輻照食品保鮮技術的現狀及前景

劉北辰

輻射食品保鮮技術，是利用射線輻照食品的方法以達到抑制發芽、殺蟲滅菌、調節熟度、保持食品鮮度和衛生，延長貨架期和貯存期，從而達到減少損失保存食品的目的。十八世紀初，法國科學家阿培爾發明了熱處理法后，低溫、干燥、糖漬、鹽漬、煙熏等保鮮貯藏法相繼問世，并得到大規模的應用。但這些方法都有其不足之處，如冷凍法能量消耗高，加熱、干燥、浸漬法易改變食品原有風味，煙熏后的食品致癌物明顯增加等等。對比以上各法，輻照食品保鮮具有如下優點：（1）被處理的食品幾乎只增高溫度，是一種“冷”滅菌（Cold Sterilization）方法。因此，能保持食品原有的感官質量，不改變其營養成分。（2）處理的成本低，人力和能源消耗低。（3）處理后的食品安全可靠。

一、輻照食品技術的發展及現狀

輻射現象是1895年發現的，但直到1921年才有人用x射線殺死肉類中的致病菌而獲得專利。40年代，美國軍事當局為解決軍用食品供給開始研究。1953年美國科學家希尤博士進行的輻照貯存可行性研究獲得成功。1974年，美國首先在實驗室研究高能電子輻照保藏食品的機理。第一家食品輻照工廠是Newfield Product Inc，專用于土豆輻照處理，輻照源是鈷60。1976年，FAO/WHO/IAEA（聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際原子能機構）在日內瓦召開國際輻照食品會議，對輻照食品的安全性進行了討論與評價。1980年FAO/WHO/IAEA聯合專家委員會根據長期以來的毒理學、營養學和微生物學資料，以及輻射化學分析的結果，確定：總平均劑量不超過10KGy（1Mard）輻照的任何食品是安全的，不存在毒理學的危害。因此，不需要對經過該劑量輻照處理的食品再進行毒理學試驗。此后，日本、荷蘭、比利時、匈牙利、英國、南非等國分別對土豆、香辛料、酶制食品、凍蝦、蛙肉、洋蔥、芒果、荔枝、草莓等輻照處理。法國、意大利、智利、以色列、捷克等國家相繼建立了輻照站。目前全世界已有40多個國家和地區，批準了80多種輻照食品。土豆、洋蔥、大蒜、凍蝦、調味品等10多個品種已實現了商業化，取得了明顯的經濟和社會效益。

我國于1958年開始研究輻照食品。上世紀七十年代初先后在河南、四川、上海、北京等地成立了輻照食品研究協作組，分別對土豆、洋蔥、大蒜、糧食、豬肉、香腸、花生仁、魚類、蛋類、水果（蘋果、荔枝、草莓）進行了輻照試驗研究。至今全國已有28個省、市、自治區約200多個單位對鮮果品以及蔬菜、糧食、肉類、水產品、飲料、土特產品、中藥成藥等200多種食品進行了輻照保鮮、殺蟲防霉、滅菌消毒、改善品質等方面的研究。此外，上海的蘋果、廣東的芒果、四川的香腸、苕干酒等輻照食品已批量投放市場，為廣大消費者所接受。在輻照食品的立法方面，1983年先后在北京和廣州召開兩次輻照食品衛生標準審議會。1984年11月正式頒布了土豆、洋蔥、大蒜、大米、香腸、蘑菇、花生仁等7種輻照食品的衛生標準，1986年6月頒布了輻照食品衛生暫行規定。同年又確定了蘋果、薯干酒、白蘭地等衛生標準和進行部分地區人體試食試驗。1988年1月，在國際原子能機構的贊助下，在北京召開了食品輻照在中國的發展學術研討會。

二、輻照技術在各類食品中的應用

一般的輻射過程是把食品或連同食品包裝放入自動環形旋轉的傳送裝置上，由入口進入輻射室自動在傳輸裝置上環行一周接受輻射，由出口送出。輻射室墻厚達2m，并以重晶石處理以防輻射線外泄危害人體。輻射源鈷60裝在不銹鋼盒中，形狀類似于硬幣，盒上開個小孔，射線由此射出。輻射源置于輻射室中央深井中，使用時由自動提升機提升至地面，輻照完畢后再由升降機重新放回深井中。整個輻射過程由計算機自動控制，操作人員遠離現場，既安全又迅速。

