水产品辐射保鲜技术研究进展

冯叙桥 ， 徐方旭 ， 刘诗扬 ， 苏 阳 ， 王月华

（1.沈阳农业大学 食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.渤海大学 化学化工与食品安全学院，辽宁 锦州 121013；3.沈阳药科大学 后勤管理处，辽宁 沈阳 110016）

水产品是人类蛋白质的主要来源之一，它味道鲜美，营养丰富。目前，世界水产品的年产量已达到7000万t以上，而中国是全球最大的水产品生产和输出国[1-3]。据中国农业部统计，2008年中国水产品进出口总量达到684.8万t，联合国粮食及农业组织（FAO）预测，2020年中国水产品产量将达到7 612万t[4-6]。随着生活水平的不断提高，水产品消费量的日益增加，消费者对其鲜度的要求也愈来愈高。然而水产品易腐败变质，在运输和保藏过程中容易变色、变味、甚至腐败变质，往往造成巨大损失，如果仅靠冷冻方法贮藏来解决这些问题，就需要兴建大量冷库[7]。水产品保鲜不仅是水产事业的一个组成部分，还是生产、销售、消费过程中的重要环节，因此也是当前倍受重视的社会生活问题，是保证水产品贮藏期品质稳定，实施远距离或反季节贸易的关键。2008年，联合国粮农组织FAO统计表明:鲜活水产品商品的需求量以每年超过10%的速度在递增，这不仅反映了现代国际海产品消费动向，也反映了增加销售鲜活海产品是全球经济的一个新增长点[8-10]。

鉴于水产品品种、价格和供销体系等方面发生的巨大变化，研究开发有效的水产品保鲜技术，便成为国内外研究人员进行广泛研究的热点之一。辐射保鲜技术作为一种新兴的食品保藏技术，在延长水产品货架期和保证水产品的卫生质量方面具有技术优势。作者就目前国内外利用辐射保鲜技术对水产品研究现状做一概述，并对水产品辐射保鲜的发展前景进行了展望，为促进食品卫生安全和水产品的贸易的技术发展提供参考。

1 水产品辐射保鲜技术特点

食品辐射保鲜技术是第二次世界大战后和平利用原子能的标志，是继承传统的保鲜贮藏方法之后又一发展较快的新技术和方法。水产品辐射保鲜技术诞生于20世纪中叶，1950年，美国科学家Nickerson J T R等，首次以Co60的γ射线对鲭鱼进行辐射保鲜，开创了水产品辐射保鲜的研究和应用先河[11-13]。目前，已有22个国家批准了各类水产品的辐射，包括淡水鱼、海水鱼、有壳的水产品、青蛙腿、干鱼粉及各类干制的水产品。美国、加拿大等国家已经完成实验室阶段的研究工作，大多数国家着重于研究γ射线在水产品保鲜上的效果，也有不少国家则侧重于研究辐射处理和冷冻处理相结合的方法，以解决海上捕获的鲜鱼运往内地或陆上贮藏时的保鲜问题[14-16]。研究表明，与传统的水产品保鲜技术相比，辐射保鲜技术具有以下三个特点。

1.1 投入少，生产率高

辐射装置的一次性投入成本费用不仅比常用的冷库投资低，而且建成后的运转费用也相对较低，与传统的水产品保鲜加工技术相比，辐射保鲜技术的耗能比传统保鲜技术消耗的能源要省十几倍甚至几十倍。据1976年国际原能机构报告显示，水产品冷藏保存时，每吨能耗为90 kWh，巴斯德消毒为230 kWh，而辐射巴斯消毒仅仅为0.76 kWh。据估计，每公斤辐射水产品仅增加成本0.1～0.3元，而辐射后的水产品利用时间和季节差价每公斤可提价3～5元，投入和产出比高达100倍以上[17-18]。可见，辐射保鲜技术具有投入成本低，产品附加值高的特点。

