食品加工新技术

中国农业大学硕、博士研究生课程考试

课程论文报告

课程编号：73062125

课程名称：食品加工新技术专题

任课教师：廖小军教授

开课学院：食品科学与营养工程学院

学生学号：S13070729

学生姓名：魏恩慧

导师姓名：倪元颖

考试时间：2014年 12 月 25 日

食品辐照技术及其在食品中的应用

魏恩慧 倪元颖

11 1* （中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，北京100083）

摘要：食品辐照技术是一项新型的食品保藏技术，具有安全性、无污染等优点，综述辐照技术的原理和特点，讨论辐照技术在食品的杀菌杀虫、抑制发芽、延长保存期、降解有毒有害物质等方面的应用，并对其应用前景进行了分析。

关键词：食品辐照 技术特点 应用

Food Irradiation and Its Application in Food Processing

Wei Enhui Ni Yuanying

1 1*

（1. National Engeering Research Center for Fruit and Vegetable Prpcessing, College of Food

Science and Nutrional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China）

Abstract：Food irradiation is a new technology of food preservation with many advantages ，such as safety and non-pollution. In this paper，the principle and characteristics of irradiation technology were introduced. The utilizations of the irradiation technology in sterilization，sprout inhibition and degradation of poisonous and harmful substance were also introduced．The problem of the food irradiation in research and application was pointed out. The future of its application was analyzed.

Key words：irradiation； characteristics； application

食品辐照（Food irradiation），又称“食品照射”或“电离辐射”，它是利用射线照射食品（包括原材料），延迟新鲜食物某些生理过程（发芽和成熟）的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保藏时间，稳定、提高食品质量的一种食品保藏技术[1]。目前，食品加工技术不断提高，人们的生活水平也随之具有了较大的提高，对食品的要求也越来越高，最大限度地保留食品的色、香、味及营养成分成为人们选择食品时首要考虑的方面。食品辐照技术具有营养成分损失少、易操作、无污染、残留少、节省能源等优点，因此引起了国内外食品科学工作者的广泛关注[2]。

1 食品辐照技术原理

用于杀菌的辐射源只限于钴 60 或铯 137 及电子加速器产生的 γ- 射线、5 Mev以下的 X- 射线及 10 M ev以下的电子线，波长越短辐射能量越大，穿透力也越大，它们以电磁波的形式透过物体[3-4]，使食品中生物体产生物理或化学反应，抑制或破坏其新陈代谢和生长发育，甚至使细胞组织死亡，从而达到消毒灭菌、延长食品贮藏时间、减少损失的目的[5]。可分为2 类：①非电离辐射，如紫外线。这类辐射能量较低，不足以引起原子电离，仅能产生激发作用，使电子产生高能状态而不脱开；②电离辐射如 X- 射线、γ- 射线，这种辐射能量较高，能够引起原子电离。利用电离辐射的杀菌方法，又称为射线杀菌。

2 食品辐照技术的特点

辐照技术作为一种食品保藏方法，不同于化学熏蒸法和腌制法，不需要加入添加物，与加热、冷冻等方法一样，是一种物理方法，且属于冷处理技术。辐照技术具有以下特点：

2.1 保持食品原有的成分和风味

辐照技术处理中是利用了在射线作用下，生物体中的成分产生物理或化学效应起到杀菌、杀虫或延长贮藏时间的，整个过程中，食品内部的温度变化不大，因此能够最大限度的保持食品原有的风味，不影响产品的营养和食用品质。通过对食品辐照前后的品质进行测定，食品的感官指标及营养成分在辐照前后变化不显著。高美须等[6]研究了辐照对泡椒凤爪的感官品质的影响，最后得出辐照不会影响泡椒凤爪的感官品质，适当剂量的辐照还有助于提高泡椒凤爪的被接受程度，其中经过 10kGy 辐照的泡椒凤爪综合感官品质最好。卢媛媛[7]等研究了食品辐照技术及其在蜂产品中的应用，研究表明选用适当的辐照条件，可以彻底灭菌，同时可以在较长时期内保持蜂产品原有的成分和功能。王超等[8]研究了 γ 辐照对低温火腿肉制品感官指标，当辐照剂量为 10 kGy 时，产品贮存60 d 后，其色泽、质构和风味变化不大。

2.2食用安全性高

食品辐照技术是依靠射线的穿透作用，使食品中的各成分发生生物效应起到杀菌等效果，所以在食品辐照中不添加任何药物，辐照中无任何药物残留，因此辐照食品更加安全。

自开展辐照食品研究以来, 许多国家都进行了耗资巨大的动物毒理实验, 结果表明在通常照射剂量下,食物未出现致畸、致突变与致癌效应[9]。1980年10 月在日内瓦召开的FAO IAEA( 国际原子能组织) /WHO 食品辐照联合专家委员会 ( Joint Expert Committee on Food Irradiation , 简称 JECFI) 指出“总体平均剂量为:10kGy以下辐照的任何食品,没有毒理学上的危险, 不再需要做毒理实验。同时在营养学上和微生物学上也是安全的”[10]。

2.3 操作方便，杀菌彻底

辐照处理法依靠 χ 射线、γ 射线及电子束能量高、穿透力强的特点，对食品进行照射，不仅可以将食品表面的各种寄生虫和致病菌杀灭，对食品内部的害虫及微生物也具有较好的杀灭效果。用 γ 射线辐照控制冷却鸡肉中的致病菌，当辐照剂量为5 kGy 时，细菌总数致死率达 99. 98% ，几乎完全杀灭[11]。经不同剂量辐照处理后，大豆蛋白粉中微生物的含量明显降低，且辐照剂量越大，杀菌效果越明显。李俐俐等[12]通过辐照杀灭出口冷冻虾仁中的金黄色葡萄球菌，调节不同辐照剂量时杀菌效果不同，当剂量为 5 ～6 kGy时，能全部杀灭虾仁中的金黄色葡萄球菌。

