辐照食品保鲜技术的现状及前景

刘北辰

辐射食品保鲜技术，是利用射线辐照食品的方法以达到抑制发芽、杀虫灭菌、调节熟度、保持食品鲜度和卫生，延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品的目的。十八世纪初，法国科学家阿培尔发明了热处理法后，低温、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。但这些方法都有其不足之处，如冷冻法能量消耗高，加热、干燥、浸渍法易改变食品原有风味，烟熏后的食品致癌物明显增加等等。对比以上各法，辐照食品保鲜具有如下优点：（1）被处理的食品几乎只增高温度，是一种“冷”灭菌（Cold Sterilization）方法。因此，能保持食品原有的感官质量，不改变其营养成分。（2）处理的成本低，人力和能源消耗低。（3）处理后的食品安全可靠。

一、辐照食品技术的发展及现状

辐射现象是1895年发现的，但直到1921年才有人用x射线杀死肉类中的致病菌而获得专利。40年代，美国军事当局为解决军用食品供给开始研究。1953年美国科学家希尤博士进行的辐照贮存可行性研究获得成功。1974年，美国首先在实验室研究高能电子辐照保藏食品的机理。第一家食品辐照工厂是Newfield Product Inc，专用于土豆辐照处理，辐照源是钴60。1976年，FAO/WHO/IAEA（联合国粮农组织、世界卫生组织、国际原子能机构）在日内瓦召开国际辐照食品会议，对辐照食品的安全性进行了讨论与评价。1980年FAO/WHO/IAEA联合专家委员会根据长期以来的毒理学、营养学和微生物学资料，以及辐射化学分析的结果，确定：总平均剂量不超过10KGy（1Mard）辐照的任何食品是安全的，不存在毒理学的危害。因此，不需要对经过该剂量辐照处理的食品再进行毒理学试验。此后，日本、荷兰、比利时、匈牙利、英国、南非等国分别对土豆、香辛料、酶制食品、冻虾、蛙肉、洋葱、芒果、荔枝、草莓等辐照处理。法国、意大利、智利、以色列、捷克等国家相继建立了辐照站。目前全世界已有40多个国家和地区，批准了80多种辐照食品。土豆、洋葱、大蒜、冻虾、调味品等10多个品种已实现了商业化，取得了明显的经济和社会效益。

我国于1958年开始研究辐照食品。上世纪七十年代初先后在河南、四川、上海、北京等地成立了辐照食品研究协作组，分别对土豆、洋葱、大蒜、粮食、猪肉、香肠、花生仁、鱼类、蛋类、水果（苹果、荔枝、草莓）进行了辐照试验研究。至今全国已有28个省、市、自治区约200多个单位对鲜果品以及蔬菜、粮食、肉类、水产品、饮料、土特产品、中药成药等200多种食品进行了辐照保鲜、杀虫防霉、灭菌消毒、改善品质等方面的研究。此外，上海的苹果、广东的芒果、四川的香肠、苕干酒等辐照食品已批量投放市场，为广大消费者所接受。在辐照食品的立法方面，1983年先后在北京和广州召开两次辐照食品卫生标准审议会。1984年11月正式颁布了土豆、洋葱、大蒜、大米、香肠、蘑菇、花生仁等7种辐照食品的卫生标准，1986年6月颁布了辐照食品卫生暂行规定。同年又确定了苹果、薯干酒、白兰地等卫生标准和进行部分地区人体试食试验。1988年1月，在国际原子能机构的赞助下，在北京召开了食品辐照在中国的发展学术研讨会。

二、辐照技术在各类食品中的应用

一般的辐射过程是把食品或连同食品包装放入自动环形旋转的传送装置上，由入口进入辐射室自动在传输装置上环行一周接受辐射，由出口送出。辐射室墙厚达2m，并以重晶石处理以防辐射线外泄危害人体。辐射源钴60装在不锈钢盒中，形状类似于硬币，盒上开个小孔，射线由此射出。辐射源置于辐射室中央深井中，使用时由自动提升机提升至地面，辐照完毕后再由升降机重新放回深井中。整个辐射过程由计算机自动控制，操作人员远离现场，既安全又迅速。

