全降解。Aziz等[27]報道，當輻照劑量為5 kGy時，小麥、玉米和大麥中的伏馬菌素B1的降解率分別為96.6%、87.1%和100%；劑量增加到7 kGy時，小麥和玉米中的伏馬菌素可完全被破壞，失去毒性。楊郡婷等[28]研究表明γ射線可以顯著降低肉制品中克倫特羅含量，降解率隨輻照劑量增大而提高，當輻照劑量為3.4 kGy時，肉制品中克倫特羅的降解率在80%以上。輻照技術也可以用于農藥殘留的降解，伍玲等[29]采用輻照技術對茶葉進行處理，茶葉中的菊酯類農藥，隨著輻照吸收劑量的增加降解增加；50 kGy時，菊酯類農藥殘留降解可以達到或接近歐盟農殘限量標準，而要營養(yǎng)成分含量和品質基本不變.以60Co γ射線輻照蜂蜜和蝦，研究其氯霉素的降解率，經過照射后，蜂蜜和蝦中的氯霉素的降解率可達99.12%和94.75%[30-31]。

4 輻照中存在的問題

食品輻照技術具有很多優(yōu)點，在國外正處于推廣應用以及新型設備的開發(fā)研究階段，在我國也得到了廣泛的發(fā)展，取得了一定的進步，但在推廣應用過程中，還存在一定的問題[32]：輻照裝置的資格認證還沒有嚴格的標準，出現(xiàn)了一些，不科學輻照，甚至違法輻照現(xiàn)象。由于輻照滅菌效果好，所以很多企業(yè)放松了對中間過程的衛(wèi)生控制，沒有達到標準的產品也去輻照，而且輻照的劑量比較大，會引起一些不良的影響；消費者對輻照食品的認識具有局限性；輻照食品的標識沒有標準，我國標簽法和食品輻照管理辦法中都規(guī)定輻照食品應有標識，但很難在我國市場上看到有標識的輻照食品。消費者的知情權得不到保護，給消費者的安全埋下了隱患。另一方面，雖然對食品輻照的研究較多，但對輻照機理的研究尚少，輻照設備的初始投資較大，商業(yè)應用尚不廣泛。

5 輻照的發(fā)展前景

食品輻照具有無污染、無殘留、完整保留食品中的營養(yǎng)成分和風味、殺菌徹底且成本、能耗低等優(yōu)點，可以提高食品的保藏性能。只要掌握其加工特性、控制好影響因素并使其達到最佳的組合，遵守食品輻照的技術及衛(wèi)生標準，正確應用，就能加工出高品質的產品。隨著人們生活水平的提高，人們對高質量、高營養(yǎng)食品的需要也會越來越高。因此，食品的輻照技術在未來的食品工業(yè)中具有廣闊的應用前景。

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Food Irradiation and Its Application in Food Processing

GENG Jian-nuan
（Enviromental Management College of China，Qinhuangdao 066004，Hebei，China）

Abstract：Food irradiation is a new technology of food preservation with many advantages ，such as safety and non-pollution.In this paper，the principle and characterisation of irradiation technology were introduced.The utilizations of the irradiation technology in sterilization，sprout inhibition and degradation of poisonous and harmful substance were also introduced．The problem of the food irradiation in research and application was pointed out.The future of its application was analyzed.

Key words：irradiation；sterilization；sprout inhibition；degradation of poisonous and harmful substance

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.029

河北省秦皇島市科學技術研究與發(fā)展計劃課題（2012023A029）

耿建暖（1979—），女（漢），講師，碩士，從事食品科學相關的教學和研究工作。

2012-12-06