食品辐照

食品辐照技术及食品质量安全

1.食品辐照技术的概述

1.1 食品辐照技术的原理

食品辐照技术是一项新兴的绿色加工技术,食品经过一定剂量的电离射线60Coγ或137Csγ

射线或电子加速器产生的电子束(最大能量10Mev) 或X射线(最大能量5Mev) 的辐照,杀灭食品

中的害虫,消除食品中的病原微生物及其它腐败细菌或抑制某些食品中的生物活性和生理过程,从而达到食品保藏或保鲜的目的,尤其是γ射线或X射线具有强大的穿透能力,对经过包装的农

副产品及食品同样可以达到杀虫、灭菌的目的并可以防止病源微生物及害虫的再度感染,因而可以在常温下长期保存。

所谓食品辐射加工即把食品(包括包装好的) 直接放置于辐射场,利用辐射源所放射出来的电子束或γ射线的能量,通过直接或间接作用在食品中引起一系列的化学、生物学变化,可以杀灭食品中的微生物与害虫,达到杀菌保鲜的作用。由于食品辐射加工过程中无须对食品进行加热,所以又被称为“冷巴斯德杀菌法(cold pasteurization) ”。

1.2 食品辐照技术的特点

与传统的食品保藏方法如加热、冷藏、化学处理等相比具有显著特点:

a)灭菌彻底,能够彻底杀灭食品中的各种有害微生物和病菌;

b)辐照过的食品绝对不会带上放射性,也不会对人体有害;

c)辐照加工是一种“冷处理”,辐照过程中被处理食物不升温,不破坏食品结构和营养成

分,使食物保持新鲜;

d)它不会像化学药剂和添加剂一样留下有毒有害的残留物;

e)节约能源;辐照食品可以在常温下贮存;

f)辐照不破坏原包装,辐照处理后的食品可立即运输、贮藏,或者立即进食;

g)辐照不污染环境。大部分食品和农产品以及保健食品均可以采用辐照保鲜这种高新技

术,实现杀菌、杀虫、防霉、抑制发芽、推迟成熟、延长保质期、提高食品卫生品质的

目的。

同时辐照对食品品质也有一定的负面影响，会发生部分化学变化，剂量越高变化程度越明显，如：含有未饱和脂肪酸的脂肪发生了氧化反应；碳水化合物可能出现水解，氧化或降解;

蛋白质中的氨基酸可能发生分解或氧化，部分蛋白质还会发生交联或裂解作用；维生素受到破坏等。但在这些变化中，只要控制好照射的剂量，变化是非常微小的，而这些变化在采用其它的方法处理时也同样存在。因此，迄今为止，世界上有约40个国家已经批准在各类食品上使用辐照技术，大约30个国家正在有限度地在食品工业中应用该技术。

1.3 食品辐射加工的发展历史及现状

食品辐射加工的起源可以回溯到上个世纪初。1905 年,英国提出了第一个关于食品辐照的专利。1921 年,美国出现了利用X 射线杀死肉类中螺旋线虫的专利。1953 - 1980 年,美国军队和原子能委员会开展了大量关于食品辐照的研究工作。早在1958 年,美国在食品、药物和化妆品法案中就确认辐照可以作为一种辐射加工手段。1963 年,小麦和面粉首批被美国食品药物管理局批准为可辐照的食品。在而后的30 多年中,多种食品陆续得到立法支持,从而,美国的食品辐射加工业随之得以迅速的发展。美国航天局早在60 年代就把辐射食品作为宇航员的太空食物。最近,美国在夏威夷建造了一座专用于水果和蔬菜辐射加工的大型辐射装置。美国佛罗里达和中部几个州的市场上都出现了大量辐射加工食品,每年大概有4.40万吨的食品经过辐射加工,其中调味品和干菜占了绝大多数,大约为4.31万吨;水果蔬菜约700吨;家禽肉类约200吨。目前市场上辐照食品所占的比重仍较低,辐照过的调味品和干菜占其总销售量的9. 5 % ,其他种类的辐照食品只占各自总销售量的0.002 %左右。但是,辐照食品的产量在美国正呈逐年上升趋势。

相比之下,食品辐射加工技术在欧洲的发展较美国缓慢。虽然关于食品辐照的第一个专利出现在欧洲,但是这种技术在80 年代中期才在法国、荷兰、比利时等国家得到应用。各国每年的