1.2 射线穿透力强，安全防护性好

微生物腐败是水产品产生腐败的重要原因之一。由于射线具有极强的穿透力，因此能杀灭水产食品中的沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧球菌、志贺氏菌等肠道病原菌及其它寄生虫，以避免水产品失去食用价值和商品价值[19]。辐射保鲜处理对任何材料和形式包装的水产品均可起到延缓自身代谢、降低微生物数量和抑制微生物生长，延长保鲜期的作用。因此，可提高水产品的卫生质量。辐射处理一般在产品包装好后进行，这样一旦辐射杀菌后，样品可不再与外界环境发生接触而发生二次污染。罗继泉[20]等人曾对烹制整形黄河鲤鱼用Co60的γ射线6～8 kGy剂量照射，发现微生物指标能达到国家食品卫生标准。

螺内酯诱导神经母细胞瘤SK-N-SH细胞株凋亡及其机制 … ………………… 韩莲花，等(12):1407

1.3 无残留，能保持风味和品质

水产品的辐射处理不像其他化学试剂和添加剂那样会留下有害的残留物；辐射保鲜技术属于冷加工，因此不会破坏水产品的食品结构和营养成分，易于保持水产品的色、香、味和外观品质[21]；也不存在每日摄入量的限制；它也不像加热蒸煮方法那样破坏水产品的鲜味与营养成分。陈荣辉[22]等人用电子束10 kGy剂量辐射熟鲜鱿鱼，不产生辐射味，在常温下可保鲜贮藏60 d。而且，在一些水产品中，一定剂量的辐射处理可以改进水产品的质量，提高水产品的食用品质，例如:有报道认为在某些对虾和扇贝中，辐射产品的风味要好于非辐射产品[23]。

2)阈值分割。根据实验的特点，选择迭代阈值与自适应阈值法的结合的方法。自适应阈值法即为最大类间方差法[1,2]，由日本学者大津于1979年提出，又叫大津法(简称OSTU)。该方法对图像进行阈值分割具有较好的分割效果，如图3(c)所示。

可见，剂量的大小直接影响辐射作用的效果。剂量越大，对水产品的杀菌效果越好，但负作用也随之增大。为了保证水产品质量，因此应根据水产品种类及处理指标将辐射剂量限制在一个合适范围内，以达到最佳辐射效果。

2 辐射剂量对水产品品质的影响

水产品辐射保鲜过程必须选用合适的剂量，过高和过低都达不到满意的效果，国外在这方面曾做过大量的研究工作[24]。例如:美国麻省理工学院使用250 krad辐射鳕鱼片，在6～8℃保藏可延长至7 d，在0～5℃可使保藏期延长至14 d；西雅图商业渔业研究所用200 krad辐射蟹肉并在0.55℃下可保藏35 d；麻萨诸塞州商业渔业局洛斯特研究所用280 krad和450 krad分别辐射新鲜的鳕鱼和蛤，可使冷冻保藏期延长三倍；加拿大渔业海洋部的渔业发展部门在Halifax进行的辐射试验表明，用0.5 Mrad辐射A级的鳕鱼、鲭鱼和扇贝，冰藏14 d后，只有鲭鱼片发现质量上有轻微的变化，而在13℃保藏时，4 d后大约有20%的鳕鱼片变成B级，未经辐射处理的鳕鱼片有95%的质量不合格。这些结果表明，未经冷冻的鱼，通过辐射可以保持它们的质量和减少鲜度损失；西德曾将淡水鱼真空包装进行辐射，其中鳟鱼经5×104rad辐照后可贮藏15～21 d，鲤鱼用5×105rad辐照后可贮藏35 d；苏联有人曾用150×104R伦照射鲤鱼、鲶鱼和鲱鱼等，可达到完全灭菌的程度，然而却不能抑制其酶的活动；Chouliara[25]等利用γ射线对真空包装冷藏的腌制金鲷鱼进行辐射，结果表明，高辐射量可以使产品的货架期延长将近1倍的时间。

