辐照技术的安全性

辐照技术的安全性摘要：辐照技术在食品工业已经应用多年，但发展速度比较缓慢，其主要原因是公众缺乏对辐照食品安全性的全面了解。

本文就辐照技术对食品安全性可能带来的影响加以分析，以便客观评价辐照食品的安全性，推进辐照技术在食品工业中的应用。

关键词：辐射加工；辐照；食品安全随着食品行业的不断发展，如何保存食品成为人们关注的问题。

18世纪初，法国科学家阿培尔发明了热处理低温法后，干燥、糖渍、盐渍、烟熏等保鲜贮藏法相继问世，并得到大规模的应用。

1895年辐射现象被发现，但直到1921年才有人用x一射线杀死肉类中的致病菌而获得专利。

在较短的时间内，食品辐照研究的深入程度是传统几种食品加工保藏方法所无法比拟的。

美国、前苏联、前联邦德国、日本、法国、加拿大、意大利、西班牙、比利时、芬兰、丹麦和瑞士等国家都投人大量的人力、物力进行辐照食品应用的研究。

我国1958年开始了对辐照食品的研究工作。

到了20世纪80年代，我国辐照食品才进入一定规模的生产阶段。

食品辐射加工是运用x 射线、Y射线或电子高速射线照射食品，引起食品中的生物体产生物理或化学反应，抑制或破坏其新陈代射和生长发育，甚至使细胞组织死亡，从而达到灭菌消毒，延长食品贮存销售时间的目的。

辐照法几乎不产生热量，可保持食品在感观和品质方面的特性，并适合对冰冻状态的食品进行杀菌处理。

辐照法与加热法相比更易于准确控制，且消耗的能量艰低，是一种安全、高效及经济的食品加工方法。

但是，目前辐照食品的发展速度比较缓陧，商业化程度不高，其主要原因是公众缺乏对辐照食品安全性的了解，惧怕食用辐照食品会有害身体、危及遗传，从而制约了辐照食品市场化的进程。

1.食品辐照技术的特点辐照保藏不同于化学熏蒸法、腌制法，不需要加入添加物，与加热、冷冻等方法一样，是一种物理保藏法，且属于冷处理技术，具有许多传统保藏法不可比拟的优点：(1)辐照处理是一种“冷处理”的物理方法，在常温下进行，辐照过程产生的热量很少，几乎不引起内部温度的升高，能较好地保持食品原有的风味和外观。

(2)辐照采用较高能量的射线，具有很强的穿透力，在不打开包装的情况下能够穿透食品的包装材料达到食品的深层，无论是抑制发芽、延缓呼吸，还是杀虫灭菌，效果都好。

(3)辐照处理过程不添加任何化学物质，无有害物质残留，也不污染环境。

(4)食品辐照加工耗能低，可以节约能源。

据国际原子能机构的统计分析，冷藏农产品辐照每顿耗能90kw／h，热处理消毒达300 kw／h，而农产品辐照灭菌保藏只需要6．3 kw／h，可节约能耗70％～90％。

(5)放射线辐射均匀、瞬间即逝，而且对其辐照过程和剂量可以进行准确控制。

(6)辐射技术具有很高的技术含量，自动化程度高，便于产业化应用。

尽管初期基本建设投入较多，但运行成本较低，能够获得较好的经济回报。

2.辐照食品的营养学分析2.1辐照对水分的影响水是食品中主要成分之一，新鲜水果、鲜肉、鱼等都属于高水分含量食品。

水受辐照后，易发生电离，生成过氧化氢、水合负离子、羟基自由基、氢自由基等产物。

这些产物具有很强的氧化性或还原性，可以通过氧化、还原、加成、解离等多种机制与食品中蛋白质、脂肪、糖类、维生素等发生反应，从而破坏这些营养物质的结构，降低其生理价值。