产量都在0. 5 ×104 —2. 0 ×104t 之间,辐照的食品种类主要是调料和家禽肉。但是,由于立法方面的原因,近几年的产量有所下降。1987 、1989 年欧盟两次发表声明,反对食品辐射加工。直至2000年9月,欧盟签署了两份关于食品辐射加工的文件,但它们仍要在欧洲各国议会讨论并通过后才能生效。在文件中提及的可允许辐照的食品种类也较少,只有干香料和蔬菜调味品。虽然食品辐射加工业在欧洲遇到立法上的阻力,但是辐射食品在欧洲的贸易却没有出现问题。现在大约有40 种辐射食品在欧洲销售。这是由于1983 年食品辐射加工标准(the Codex General Standard for Irradiated Foods) 得以确立,并获WTO 确认。这个标准的出现,大大促进并规范了国际辐射食品贸易。作为WTO 成员国,欧洲各国很难阻止满足该标准的辐射食品进入本国市场。所以,每年都有很多辐照食品输入欧洲。

目前,全世界已有500多种辐照食品在53个国家和地区获批准,有46个国家和地区进行了立法, 30多个国家进入大规模商业化生产阶段,每年的辐照加工量在30万t以上,食品辐照已被列为WHO确保食品安全的重点推广计划。我国的食品辐照技术在国家的大力支持下,取得了一系列的研究成果。食品辐照技术在解决我国目前所面临的食品安全问题中具有独特的技术特色和优势,特别是在防止食品中食源性致病微生物和进出口检疫方面更具应用潜力。我国自1984 ～1994年先后批准了18种辐照食品卫生标准,它们是: 土豆(012) 、洋葱(0115) 、大蒜(012) 、大米(0145) 、蘑菇(1) 、花生仁(014) 、香肠(8) 、苹果(014) 、扒鸡(8) 、花粉(8) 、果脯( 1) 、猪肉( 0165) 、熟肉制品(6) 、荔枝(015) 、蜜桔(011) 、薯干酒(4) 、生杏仁(1) 、番茄(014)。1997年又率先颁布了六大类辐照食品的类别卫生标准,2001年12月公布17种(类)农副产品辐照工艺的标准。我国每年有10万t以上的辐照产品上市和出口,已经进入食品辐照商业化生产阶段。

1.4 食品辐照技术的应用领域

1.4.1 辐照杀菌。

食品和农产品在加工和储运过程中极易被各种腐败和致病微生物所感染,如何控制农产品中的微生物,避免农产品的腐败变质,减少食源性疾病和食物中毒的发生,一直是农产品储藏加工领域研究的重点。辐射加工技术能杀灭食品和农产品中各种腐败微生物和致病微生物。食品辐照杀菌可分选择性辐照灭菌(radurization) 、针对性辐照灭菌( radicidation) 和辐照灭菌(radappertization) 。选择性辐照灭菌就是利用一定剂量的电离辐射使食品中腐败微生物的数量降低,以防止食品变质,延长货架期,一般采用的吸收剂量为1～5 kGy。针对性辐照灭菌就是利用一定剂量的电离辐射,杀死食品内除病毒以外的无孢子病源细菌。辐照灭菌是利用电离辐射消灭食品中全部微生物,经过这样处理的食品可以保证食品在室温条件下长期储藏不会腐败,也不会因微生物而引起食品中毒,要达到此目的就需要较高的辐照剂量,一般采用12D10剂量。经过彻底灭菌的辐照食品可在常温下保藏较长的时间,适宜为特殊人员(如地质勘探人员、登山人员、军人和宇航员等) 以及器官移植病人、免疫缺陷病人、白血病患者提供无菌食品。

1.4.2 辐照杀虫。

寄生虫通过食物传染给人类,应用射线辐照带有寄生虫的食物,是杀死寄生虫,并防止其传染给人类最行之有效的措施之一。实验证明,150～300Gy 的射线可以使猪肉中的旋毛虫不育,并阻止其幼虫在宿主消化道内发育成熟。危害农产品的害虫包括仓储害虫、检疫性害虫及寄生虫,实验证明,用较低的剂量辐照能杀灭农产品中的这些害虫,达到减少农产品损失的目的。不同时期、不同科目的害虫对辐照的敏感性不同。国内外大量实验结果表明,500Gy 足以控制侵入稻米、玉米、小麦和豆类的害虫,同时辐照处理对这些农产品的质量和加工品质没有明显影响。

1.4.3 抑制发芽。

大蒜、洋葱、马铃薯等鳞茎和块根类蔬菜在采摘后有休眠期,它们在休眠期内生长暂停,内部代谢维持在很低的水平。休眠期一过,其呼吸强度加强,生理代谢加剧。这类蔬菜在休眠期过后极易发芽,引起腐烂变质,马铃薯发芽后还会产生有毒物质,使其丧失食用价值。因此,必须采取有效措施控制鳞茎和块根类蔬菜在储藏期间的发芽问题。辐照能通过影响果蔬的生理代谢和生长点的结构,干扰生理活性物质的正常合成,达到有效抑制发芽的目的。辐照抑制发芽的剂量为50～150Gy ,在此剂量范围内,能够有效抑制马铃薯、甘薯、大蒜、洋葱、生姜的发芽。