综上所述，辐射保鲜技术作为水产品保鲜的新工艺，具有效果好，安全卫生，加工程序简便，易于规模化生产，可保持水产品的生鲜风味等特点，具有极大的经济效益和社会效益。应用辐射方法来保藏水产品比用冷冻或热加工方法更为方便和有效，因此也日益受到世界各国的重视。

如图4所示算法包括两个主要步骤.步骤1，我们允许延迟缓冲器的延迟下限自由变化.因为在(3)中ri的限制是未知的.例如，每一次采样中，我们最小化所需要的延迟缓冲器的数量并把可调整的值向0逼近.压缩这些可调整值以缩小缓冲器延迟的范围.最终选择包括最多延迟调整的范围以决定可配置延迟缓冲器的下界.

要想实现财务信息化建设，就要结合当前燃气企业管理模式来进行，该项系统并非一个单一的电子化系统，而是涉及了诸多现代化管理理念和方式，涉及范畴较为广泛，需要进行综合改革。从燃气企业自身角度来说，需要从企业组织框架入手，给予财务信息化建设工作高度注重，树立良好的财务理念，加强对各个环节的管理和评判，将财务信息化自身优势全面发挥。

表1 不同类别水产品的辐射剂量Table 1 Radiation dose of various aquatic products

传统作业模式中，以还原率、利润率等估价参数的确定为例，往往依赖估价师经验进行决策，很多估价人员知其然而不知其所以然。大数据可通过数据决策的方式，使估价更趋近科学化、估价结果更趋向市场化。

3 辐射水产品的安全性评价

水产品经过辐射后，首先应考虑的是是否会引发或残留放射性。研究表明，目前所允许的辐射源，能量很低，不足以诱发放射性，所以在推荐剂量范围内处理水产品，辐射安全性有充分保障。有关专家介绍:“水产品在接受照射时，不直接与放射源接触，只接触由射线、射线或电子束带来的能量，因此不存在水产品带有放射性或残留问题。同时，对辐照水产品进行的辐射化学、毒理学、营养学研究也证明，辐照后的水产品不会产生放射性。”

3.1 辐射安全问题

国内外对于水产品辐射保鲜技术的研究已达到一定的水平，但是人们对于辐照水产品的卫生安全性更为重视，同时这也是辐射保鲜技术能否使用和推广的关键问题。特别是近年来不断出现的有关食品安全隐患的报道，更是引起了人们的广泛关注，因此对于我国这样一个渔业大国来说，水产品保鲜的首要要求是安全、无害。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已经处于领先地位。然而遗憾的是，目前仍有不少公众还对辐照水产品的安全性持有怀疑态度。

3.2 毒性安全问题

经过大量研究还没有发现任何证据，表明水产品在辐射处理时会产生毒性。1980年10月，联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）与世界卫生组织（WHO）辐照食品专家委员会正式向全世界宣布，经平均剂量10 kGy以下辐照的任何食品都不存在毒理学和营养学方面的任何问题，不存在任何危害，是卫生安全的，受试动物经4～6代的观察都没有发现致癌、致畸、生育和发育不良以及其他遗传变异现象[30]。关于辐射水产品的动物试验情况，美国陆军后勤部的NaticK实验室和印度巴巴原子能研究中心都发表过详细的研究报告。我国卫生部食品卫生监督检验所，预防医学中心卫生所，华西医科大学，四川核应用技术研究所、上海原子能研究所和成都军区医科所等29个单位共同承担的“辐射食品安全性毒理学评价”的项目已顺利完成，他们在国外大量动物试验均证明辐射食品未见危害的基础上，在三年时间里，进行了8次辐射食品的人体试食试验和两项动物试验，所得结果均未发现辐射食品对受试者产生相关的毒害作用[31]。

