食品輻照原理及安全性分析

曹孟云 鄧朗妮 陳曦 張一琪 王熙函

作者簡介：曹孟云（2002—），女，河南三門峽人，本科在讀。研究方向：食品科學與工程。

摘 要：食品加工技術是提高和保持農產品質量的必然技術措施，輻照作為一種非熱處理的物理方法已經在食品加工、貯藏、保鮮等領域得到了廣泛應用，但是不少消費者認為，輻照處理會帶來一些安全性問題。本文通過查閱文獻，結合現有研究進展對食品輻照處理原理及其安全性進行分析，旨在緩解消費者的顧慮，促進輻照技術更好地發(fā)展。

關鍵詞：食品輻照；原理；安全性

Principle and Safety Analysis of Food Irradiation

CAO Mengyun， DENG Langni， CHEN Xi， ZHANG Yiqi， WANG Xihan

（Tianjin University of Science & Technology， Tianjin 300457， China）

Abstract： Food processing technology is an inevitable technical measure to improve and maintain the quality of agricultural products， irradiation as a non-heat treatment physical method has been widely used in food processing， storage， preservation and other fields， but many consumers believe that irradiation treatment will bring some safety problems. In this paper， the principle and safety of food irradiation treatment are analyzed by reviewing the literature and combining with the existing research progress， in order to alleviate consumer concerns and promote the better development of irradiation technology.

Keywords： food irradiation; principle; safety

食品輻照技術是一種采用電離輻射或電子束手段，旨在提升食品品質、殺滅微生物、延長保質期的物理加工方法。通過此種技術，食品的表面及內部可產生生物和化學性質的輻射效應[1]。

伽馬輻照、X射線輻照和電子束輻照是當前使用最為廣泛的3種食品輻照技術，其中電離輻照應用最廣。該技術可以有效地抑制或破壞微生物的新陳代謝，甚至導致細胞和組織死亡。此過程不會在食品或其包裝中產生放射性[2]，該技術已經成為食品殺菌和延長食品儲存時間的一個非常重要的方法[3]。目前，食品輻照已廣泛應用于延長產品保質期[4]、保留食品營養(yǎng)[5]以及殺滅微生物[6]等多個方面。

本文將對輻照的原理進行分析，詳細介紹電離輻射的輻射源以及電子束，并對消費者高度關注的輻照食品的安全性進行客觀的分析。

1 輻照原理

輻照技術的作用機制主要包括直接和間接兩個方面，具體內容見表1。無論是直接還是間接作用，其最終目的都是破壞微生物的生物大分子結構，進而削弱其功能，實現產品的貯藏保鮮和保質期的延長。通過精確調控輻照劑量，能夠在保證食品安全的同時，有效延長食品的保質期，為食品工業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

2 輻射源

2.1 X射線

X射線通過大功率（5 MeV）電子束轉靶技術得到，獨特的穿透性能使其在眾多食品加工與貯藏領域中得到廣泛應用（表2）。

2.2 60Co-γ射線

60Co-γ是指60Co放射產生的一種高能和高穿透性的γ射線，它們是一種光子，沒有質量，具有較強的穿透性，常會導致食品的成分發(fā)生物理或化學反應，其操作簡單、污染少、能效高、適合工業(yè)化連續(xù)性生產[15]，已在醫(yī)學和植物學領域得到了廣泛運用且得到了消費者的認可。然而，在食品領域，由于其生產過程中涉及放射性元素，消費者認為經過此種方法處理的食物會對人體健康造成潛在威脅，制約了其在食品領域的發(fā)展。如趙子青等[16]發(fā)現，經過60Co-γ輻照處理的復合包裝材料會由于包裝材料的降解產生一定的揮發(fā)性物質，但這些物質對食品安全是否構成顯著影響尚無定論。

