电子加速器辐照食品的研究应用进展

电子加速器辐照食品的研究应用进展

刘明泽

中陕核核盛科技有限公司 陕西省西安市 710100

摘要：本文对电子束辐照食品保鲜技术的原理和优点进行了介绍，并且从肉制品和果蔬两方面对电子加速器辐照食品的研究进展进行了探讨。

关键词：电子加速器；辐照；杀菌；食品

随着人们生活水平的提高，越来越重视食品安全问题。在各类食品污染源中，大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌是主要的来源。在传统技术手段下，通过添加防腐剂、采用药物熏蒸等方式来进行食品的保鲜和贮藏，不仅会损害食品的品质，同时还可能导致食品化学污染，对食用者的身体健康造成影响。随着食品防腐技术的发展，食品辐照技术出现，这种技术是一种冷加工灭菌技术，能够在有效防止微生物污染的同时，最大程度上降低对食品品质的影响，保持食品风味，延长食品的保存时间，因此食品辐照加工技术越来越受到人们的关注。

1 电子束辐照保鲜技术

1.1 原理

辐照的本质是一个能量传递的过程，按照对加工对象不同的作用效果，可以将其分为分为电离辐照和非电离辐照等两种，前者利用的是射线的热效应，后者利用的射线的电离效应；前者应用的射线类型包括微波、可见光和红外光等，后者主要利用X射线、γ射线和紫外线等。在食品辐照保鲜技术中，主要应用的是⁶⁰Co产生的γ射线，或者是通过加速器产生的电子束，该技术的原理如下：高能射线照射物质，可以使物质形成离子、激发态或者分子碎片；同时，其还能够间接作用于水和其它一些小分子物质，是其释放出·H和·OH等自由基，通过上述作用导致细胞内遗传物质DNA、RNA发生破碎、错位或者缺失，并且可以造成蛋白质、脂类等高分子物质出现断裂、交联和聚合等，从而使基体不能够进行正常的生理活动，利用这一原理其能够将食品中的微生物和寄生虫杀灭，进而避免通过食物使病菌、寄生虫等进入人体，保证人体健康，同时能够延长食品的货架期。

1.2 电子束辐照技术的优点

在食品保鲜方面，电子束辐照技术要比常规食品保鲜方法具有多方面的优势，具体来说体现在以下几方面：

（1）辐照处理是一种物理冷杀菌方式，因此应用其对食品进行杀菌，辐照对象的温度不会出现明显的升高。研究显示，对1kg的葡萄进行10kGy的剂量辐照，持续1h，葡萄的温度升高2.4℃，因此应用其来进行食品的处理，基本不会对食品的原有风味和品质造成影响，适用于热敏性视频的加工。

（2）杀菌效果好。射线具有较强的穿透能力，在物料包装好或者是堆码好以后，也可以直接应用其进行杀菌，并且能够深入到食品内部，将食品表面和内部的致病菌、微生物和寄生虫等杀灭掉，杀菌彻底。

（3）安全环保。应用射线来杀灭致病菌、微生物和寄生虫等，没有化学残留，而且在一定剂量范围内也不会产生反射性，不会造成二次污染，安全性和环保性高。

（4）操作方便。当前，辐照杀菌已经产业化生产，可以应用自动化装置，高效的进行杀菌；停止辐照以后，射线停止，不会产生放射性残留。

2 电子束辐照对食品杀菌的研究

辐照在解决食品安全问题中有着比较大的优势，能够有效杀菌，而且通过应用电子束杀菌不仅存在辐射源，而且具有良好的安全性。

2.1 肉质品杀菌方面的研究

在人类的膳食中，肉类食品由于具有蛋白质、脂肪、维生素和人体必须的氨基酸，具有较高的营养价值。肉类食品非常容易引起微生物污染从而腐败，电子辐照具是利用射线来杀菌的，而射线具有良好的穿透能力，因此即使不打开包装也能够完成肉类的杀菌，从而有效地消除肉制品在生产和加工过程中的污染。辐照杀菌是一种物理冷杀菌的方式，因此在杀菌过程中不会导致被处理的食品温度发生太大的变化，因此不会影响到产品的品质和质量。当前，辐照在食品灭菌保鲜的应用越来越多，我国制定了《辐照冷却包装畜禽肉类卫生标准》，这对规范辐照在肉类处理方面的应用提供了法律保障。

