影響食品輻照滅菌效果的主要因素

眾所周知，輻照滅菌技術(shù)是一種新型的、最為安全有效的食品滅菌技術(shù)，該技術(shù)是通過利用原子能射線的能量引起微生物死亡，從而達到殺菌的目的，具有滅菌徹底，無毒、無殘留，綠色環(huán)保。低能耗、節(jié)約能源的優(yōu)點。商業(yè)上多利用鈷-60產(chǎn)生的γ-射線和電子加速器產(chǎn)生的低于10MeV電子束來進行輻照滅菌。要達到安全高效的滅菌效果，輻照滅菌后的食品既要符合食品衛(wèi)生微生物檢驗的指標(biāo)要求，又要盡可能用低的輻射劑量進行照射。在此，以γ-射線滅菌為例分析一下影響滅菌效果的主要影響因素。

一、初始含菌量

食品的滅菌效果與初始含菌量密切相關(guān)。人們通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，初始含菌量越多，滅菌時所需照射的劑量越大。因此，當(dāng)某種食品污染的類型和程度已經(jīng)知道時，也就可通過測定初始含菌量，從理論上就能計算出輻照滅菌所需的劑量。用適當(dāng)?shù)膭┝窟M行照射，既能夠達到滅菌的目的，又能保持食品的營養(yǎng)和風(fēng)味。在食品生產(chǎn)時，應(yīng)將產(chǎn)品的初始含菌量控制在最低水平，初始含菌量越低，消毒或滅菌的效果越好。食品的輻照滅菌是在原有食品品質(zhì)優(yōu)良的基礎(chǔ)上來進行的，以長期保持其新鮮和優(yōu)良品質(zhì)。因此原有食品的質(zhì)量必須要有保證，不允許用已變質(zhì)或細菌繁殖很多的次劣食品來進行輻照滅菌。

二、微生物對輻射的耐受性

不同種類的微生物對輻射的耐受性是不同的，在同屬、同種甚至同種間的不同菌株間，變化幅度都很大，有的相差可能高達100倍。食品中最能耐受輻射處理的微生物為肉毒梭狀芽孢桿菌，試驗資料介紹γ-射線輻射殺死肉毒梭狀芽孢桿菌A型的最低劑量為45kGy。通常情況下，芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌所產(chǎn)生的細菌芽孢的耐輻射性明顯比營養(yǎng)型菌體強。

不產(chǎn)芽孢的細菌中，革蘭氏陽性細菌一般比革蘭氏陰性細菌耐輻射；在真菌類微生物中，酵母的耐輻射性比霉菌強，假絲酵母屬的酵母也有的耐輻射性與細菌芽孢相同，霉菌的耐輻射性與無芽孢細菌相同或略低。從食品中常有的微生物種類上來看，耐輻射性依次為芽胞菌＞酵母菌＞霉菌＞革蘭氏陽性菌＞革蘭氏陰性菌。芽胞比繁殖體對輻照更有耐受性，微生物在生長期時對輻照更敏感。所以，輻照滅菌需要用多大的照射劑量，不僅要了解微生物污染的程度，即初始含菌量，還要了解污染微生物的種類，這樣才能用最少量的射線最理想的減少微生物。

三、溫度

在常溫范圍內(nèi)，溫度對輻照滅菌效果的影響不大。在0℃以下進行輻射，溫度對輻射殺菌的影響結(jié)果表現(xiàn)不一，要視菌的種類而定。研究結(jié)果表明，γ-射線對肉毒梭狀芽孢桿菌的芽孢在0～65℃的范圍內(nèi)，溫度對殺菌沒有影響。在0～-196℃范圍內(nèi)，γ-射線對肉毒梭狀芽孢桿菌進行輻照，溫度越低，其抗輻射性越強。單從殺滅微生物的效果來看，輻照時的溫度對此影響不大。之所以在輻照時考慮溫度對效果的影響，主要是因為肉類食品在高劑量照射情況下會引起的物理變化和化學(xué)變化，產(chǎn)生一種特殊的“輻射味”。在低溫條件下輻照，可以減少輻射時產(chǎn)生的游離基的活性，減少食品成分的斷裂和分解，以防止食品成分的氧化，減少輻射味的產(chǎn)生。對于肉類、禽類等含蛋白質(zhì)較豐富的動物性食品，輻射處理最好在低溫下進行，這樣可以有效地保證質(zhì)量。速凍處理的動物性食品在-40～-8℃范圍內(nèi)進行輻射處理效果最好。還有一個影響是輻照時溫度越低，食品中維生素?fù)p失越小。試驗資料顯示，在-75℃下照射食品，食品中的維生素幾乎沒有損失。冷凍橘汁中的維生素C在9kGy劑量照射下也未損失。所以，需要根據(jù)食品種類和指標(biāo)要求來確定輻照溫度，選取適宜的溫度進行輻照，才能保證輻照食品的質(zhì)量。

四、氧的含量

輻照處理時，食品包裝袋中有無分子態(tài)對殺菌效果有著顯著的影響。一般情況下，殺菌效果因氧的存在而增強。對細菌芽孢，用γ-射線或電子束照射，空氣環(huán)境下的敏感性大于真空和含氮環(huán)境下的敏感性。輻射時是否需要氧，要根據(jù)輻射處理對象、性狀、處理的目的和貯存環(huán)境條件等加以綜合考慮。輻射可使空氣中的氧電離，形成臭氧。因此，高蛋白質(zhì)和脂肪含量的食品應(yīng)采用真空包裝或真空充氮包裝，以減少臭氧對蛋白質(zhì)和脂肪的氧化作用。對于水果、蔬菜之類需低劑量輻照處理的食品來說，雖然輻射氧化并不是主要作用，但也可以采用小包裝或密封包裝，防止二次污染，同時形成低氧環(huán)境，使后熟變慢。另外為防止維生素?fù)p失可在充氮環(huán)境中進行輻照處理。

五、含水量

食品中的含水量也會影響輻照滅菌的效果。因為在干燥狀態(tài)下照射，生成的游離基因失去了水的連續(xù)相而變得不能移動，游離基等的輻射間接作用就會隨之降低，因而輻射作用顯著減弱。所以對于同一類食品，在其它條件相同的情況下，要達到相同的滅菌效果，含水量低的比高的需要更高的輻照劑量。

在對某種食品進行輻照滅菌處理前，首先要了解食品的基本情況和要達到的技術(shù)指標(biāo)，然后再綜合考慮以上談到的影響因素，來確定輻照劑量，以保證輻照食品的安全性和高質(zhì)量。