特别是富含羧酸、醛、酮、氨、不饱和键、硫等基团或元素的，易发生化学反应。

因此，辐照对食品营养物质的影响，很大程度上要归因于水辐照后所产生的离子和自由基的化学作用，食品中的水分是影响辐照品质的重要因素之一。

2.2辐照对糖的影响糖类化合物主要有单糖、低聚糖和多糖，固态和在溶液中的糖辐照后都会发生变化。

固态的糖辐照后，易发生辐解反应，主要辐解产物有：H 、CO、CO2、CH4、甲醛、乙醛、丙醛、丙酮等，同时可以改变糖晶体的旋光性。

辐照溶液中的糖类，主要是由于水电离产生的自由基所造成的，主要产物有甲醛、丙醛、乙二醛、醛糖糖酸、糖醛酸、糖聚合体、脱氧化合物等化合物。

伴随这些产物的产生，食品中的pH值会发生一定的改变。

辐照低聚糖和多糖，还发生糖苷键的断裂，形成更小单位的糖类。

食品中糖类被辐照后，通过直接作用和间接作用，可以产生一定量的醛(如甲醛、丙醛)、酸和脱氧糖类。

这些辐解产物中，有的对人体存在潜在的危害，特别是醛类物质。

但是大量的辐照实验表明：糖类对辐照表现非常稳定，辐照对糖的消化率和营养价值几乎没有影响，使用20～50kGy内的剂量不会使糖类的质量发生变化，并且辐照降解的有毒产物也是极其微量。

2.3辐照对蛋白质的影响辐照对蛋白质的影响主要通过射线的直接作用和水所产生自由基的间接作用表现的。

一方面，射线直接作用于蛋白质大分子，使蛋白质的一级空间结构发生改变，往往导致蛋白质之间的交联，使蛋白失去生物学功能或功能性质发生改变等。

另一方面，辐照过程中水易产生自由基和水合离子，使蛋白质的氢键和二硫键容易断裂，导致肽链断裂。

由于自由基的存在，会进一步发生氨基酸的脱氨、脱羧、氧化巯基等反应，如胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸、赖氨酸等，同时伴随挥发性的物质硫醇、硫烷的生成。

这些间接作用使蛋白质分子的二级和三级结构受到破坏，导致蛋白质变性。

辐照后食品中蛋白质的结构和功能有可能发生变化，从而降低了食品原有的营养价值，这是客观存在的现象。

但是大量的辐照实验表明：在商业允许的剂量下辐照食品，其蛋白质、氨基酸含量无明显变化，而且食品的有些加工方式如加热导致蛋白质的损失远大于辐照所造成的损失。

2.4辐照对维生素的影响维生素分子对照射较为敏感，其影响程度取决于辐照剂量、温度、氧气和食物类型[5]。

辐照对水溶性维生素的破坏主要是由于射线作用于水溶液产生自由基的间接效应所致，每种水溶性维生素接受辐照后，均有不同程度的损失。

纯的维生素溶液对辐照很敏感，存在食品中的维生素因与其他物质复合存在，对辐照的敏感性大大降低。

有研究表明，0．5 KGY辐照VB溶液，大约损失50％，而全蛋粉辐照同样剂量后只损失了5％。

脂溶性维生素受到辐照后，也会有不同程度的损失，其中VE最为敏感[2]。

辐照所造成的维生素损失，与其他食品加工方式如加热所造成的损失要轻微。

而且，食品中各种营养成分本身有交叉保护作用，可以减轻维生素的破坏[4]。

2.5辐照对脂肪的影响脂肪分子经辐照后易发生氧化反应，出现令人不愉快的异味。

氧化程度取决于脂肪的类型、不饱和程度、照射剂量、氧的存在与否等。

饱和脂肪一般较稳定，不饱和脂肪则易氧化，氧化程度与照射剂量成正比。

辐照一些高脂肪的食品，易产生“辐照异昧”，目前还不能肯定这些异味的产生是由辐照脂肪所产生的。

试验表明，较大剂量(100 KGY以上)辐照植物油和鱼油，其物理性质，如熔点、折射率、介电常数、粘度和密度才发生显著变化。

腊牛肉经过商业辐照剂量(≤7 KGY)处理，脂肪并未产生重大的损失，损失只约0．4％。

脂肪辐照虽易发生氧化反应，但氧化程度与照射剂量有关。

在辐照脂肪过程中，严格控制辐照剂量，并且通过调整辐照食品的气体条件、温度或添加天然抗氧化剂，可有效抑制脂肪的氧化。

大量试验表明，在剂量低于50 KGY时，处于正常的辐照条件下，脂肪质量的指标只发生非常微小的变化。

3.国内外辐照技术在食品卫生安全上的应用辐射技术的产业化，首先在于辐照食品的卫生安全性，技术可靠性和经济可行性，历来备受FAO／IAEA／WHO的高度重视，许多辐照食品的重大决策、文件和活动都是由这三个国际组联合组织和发起的。