2.3 LED

LED輻照作為紫外線輻照的一種形式，憑借其體積小、效率高、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)勢，已在食品領域得到了應用。魏文菲等[17]通過運用UVC-LEDs輻照技術對芒果進行特殊處理，深入研究了輻照處理對芒果病害及其貨架期的影響。研究結果表明，在適當的劑量范圍內，UVC-LEDs輻照技術能夠有效延緩芒果采后病害的發(fā)生，從而顯著延長其貨架期。這一發(fā)現為生鮮食品保鮮提供了新的技術手段。

3 電子束

電子束輻照是利用電子加速器釋放的電子對食品進行滅菌，此種輻照不如X射線、60Co-γ射線和LED輻照穿透性強，通常只能殺滅食物表面的微生物，主要應用于魚類、肉類食品的加工。陳敏惠等[18]利用高能電子束輻照技術控制食品的菌落數，成功抑制了微生物的生長，達到了貯藏保鮮的目的。徐攀等[19]研究了輻照劑量對微生物的影響，發(fā)現輻照劑量增加會導致菌落總數減少，延長食品保質期。同時，輻照劑量和貯藏時間的增加都會導致微生物物種豐富度減少。

4 安全性分析

4.1 放射性

目前，60Co-γ技術在多個領域中的應用十分廣泛，無論是使用頻率還是應用范圍均處于領先地位。然而，該技術因具有較強的放射性特點，其應用也引發(fā)了社會的關注和質疑。實際上，作為消費者，不必過分擔憂這一問題，因為60Co-γ技術主要在食品加工過程中使用，而消費者并不直接接觸相關環(huán)節(jié)。因此，消費者應該保持理性、客觀的態(tài)度，科學看待60Co-γ技術的應用，并相信專業(yè)機構和政府部門會采取有效措施確保其安全使用。

4.2 毒理學

在食品加工過程中，輻照劑量都有嚴格的標準，只要嚴格按照標準執(zhí)行，此種技術并不會對人體健康造成威脅。卞中悅等[15]為了探究60Co-γ射線輻照對糖基化體系及產物的影響，對卵清蛋白葡萄糖體系進行不同劑量的輻照，結果表明輻照后的體系確實會產生果糖胺、丙烯酰胺等糖基化有害物質。但當輻照劑量在0～25 kGy時，其有害物質的增加量相對較少，不會對人體健康造成危害。

4.3 微生物

輻照技術的核心目的在于盡可能殺滅食品表面及其內部的微生物。經過輻照處理的食品，其內部含有的病菌、毒素等有害物質可以得到有效消除，確保食品的安全性符合消費者的期望。這一過程有助于延長食品的保質期，為消費者提供更可靠、更耐用的食品選擇。

4.4 營養(yǎng)成分

輻射殺菌技術通過直接或間接作用殺死食品表面或內部的微生物，以達到滅菌效果。然而，關于該技術是否會對食品本身的營養(yǎng)物質造成不良影響，一直是公眾關注的焦點。經過多項科學研究證實[20]，在法律規(guī)定的劑量范圍內對食品進行輻照處理，對食品本身的影響微乎其微，不會顯著降低其營養(yǎng)價值。此外，作為一種“冷”處理過程，輻照處理最大限度地保留了食品的風味，確保其品質與口感。因此，輻射殺菌技術在食品安全領域具有廣泛的應用前景。

5 結語

盡管輻照技術在食品領域的應用已經得到了廣泛的研究和證實，其對人體健康并無明顯危害，但不能忽視在實際操作中，仍有可能出現企業(yè)或個人違反相關法規(guī)和標準的情況。因此，必須加強對食品輻照技術的監(jiān)管力度，確保其安全、合規(guī)地應用于食品生產和加工過程中。同時，應積極開展科普宣傳，提高公眾的科學素養(yǎng)，消除對食品輻照技術的誤解和疑慮，以促進其在食品領域的廣泛應用和健康發(fā)展。

參考文獻

[1]李瑋軒.60Co-γ輻照處理對不同品種藍莓貨架期及冷藏效果的影響[D].沈陽：沈陽農業(yè)大學，2017.

[2]FARKAS J，MOH?CSI-FARKAS C.History and future of food irradiation[J].Trends in Food Science & Technology，2011， 22（2/3）：121-126.