1.水产品的低剂量辐照

美国学者认为，辐照是人工贮藏食品中能保持鲜度的唯一方法。鱼类为公认的高蛋白低脂肪营养食品，经辐照过的鳕鱼中腐败细菌可减少99%，使存放时间大幅度延长，在33°F下经辐照剂量15万拉德辐照后可存放30天，40天后检查与经冷冻的鱼的营养成分相差甚微，因此，辐照可使食用鲜鱼的比例从30%提高至75%。此外，鱼粉是国际市场上畅销的养鸡饲料，过去10%～50%有沙门氏菌污染，而经150krad剂量的7射线辐照处理遭受病菌污染的鱼粉，消毒彻底，效果相当好。

2.肉类制品辐照

对肉制品进行辐照，既可延长储存期，又能改善卫生质量。美国由于能源便宜，肉制品80%鲜售，20%腌制，鲜售所占的比例很大。通常牛肉经硫酸钠浸泡后，用透气塑料包装外加不透气包装，零售前打开外层包装，过气后牛肉恢复鲜红色再出售，在这一过程中极易污染细菌，而经辐照的牛肉，其细菌总数要比传统的方法减少103倍。处理汉堡包则比传统方法减少106倍。

另外，肉制品通常要使用起色剂亚硝酸盐，以保持肉品的鲜红色及防止肉毒杆菌的繁殖。但亚硝酸盐在一定条件下能与仲胺类生成对人体有害的致癌物亚硝胺。应用辐照技术，可以部分代替亚硝酸盐的作用，故可相应减少其使用量，达到保色与防腐的双重目的。

3.粮食辐照贮存

二十世纪四十年代美国即着手研究辐照粮食装置，1951年美国设计5个辐照剂量为25千伦琴的粮食辐照装置。100磅袋装面粉在传送装置上每分钟移动4.2m，在15s内完成，规定处理剂量为每小时27t面粉。1966年美国原子能委员会在美国农业部储存物昆虫研究实验室内建立了用钴60作照射源辐射散装粮食的装置，取得了成功。其原理是将粮食放在一个圆筒形的金属箱内，让其以一定速度围绕钴60源流动，用辐照箱底的一个计量阀控制粮食流量和辐照剂量，每小时可处理850～5000kg小麦。袋装小麦则放在类似的传送带上，围绕钴源带包装接受辐照。目前，美国已实现了商业规模的辐照贮粮。辐照贮粮具有其他贮粮方法难与匹敌的优点。主要是：不产生高温或较大的化学变化，不发生质变的污染；较高的剂量对各种害虫及各个虫期都有较好的致死效果，即便是低剂量也能使害虫发生生理变化而导致不育；射线穿透力强，可带包装处理，简便易行；可连续大批量自动化监控处理。相比之下，常规或气调贮粮不足之处甚多：如面粉是直接食用的成品粮，一旦发生虫害很难处理，即使是回机过筛，虫卵、螨类也难以被彻底清除，药剂熏蒸后虫尸留在面粉内会极大地影响品质。加之面粉含水量大，极易吸湿产生热霉变且易迅速扩延不可收拾。密封贮存或用聚酯／聚乙烯制成的小包装，存放效果较好，但手续繁琐，价格昂贵，难于大批量处理。又如，大米常规储存时，由于稳定性差，易“爆腰”（即产生裂纹）及陈化，若温度控制不当易发生霉变，产生岛青霉、桔青霉、黄绿青霉等毒素，是难储品种之一。而采用辐照法均可克服以上缺点，优势明显。

4.果蔬类食品

马铃薯在47°F经过10krad剂量的照射，可保证18个月不发芽；可代替二溴乙烷消灭水果虫害；减少冷藏能量消耗。南非荔枝是一种易腐水果，其病虫害十分严重，采用46℃热水用20min加辐照（75krad）处理，可有效控制虫害和腐败细菌的繁殖，对柠檬、木瓜等用30krad剂量辐照，即可有效杀死其内部的虫卵。