在我国辐照食品也受到政府主管部门的高度重视，食品辐照研究、开发和商业化工作在国际上始终处于领先地位。

3.1 国际上应用情况食品辐照消毒技术上世纪50年代初才进行系统研究和应用。

最早是美国陆军为了解决战备食品的贮藏进行了大量研究工作，同时也进行了人食试验，各国对此投入了大量资金与人力物力。

如美国的辐照牛肉和辐照鸡肉的卫生安全性研究都投入了上亿美元的资金，耗时近十年。

1980年l0月FAO／IAEA／WHO的辐照食品联合专家委员会对任何食品在10KGy以下照射都是安全的结论及建议书的发表，使得辐照食品发展走上了正轨。

FAO／IAEA／WHO 从1966年到1977年间召开多次国际辐射科学讨论会就辐射食品卫生安全性进行广泛讨论，三个组织在1963年成立了“辐射食品咨询专家委员会”(ICGFI)。

1964—1980年又进行了四次国际辐照食品卫生安全性讨论与评价，1976年提出了最终结论：“为贮存目的、任何食品受到10KGy以下照射量的照射，并不会因辐照引起毒理性危害，因此，用这种方法处理食品不再需要进行毒理这方面的试验”。

在1980年FAO／WHO 的食品法典委员会(CAC)正式颁发了《辐照食品通用法规》。

1986年在上海国际辐照食品国际会议上，我国正式公布了五个单项辐照食品的人体试验，成都、北京、上海三地分别进行的综合人体试食试验的结果、数据证明了食用辐照食品是安全的，特别400多试食人员血液中多倍体测试结果证明了辐射食品的安全性。

1999年FAO ／IAEA／WHO召开联合国际会议，宣布超过10 KGY剂量处理的食品是安全的、营养适宜的结论，同时认为不必设置一个更高剂量上限的结论。

世界上最早正式批准辐照食品供人食用的国家是前苏联(1958年批准土豆标准)。

IAEA 公报全世界41个国家已批准232种辐照食卫生标准。

按27个国家的统计，每年市场总销售辐照食品已超过50万吨之多。

世界批准最多的是南非(82种)，其次是墨西哥(49种)。

目前，美国、荷兰、法国等均有专门的食品辐照工厂。

IAEA将辐照食品技术列为全世界重点推广技术之一。

世界辐照食品发展的趋势和特点是：(1)根据日内瓦宣言，乌拉圭回合条款、CAC法典通用标准，WHO成员国对辐照食品国际贸易的承诺，从法律上消除了国际上辐照食品国际商业化的障碍。

(2)国际上对制定辐照食品的卫生标准向着类别化发展，改变以往每一国家每一项食品审批的模式，加快全世界辐照食商业化进程。

ICGFI正在着手制定辐照食品分类的CIP法规，品种有谷物、预包装禽、畜肉类、香料和调味品、蔬菜和水果、块茎和鳞茎类、干鱼和咸鱼、水产品等。

(3)近年来发达国家建造了一大批大型专业化辐照食品装置。

从辐射工艺、营养学、规范化管理方面提供了成功的经验。

(4)粮食和其他食品经化学熏蒸有残留、有致癌的危险及保护臭氧层的需要，全世界致力于寻求新的杀虫、灭菌方法，而辐照是首选技术。

因此许多国家新建辐照食品专用装置——特别专用电子加速器，已有170多台用于食品辐照。

3.2 我国辐照食品的应用及商业化情况我国辐照食品研究始于1958年，由中国科学院同位素委员会组织的“粮食辐射保藏研究协作组”，对稻谷的辐射杀虫、土豆辐射抑制发芽等进行研究，同时进行了营养学、毒理学、微生物学、人体试食试验。