我国的国家标准GB-14891.7（1997）和行业标准NY l256（2006）等也对冷冻水产品辐照杀菌保鲜工艺进行了详细的规范[26]。我国一些学者对辐照保鲜进行了相关探索，例如:丁增成[27]等采用γ射线低剂量保温辐照工艺处理冷冻龙虾仁，结果表明，辐照对蛋白质无明显影响，且延长了保鲜期；刘超刚[28]等试验证明，辐照剂量为1～10 kGy时，水产品的色泽、味道几乎没有变化，营养成分蛋白质、氨基酸、脂肪、维生素等没有明显损失；王克勤[29]等采用8～9 kGy吸收剂量处理真空包装的鲜鱼片，室温下鲜鱼片至少可保存2～3个月，鲜度可达一级。Gidding对于不同类别的水产品的辐射剂量总结出如下的建议，详见表1。

3.3 微生物安全问题

需要考虑水产品经过辐射处理后是否会引起微生物突变，由此而产生更具毒性的病原菌；辐射在减少各种腐败菌数量的同时，是否会促使那些难以检测的病原菌增殖。由于没有充分证据，FDA并不认为辐射会诱发微生物突变。Farkas在1989年研究认为，辐射很有可能会减小各种病原菌的毒性。不过FDA一直需要证据，即在实际情况中辐射能抑制难以检测的肉毒杆菌繁殖的毒素生成，以此证明对于微生物而言，辐射处理反而是有利的。世界卫生组织、联合国粮农组织和国际原子能机构共同认定并批准，以 10×104～20×104Gy 辐射剂量来处理鱼类，可以减少微生物，延长鲜鱼在3℃以下的保鲜期的同时，对人体不会造成伤害[32-33]。

在我国，最需要解决的问题就是要让消费者科学认识“辐照技术”，从而消除顾虑。同时，商家也要进行产品标识，这不仅有助于推广现代食品加工技术，从法律法规的层面上来说，也是必须予以明示的。目前，国家相关部门正在对商家的不标注行为进行管理，但这只是辐照食品市场监管的一个方面。为了保证国家食品安全和本国公众的身体健康，国际上已有50多个国家批准了对240多种食品进行辐照处理，并且制定了相关法规。在国际农产品贸易中，进口国往往要求辐照后的食品必须明确告知并贴上标签。于是国内商家便只将出口产品送检，其他产品则不送检。专家认为，对此国家必须建立强制机制，加强食品辐照处理的鉴定检验工作，以使食品辐照健康有序地发展。

4 展望

综上所述，我们可以看到，通过几十年的大量实验和研究表明，辐射保鲜技术可以有效地应用于水产品的保藏，并越来越受到世界各国的重视，取得了令人瞩目的成就，在国内外有着广阔的发展前景。虽然辐射方法不是万能的，但采用适当的照射剂量和照射条件，可以延长水产品的保鲜期，减少它们的细菌性腐败，这是肯定的。大多数学者对辐射技术在水产品上的应用前途持乐观的态度，某些水产品应用辐射处理所涉及到的质量问题，仍需进一步的研究。

我国在水产品辐照源、辐照批准的条件、辐照设施的管理、辐照卫生学鉴定、检疫和评估等方面的规定与国际相关原则相比较还存在很大差距。因此，我国目前主要的工作重点是建立一种基于HACCP原理的水产品辐照相关认证制度体系；尽快发布实施辐照水产品的卫生标准和工艺标准；加强辐照水产品的管理；加强辐照水产品的鉴定检验方法的研制工作；加强国际国内的相关交流与合作；加强辐照水产品的宣传，并通过各种渠道让消费者和企业了解辐照水产品的优点，提高辐照水产品的接受性，改变消费者对辐照水产品的认识，开展能够促进辐照水产品市场化方面的研究，从而促使辐照水产品的市场规范化，多视角全方位深入广泛地开展研究工作。可以预料，水产品辐射保鲜技术必将向着更为广阔的空间发展和迈进。

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