三、辐照食品的发展前景

辐照食品的前景取决于以下几方面：经济效益、卫生安全的立法、消除公众心理障碍、消除国际贸易障碍。

1.经济效益

辐照食品虽然人力、能源消耗很低，但基建投资大，而且辐照源（一般为钴源）的半衰期为5.5年，使用与否每年都在消耗12.5%。因此，建造时必须考虑到货源的稳定性和饱满性，若货源不足，将导致成本增高，企业亏损。另外，辐照企业只收取辐照费，而得益者往往是商品所有者或经营者，因此还要考虑社会效益。目前，我国已有相当一批辐照源，约150多个，其中装源量在1×106ci以上的有70多个，装源量在1×105ci以上的有北京、南京、郑州、上海、济南、成都、深圳、兰州、天津等13个大中城市。此外，在北京、杭州、福州、武汉、广州、哈尔滨、石家庄等地已建造装源量在3×105ci以上的辐照装置。这些大型辐照装置，除了少数专业化生产装置外，大多数用于食品辐照处理。对这些地区应考虑如何充分利用现有的辐照源，只有那些缺乏辐照源而物产丰富的地区，才应考虑适当建造新源。据上海辐照中心的资料表明，该中心设计装源量为5×105ci，实际装源量为1.77×105ci，连同办公、实验楼总投资为413万元，年辐照收入可达160至300万元。

2.卫生安全的立法

目前，我国批准的辐照食品的卫生标准，基本上相当于前苏联、加拿大、荷兰等国上世纪七十年代初期的水平。另外《辐照食品卫生管理暂行规定》中，对审批辐照食品原则的某些规定较严，例如，1KGy以下的辐照食品，在国外（包括美国）都不要求做毒理学试验，而我国则规定不但要做动物急性毒理试验和致突变试验，必要时还要做辐解产物的测定。对吸收剂量在1KGy～10KGy的辐照食品，除了上述要求外，还须进行90天动物喂养试验和辐解产物的测定。

3.消除公众心理障碍

当今世界各国消费者，对于核污染的恐惧心理很大。一提到辐照就联想到放射性核污染。实际上，辐照食品与放射性核污染完全是两回事。放射性核污染是指含有放射性核素的粉尘污染了食品或其他物质，如锶90、铯137是毒性较大的人工放射性核素，属于核裂变产物，其主要放射β射线，其半衰期分别为28年和33.2年，一旦人们食用了被其污染的食品，造成内照射，对人体危害极大。因此世界各国对食品、饮用水中的锶90、铯137污染限制较严格。在核裂变产物中碘131的产额也很高，毒性也较大，但碘的半衰期只有8.04天，故被碘131污染的食品经较长时间存放，可降低其放射性强度。辐照食品是利用射线（通常是y射线）来照射食品以杀虫杀菌，抑制酶的活性，与核污染完全不同。因此，必须加强这方面的科普宣传，消除公众对于辐照食品的心理障碍。

4.消除国际贸易的障碍

目前许多国家，对辐照食品的国际贸易采取默许的态度。例如：美国默许从西欧进口辐照冻虾。FAO／WHO／IAEA／ITC（国际贸易中心）在日内瓦召开的“辐照食品国际贸易会议”极大的促进了辐照食品的国际贸易的进展。辐照食品保鲜技术经过四十多年的世界性研究和实践，证明其是一种安全卫生、经济有效的保藏食品的新技术。早在1980年FAO／WHO／IAEA联合专家委员会就已确定，总平均剂量不超过10KGY辐照的任何食品都是安全的，不存在毒理学上的危害。由于其效果好、成本低、贮存期较长，相信随着科学技术的进一步提高，辐照食品必将得到迅速发展，成为未来食品贮藏中具有广阔前景的重要方法。