2.4 效率高，能耗低，污染小

目前，我国食品辐照过程中采用自动化装置，辐照效率高，辐照一个样品仅需几秒钟的时间，能耗较低，减少了运行中的成本。据国际原子能机构计算，食品采用冷藏保鲜需要消耗能量90 kW( h/t) ，巴氏加热消毒为230 kW( h/t) ，热消毒为300 kW( h/t) ，脱水脉冲处理为 700 kW( h/t) ，而辐照消毒需要6. 3 kW( h /t) ，辐照巴氏消毒仅为0. 76 kW( h /t) ，节约能耗达70% ～90%。辐射处理与热处理、干燥和冷冻保藏相比，能耗降低几倍到十几倍[13]。 3 食品辐照技术在食品加工中的应用

食品辐照技术是一项新的食品加工技术，具有节约能源、无污染、食品温度上升小等特点，可广泛应用于食品加工中的杀菌杀虫、抑制发芽、降解有毒有害物质等方面。

3.1 杀菌杀虫，延长食品的贮藏期

杀菌杀虫是辐照技术的重要作用。可有效地限制有损大众健康的生物及致败性微生物生长，能有效清除对高蛋白质食品如肉类、乳制品、蛋制品危害极大的沙门氏菌，用50 万拉德照射，就能使之成亿倍减少，也能杀死冷冻食品深处的沙门氏菌。现全世界已有20 多个国家批准应用辐照杀菌的食品供人类食用，如鸡肉、猪肉、鲜鱼、蘑菇、香料、土豆、大米、洋葱、小麦等。辐照食品安全可靠，经世界各国40 多年实践证明，辐照食品从未发现有放射性物质残留，能保持原有质量和色香味。在美国，辐照食品已带上太空，宇航员食用后证明对身体也无害。辐照食品的优点是保藏期长，照射一次可保鲜数年，既杀死细菌，又抑制与延缓食品本身的新陈代谢，消除了食品变质根源。辐照杀菌可节省大量能量，任何食物用辐照法杀菌后仅采用普通包装便可贮藏，省去大量制罐、冷冻冷藏等材料以及能量，以辐照保藏已可代替部分冰箱[14]。

3.2 抑制发芽，延缓后熟

食品辐照技术能通过影响果蔬的生理代谢和生长点的结构，干扰其生理活性物质的正常合成，有效抑制发芽，降低呼吸强度，延缓后熟，从而达到延长保存时间的作用，多用于水果蔬菜的贮藏保鲜。马艳萍等[15]用60Co γ 射线对鲜食核桃辐照，观察在贮藏期间的萌芽情况，结果表明，经辐照处理后，核桃在贮藏期间未出现发芽现象，说明辐照能显著抑制核桃胚芽萌发。用电子束1000 Gy 以下辐照巨峰葡萄，能有效抑制葡萄的呼吸强度，其中SOD 活性、可滴定酸、Vc 及总糖含量都比对照组高，经贮藏98 d 后，保鲜效果较好[16]。

3.3 辐照技术可用于食物脱敏

食物过敏是一种顽固性和高复发性的疾病, 当前医学上对此疾病仍无良策, 过敏患者只有避免食用致敏性的食物。韩国等国家的科学家发现辐照可降低致敏蛋白的含量[17]。一般的食物过敏原对蛋白酶、酸和热的降解作用有一定的耐受性。通常把引起过敏的食物分为8 大类, 而虾和海产品是我国的主要致敏食物之一。顾可飞和高美须等[18]研究发现虾致敏蛋白的浊度、疏水性随着辐照剂量的增加而增加, 与IgE 的免疫亲和性下降, 电泳图谱表示蛋白质降解, 进一步的研究工作正在进行中。

3.4 降解毒害物质

食品辐照技术不仅可以用于延长食品的货架期，较低剂量照射能够在不显著影响食品品质的前提下，使药物分子或化学污染残留物分子发生断裂、交联等一系列反应，改变这些分子原有的结构及生物学特性，从而去除食品中残留的有毒有害物质，对食品的安全性控制具有重要的意义。Ferreira-Castro 等[19]研究表明，γ 射线辐照可有效的抑制真菌毒素的生长，降低镰刀菌素的浓度，当辐照剂量为10 kGy 时，玉米中的镰刀菌素可完全降解。杨郡婷等[20]研究表明γ 射线可以显著降低肉制品中克伦特罗含量，降解率随辐照剂量增大而提高，当辐照剂量为3.4 kGy 时，肉制品中克伦特罗的降解率在80%以上。辐照技术也可以用于农药残留的降解，伍玲等[21]采用辐照技术对茶叶进行处理，茶叶中的菊酯类农药，随着辐照吸收剂量的增加降解增加；50 kGy时，菊酯类农药残留降解可以达到或接近欧盟农残限量标准，而要营养成分含量和品质基本不变。

4. 展望

食品辐照具有无污染、无残留、完整保留食品中的营养成分和风味、杀菌彻底且成本、能耗低、无二次污染等优点，可以提高食品的保藏性能。只要掌握其加工特性、控制好影响因素并使其达到最佳的组合，遵守食品辐照的技术及卫生标准，正确应用，就能加工出高品质的产品。随着人们生活水平的提高，人们对高质量、高营养食品的需要也会越来越高。因此，食品的辐照技术在未来的食品工业中具有广阔的应用前景。我国关于辐照的法律法规还不够完善，辐照的应用还没有得到广泛的普及，我们应该加快辐照在食品中的应用和健康发展。

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