研究人员在应用辐照进行肉制品的杀菌方面进行了大量研究，ZHAO等用真空、CO₂或N₂填充包装接种了沙门氏菌的新鲜猪肉，然后用1KGy低剂量的电子辐照对其进行处理，然后将其放入2-4℃条件下贮藏14天，然后测量猪肉中的沙门氏菌含量，发现已经检测不到沙门氏菌；Lee发现4.4-5.24KGy的电子辐照剂量对感染了4中病毒的碎猪肉进行处理，可以使所有病毒失活；Tart等研究了不同剂量电子束辐照对碎肉中李斯特菌的处理效果，其发现不同菌株对于电子束的敏感性存在一定的差异，其实验发现灭菌D₁₀剂量在0.372-0.447KGy之间，因此其推荐采用4.5KGy的电子束剂量来进行灭菌；在国内的研究方面，刘春泉的研究显示，通过3-5KGy电子束辐照剂量对冷冻虾仁进行处理，能够将其中99%的微生物杀死；白艳红等对电子束辐照技术对冷却猪肉的杀菌和保鲜作用进行了研究，通过比对未经电子束辐照杀菌的冷却猪肉样品和经过电子书辐照的冷却猪肉样品，发现同样的在4℃条件下保存，后者的货架期可以延长12d，说明电子束辐照可以有效的杀菌，并且起到保鲜的效果。

2.2 对水果蔬菜及其他的杀菌作用

果蔬在采摘之后，由于其仍然具有完整的细胞组织结构，因此还会继续进行植物生理活动，同时由于其具有含水量高和组织柔嫩等特点，因此容易受到微生物的侵染而发生变质；同时，在农产品的储藏过程中，害虫也会对其造成比较大的影响。通过化学杀菌或者是杀虫剂等对果蔬进行处理，虽然可以起到一定的效果，但是也会导致化学残留，影响食品安全。通过电子辐照对果蔬进行处理，可以起到良好的杀虫灭菌效果。张婷等的研究发现，通过对果蔬进行电子束处理，能够有效的抑制灰葡萄孢菌分生孢子的萌发，从而使其致病能力显著降低，从而有效控制果蔬的灰霉病，通过加大电子束的剂量，能够起到更好的效果；魏超等对比了水洗、清洗剂、冷热激、含氯消毒剂和辐照等几种果蔬果蔬处理方式，结果表明辐处理具有最好的杀灭微生物的能力；杨俊丽等人的研究显示，通过应用4.0KGy以上剂量的电子束辐照对草莓进行处理，可以有效的控制草莓中酵母、细菌和霉菌等的数量；王艳秋以巨峰葡萄的处理对象，用辐照对其进行处理，发现大肠杆菌对辐照比较敏感，0.4KGy的辐照就可以基本将葡萄上的大肠杆菌杀灭；SCHMIDT等的研究显示，通过应用0.7KGy和0.9KGy剂量的电子束辐照番茄，均能够显著的降低酵母菌、霉菌、沙门氏菌和乳酸菌等的数量，其中对沙门氏菌的杀菌效果最好。研究显示，通过电子束辐照对果蔬进行处理，能够有效的杀菌灭虫。此外，还有研究显示，通过电子束辐照处理可以保持果蔬感官品质，如周冉冉等的研究显示，通过应用3.0KGy电子束辐照香蕉，可以使香蕉更软；电子束辐照在延长果蔬保质期的同时，还不会影响果蔬的品质，王秋芳等人的研究显示，用0.5-1.0KGy的电子束辐照花椰菜，试验组储存后的维生素C和可溶性蛋白质含量均明显高于对照组。

结论

电子束辐照在食品保鲜处理中具有杀虫灭菌效果好、安全环保无残留、不影响食品品质和操作简单等优点，同时还能够使食品更好的保持感官品质和营养品质，因此在食品保鲜领域具有良好的应用前景。当前，电子束辐照保鲜在商业化应用方面还存在一定的困难，随着技术的不断发展和标准的不断完善，电子束在食品保鲜方面具有广阔的应用前景和市场潜力。

参考文献

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