食品輻照原理及安全性分析

曹孟云 鄧?yán)誓? 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(xué)與工程。

摘 要：食品加工技術(shù)是提高和保持農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的必然技術(shù)措施，輻照作為一種非熱處理的物理方法已經(jīng)在食品加工、貯藏、保鮮等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是不少消費(fèi)者認(rèn)為，輻照處理會(huì)帶來一些安全性問題。本文通過查閱文獻(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)有研究進(jìn)展對(duì)食品輻照處理原理及其安全性進(jìn)行分析，旨在緩解消費(fèi)者的顧慮，促進(jìn)輻照技術(shù)更好地發(fā)展。

關(guān)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(shù)是一種采用電離輻射或電子束手段，旨在提升食品品質(zhì)、殺滅微生物、延長保質(zhì)期的物理加工方法。通過此種技術(shù)，食品的表面及內(nèi)部可產(chǎn)生生物和化學(xué)性質(zhì)的輻射效應(yīng)[1]。

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

本文將對(duì)輻照的原理進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹電離輻射的輻射源以及電子束，并對(duì)消費(fèi)者高度關(guān)注的輻照食品的安全性進(jìn)行客觀的分析。

1 輻照原理

輻照技術(shù)的作用機(jī)制主要包括直接和間接兩個(gè)方面，具體內(nèi)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(jié)構(gòu)，進(jìn)而削弱其功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的貯藏保鮮和保質(zhì)期的延長。通過精確調(diào)控輻照劑量，能夠在保證食品安全的同時(shí)，有效延長食品的保質(zhì)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(zhuǎn)靶技術(shù)得到，獨(dú)特的穿透性能使其在眾多食品加工與貯藏領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用（表2）。

2.2 60Co-γ射線

60Co-γ是指60Co放射產(chǎn)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(zhì)量，具有較強(qiáng)的穿透性，常會(huì)導(dǎo)致食品的成分發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，其操作簡單、污染少、能效高、適合工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)[15]，已在醫(yī)學(xué)和植物學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用且得到了消費(fèi)者的認(rèn)可。然而，在食品領(lǐng)域，由于其生產(chǎn)過程中涉及放射性元素，消費(fèi)者認(rèn)為經(jīng)過此種方法處理的食物會(huì)對(duì)人體健康造成潛在威脅，制約了其在食品領(lǐng)域的發(fā)展。如趙子青等[16]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過60Co-γ輻照處理的復(fù)合包裝材料會(huì)由于包裝材料的降解產(chǎn)生一定的揮發(fā)性物質(zhì)，但這些物質(zhì)對(duì)食品安全是否構(gòu)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(lǐng)域得到了應(yīng)用。魏文菲等[17]通過運(yùn)用UVC-LEDs輻照技術(shù)對(duì)芒果進(jìn)行特殊處理，深入研究了輻照處理對(duì)芒果病害及其貨架期的影響。研究結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)膭┝糠秶鷥?nèi)，UVC-LEDs輻照技術(shù)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(xiàn)為生鮮食品保鮮提供了新的技術(shù)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(duì)食品進(jìn)行滅菌，此種輻照不如X射線、60Co-γ射線和LED輻照穿透性強(qiáng)，通常只能殺滅食物表面的微生物，主要應(yīng)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(shù)控制食品的菌落數(shù)，成功抑制了微生物的生長，達(dá)到了貯藏保鮮的目的。徐攀等[19]研究了輻照劑量對(duì)微生物的影響，發(fā)現(xiàn)輻照劑量增加會(huì)導(dǎo)致菌落總數(shù)減少，延長食品保質(zhì)期。同時(shí)，輻照劑量和貯藏時(shí)間的增加都會(huì)導(dǎo)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(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，無論是使用頻率還是應(yīng)用范圍均處于領(lǐng)先地位。然而，該技術(shù)因具有較強(qiáng)的放射性特點(diǎn)，其應(yīng)用也引發(fā)了社會(huì)的關(guān)注和質(zhì)疑。實(shí)際上，作為消費(fèi)者，不必過分擔(dān)憂這一問題，因?yàn)?0Co-γ技術(shù)主要在食品加工過程中使用，而消費(fèi)者并不直接接觸相關(guān)環(huán)節(jié)。因此，消費(fèi)者應(yīng)該保持理性、客觀的態(tài)度，科學(xué)看待60Co-γ技術(shù)的應(yīng)用，并相信專業(yè)機(jī)構(gòu)和政府部門會(huì)采取有效措施確保其安全使用。

4.2 毒理學(xué)

在食品加工過程中，輻照劑量都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，只要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，此種技術(shù)并不會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。卞中悅等[15]為了探究60Co-γ射線輻照對(duì)糖基化體系及產(chǎn)物的影響，對(duì)卵清蛋白葡萄糖體系進(jìn)行不同劑量的輻照，結(jié)果表明輻照后的體系確實(shí)會(huì)產(chǎn)生果糖胺、丙烯酰胺等糖基化有害物質(zhì)。但當(dāng)輻照劑量在0～25 kGy時(shí)，其有害物質(zhì)的增加量相對(duì)較少，不會(huì)對(duì)人體健康造成危害。

4.3 微生物

輻照技術(shù)的核心目的在于盡可能殺滅食品表面及其內(nèi)部的微生物。經(jīng)過輻照處理的食品，其內(nèi)部含有的病菌、毒素等有害物質(zhì)可以得到有效消除，確保食品的安全性符合消費(fèi)者的期望。這一過程有助于延長食品的保質(zhì)期，為消費(fèi)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(shù)通過直接或間接作用殺死食品表面或內(nèi)部的微生物，以達(dá)到滅菌效果。然而，關(guān)于該技術(shù)是否會(huì)對(duì)食品本身的營養(yǎng)物質(zhì)造成不良影響，一直是公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。經(jīng)過多項(xiàng)科學(xué)研究證實(shí)[20]，在法律規(guī)定的劑量范圍內(nèi)對(duì)食品進(jìn)行輻照處理，對(duì)食品本身的影響微乎其微，不會(huì)顯著降低其營養(yǎng)價(jià)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(fēng)味，確保其品質(zhì)與口感。因此，輻射殺菌技術(shù)在食品安全領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

盡管輻照技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的研究和證實(shí)，其對(duì)人體健康并無明顯危害，但不能忽視在實(shí)際操作中，仍有可能出現(xiàn)企業(yè)或個(gè)人違反相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的情況。因此，必須加強(qiáng)對(duì)食品輻照技術(shù)的監(jiān)管力度，確保其安全、合規(guī)地應(yīng)用于食品生產(chǎn)和加工過程中。同時(shí)，應(yīng)積極開展科普宣傳，提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)，消除對(duì)食品輻照技術(shù)的誤解和疑慮，以促進(jìn)其在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和健康發(fā)展。

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