1.水產品的低劑量輻照

美國學者認為，輻照是人工貯藏食品中能保持鮮度的唯一方法。魚類為公認的高蛋白低脂肪營養食品，經輻照過的鱈魚中腐敗細菌可減少99%，使存放時間大幅度延長，在33°F下經輻照劑量15萬拉德輻照后可存放30天，40天后檢查與經冷凍的魚的營養成分相差甚微，因此，輻照可使食用鮮魚的比例從30%提高至75%。此外，魚粉是國際市場上暢銷的養雞飼料，過去10%～50%有沙門氏菌污染，而經150krad劑量的7射線輻照處理遭受病菌污染的魚粉，消毒徹底，效果相當好。

2.肉類制品輻照

對肉制品進行輻照，既可延長儲存期，又能改善衛生質量。美國由于能源便宜，肉制品80%鮮售，20%腌制，鮮售所占的比例很大。通常牛肉經硫酸鈉浸泡后，用透氣塑料包裝外加不透氣包裝，零售前打開外層包裝，過氣后牛肉恢復鮮紅色再出售，在這一過程中極易污染細菌，而經輻照的牛肉，其細菌總數要比傳統的方法減少103倍。處理漢堡包則比傳統方法減少106倍。

另外，肉制品通常要使用起色劑亞硝酸鹽，以保持肉品的鮮紅色及防止肉毒桿菌的繁殖。但亞硝酸鹽在一定條件下能與仲胺類生成對人體有害的致癌物亞硝胺。應用輻照技術，可以部分代替亞硝酸鹽的作用，故可相應減少其使用量，達到保色與防腐的雙重目的。

3.糧食輻照貯存

二十世紀四十年代美國即著手研究輻照糧食裝置，1951年美國設計5個輻照劑量為25千倫琴的糧食輻照裝置。100磅袋裝面粉在傳送裝置上每分鐘移動4.2m，在15s內完成，規定處理劑量為每小時27t面粉。1966年美國原子能委員會在美國農業部儲存物昆蟲研究實驗室內建立了用鈷60作照射源輻射散裝糧食的裝置，取得了成功。其原理是將糧食放在一個圓筒形的金屬箱內，讓其以一定速度圍繞鈷60源流動，用輻照箱底的一個計量閥控制糧食流量和輻照劑量，每小時可處理850～5000kg小麥。袋裝小麥則放在類似的傳送帶上，圍繞鈷源帶包裝接受輻照。目前，美國已實現了商業規模的輻照貯糧。輻照貯糧具有其他貯糧方法難與匹敵的優點。主要是：不產生高溫或較大的化學變化，不發生質變的污染；較高的劑量對各種害蟲及各個蟲期都有較好的致死效果，即便是低劑量也能使害蟲發生生理變化而導致不育；射線穿透力強，可帶包裝處理，簡便易行；可連續大批量自動化監控處理。相比之下，常規或氣調貯糧不足之處甚多：如面粉是直接食用的成品糧，一旦發生蟲害很難處理，即使是回機過篩，蟲卵、螨類也難以被徹底清除，藥劑熏蒸后蟲尸留在面粉內會極大地影響品質。加之面粉含水量大，極易吸濕產生熱霉變且易迅速擴延不可收拾。密封貯存或用聚酯／聚乙烯制成的小包裝，存放效果較好，但手續繁瑣，價格昂貴，難于大批量處理。又如，大米常規儲存時，由于穩定性差，易“爆腰”（即產生裂紋）及陳化，若溫度控制不當易發生霉變，產生島青霉、桔青霉、黃綠青霉等毒素，是難儲品種之一。而采用輻照法均可克服以上缺點，優勢明顯。