[3]PILLAI S D，SHAYANFAR S.Electron beam technology and other irradiation technology applications in the food industry[J]. Top Curr Chem，2017，365：249-268.

[4]INDIARTO R，IRAWAN A N，SUBROTO E.Meat irradiation： a comprehensive review of its impact on food quality and safety[J]. Foods，2023，12（9）：1845.

[5]RAVINDRAN R，JAISWAL A K.Wholesomeness and safety aspects of irradiated foods[J]. Food Chemistry，2019，285：

363-368.

[6]WAI H H，SHIEKH K A，JAFARI S，et al.Ultraviolet irradiation as alternative non-thermal cold pasteurization to improve quality and microbiological parameters of mango juice during cold storage[J].International Journal of Food Microbiology，2024，

415：110632.

[7]BREM R，GUVEN M，KARRAN P.Oxidatively-generated damage to DNA and proteins mediated by photosensitized UVA[J].Free Radical Biology and Medicine，2017，107：

101-109.

[8]熊小淋. UV-C輻照誘導采后葡萄抗黑霉病及調控酚類化合物合成機制[D].西安：陜西師范大學，2022.

[9]GAY?N E，COND?N S，?LVAREZ I.Biological aspects in food preservation by ultraviolet light： a review[J]. Food and Bioprocess Technology，2014，7：1-20.

[10]洪奇華，王梁燕，孫志明，等.輻照技術在肉制品加工保鮮中的應用[J].核農學報，2021，35（3）：667-673.

[11]蔚江濤，白俊青，李奎，等.X射線輻照對彩色馬鈴薯貯藏保鮮效果的影響[J/OL].食品工業(yè)科技：1-17[2024-03-28]. https：//gfgfy7789d7bbe5f747dbsfqwcwpcp9p0960fqficg.res.gxlib.org.cn/10.13386/j.issn1002-0306.2023080324.

[12]鐘媛媛，崔媛，蔚江濤，等. 電子束轉靶X射線輻照處理對猴頭菇采后貯藏品質的影響及其作用機理[C]//中國食品科學技術學會第二十屆年會論文摘要集.北京：中國食品科學技術學會，2023：2.

[13]董殊廷. 電子束轉靶X射線預處理對雙孢菇采后貯藏品質的影響研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2023.

[14]王國霞，劉夢龍，李小兵，等.X射線輻照對冷鮮豬肉品質和貨架期的影響[J].現代食品科技，2022，38（10）：178-186.

[15]卞中悅，涂宗財，王輝等.60Co-γ輻照對卵清蛋白糖基化體系結構和糖基化產物的影響[J/OL].中國食品學報，1-11[2024-03-28].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4528.TS.20240319.1526.004.html.

[16]趙子青，李佳怡，林勤保，等.60Co-γ輻照對食品接觸用復合包裝袋中揮發(fā)性化合物的影響[J].分析測試學報，2022，41（10）：1459-1469.

[17]魏文菲，宋玉琢，劉文林，等.UVC-LEDs輻照對芒果保鮮期的影響[J].武漢輕工大學學報，2024，43（1）：

102-109.

[18]陳敏惠，陳于隴，李佳鴻，等.高能電子束輻照脆肉鯇魚片的貯藏品質分析[J/OL].現代食品科技：1-9[2024-03-28]. https：//gfgfy7789d7bbe5f747dbsfqwcwpcp9p0960fqficg.res.gxlib.org.cn/10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.6.0527.

[19]徐攀，王田田，張雁君，等.基于Illumina MiSeq高通量測序分析電子束輻照對手撕牛肉微生物多樣性的影響[J/OL].食品與發(fā)酵工業(yè)：1-8[2024-03-28]. https：//gfgfy7789d7bbe5f747dbsfqwcwpcp9p0960fqficg.res.gxlib.org.cn/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038616.

[20]何凱鋒，陳秀金，臧鵬，等.輻照殺菌技術對食品品質的影響及控制研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2023，49（10）：299-305.