4.果蔬類食品

馬鈴薯在47°F經過10krad劑量的照射，可保證18個月不發芽；可代替二溴乙烷消滅水果蟲害；減少冷藏能量消耗。南非荔枝是一種易腐水果，其病蟲害十分嚴重，采用46℃熱水用20min加輻照（75krad）處理，可有效控制蟲害和腐敗細菌的繁殖，對檸檬、木瓜等用30krad劑量輻照，即可有效殺死其內部的蟲卵。

三、輻照食品的發展前景

輻照食品的前景取決于以下幾方面：經濟效益、衛生安全的立法、消除公眾心理障礙、消除國際貿易障礙。

1.經濟效益

輻照食品雖然人力、能源消耗很低，但基建投資大，而且輻照源（一般為鈷源）的半衰期為5.5年，使用與否每年都在消耗12.5%。因此，建造時必須考慮到貨源的穩定性和飽滿性，若貨源不足，將導致成本增高，企業虧損。另外，輻照企業只收取輻照費，而得益者往往是商品所有者或經營者，因此還要考慮社會效益。目前，我國已有相當一批輻照源，約150多個，其中裝源量在1×106ci以上的有70多個，裝源量在1×105ci以上的有北京、南京、鄭州、上海、濟南、成都、深圳、蘭州、天津等13個大中城市。此外，在北京、杭州、福州、武漢、廣州、哈爾濱、石家莊等地已建造裝源量在3×105ci以上的輻照裝置。這些大型輻照裝置，除了少數專業化生產裝置外，大多數用于食品輻照處理。對這些地區應考慮如何充分利用現有的輻照源，只有那些缺乏輻照源而物產豐富的地區，才應考慮適當建造新源。據上海輻照中心的資料表明，該中心設計裝源量為5×105ci，實際裝源量為1.77×105ci，連同辦公、實驗樓總投資為413萬元，年輻照收入可達160至300萬元。

2.衛生安全的立法

目前，我國批準的輻照食品的衛生標準，基本上相當于前蘇聯、加拿大、荷蘭等國上世紀七十年代初期的水平。另外《輻照食品衛生管理暫行規定》中，對審批輻照食品原則的某些規定較嚴，例如，1KGy以下的輻照食品，在國外（包括美國）都不要求做毒理學試驗，而我國則規定不但要做動物急性毒理試驗和致突變試驗，必要時還要做輻解產物的測定。對吸收劑量在1KGy～10KGy的輻照食品，除了上述要求外，還須進行90天動物喂養試驗和輻解產物的測定。

3.消除公眾心理障礙

當今世界各國消費者，對于核污染的恐懼心理很大。一提到輻照就聯想到放射性核污染。實際上，輻照食品與放射性核污染完全是兩回事。放射性核污染是指含有放射性核素的粉塵污染了食品或其他物質，如鍶90、銫137是毒性較大的人工放射性核素，屬于核裂變產物，其主要放射β射線，其半衰期分別為28年和33.2年，一旦人們食用了被其污染的食品，造成內照射，對人體危害極大。因此世界各國對食品、飲用水中的鍶90、銫137污染限制較嚴格。在核裂變產物中碘131的產額也很高，毒性也較大，但碘的半衰期只有8.04天，故被碘131污染的食品經較長時間存放，可降低其放射性強度。輻照食品是利用射線（通常是y射線）來照射食品以殺蟲殺菌，抑制酶的活性，與核污染完全不同。因此，必須加強這方面的科普宣傳，消除公眾對于輻照食品的心理障礙。

4.消除國際貿易的障礙

目前許多國家，對輻照食品的國際貿易采取默許的態度。例如：美國默許從西歐進口輻照凍蝦。FAO／WHO／IAEA／ITC（國際貿易中心）在日內瓦召開的“輻照食品國際貿易會議”極大的促進了輻照食品的國際貿易的進展。輻照食品保鮮技術經過四十多年的世界性研究和實踐，證明其是一種安全衛生、經濟有效的保藏食品的新技術。早在1980年FAO／WHO／IAEA聯合專家委員會就已確定，總平均劑量不超過10KGY輻照的任何食品都是安全的，不存在毒理學上的危害。由于其效果好、成本低、貯存期較長，相信隨著科學技術的進一步提高，輻照食品必將得到迅速發展，成為未來食品貯藏中具有廣闊前景的重要方法。