辐照技术在食品中的应用.pdfVIP

辐照技术在食品中的应用 周丽萍, 牛广财, 李铉军, 李春花 (延边大学农学院 食品科学系,吉林 龙井133400) 摘要:对辐照技术进行了概述,综述了该技术在肉类、 水产品、 干鲜果蔬和粮食等方面的应用 及辐照食品的市场接受性等情况. 关键词:辐照技术;食品;应用 中图分类号: TS205. 9 文献标识码: A 文章编号: 100427999(2004)0120054204 1 辐照技术的概述 辐照技术是运用X射线、r射线或电子高速射线辐射食品,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 长食品贮藏销售时间、 减少损失的目的. 自从18世纪初,法国科学家阿陪尔发明了食品热处理法之后,低温、 干燥、 糖渍、 盐渍、 熏蒸等方法相继问世.但这些方法都有不足之处,如冷冻法耗能高;加热、 干燥、 浸渍等方法 易改变食品原有风味;熏蒸后食品致癌物明显增加等.而与此相比,辐照技术则有如下优点: (1)辐照技术几乎不产生能量,是一种 “冷灭菌” 方法,可保持食品在感官和品质方面的特性, 并适合对冷冻状态的食品进行杀菌处理 ; (2) 能源消耗低,经济效益高.据1976年IAEA(国 际原子能机构)通报估计,冷藏食品能耗为90 KW/ (h. t) ,巴氏加热消毒能耗为23 KW/ (h. t) ,高温加热杀菌能耗为300 KW/ (h. t) ,辐照能耗为6. 3 KW/ (h. t) ,而辐照巴氏 消毒能耗仅为0. 76 KW/ (h. t) ;(3)辐照杀菌是一种物理方法,它是在产品完成最终包装后 进行的,没有再污染的可能,因此处理后的食品无残毒、 无污染、 安全可靠. 辐照技术是对传统的食品加工和贮藏技术的重要补充和完善.据1990年统计,已有38 个国家和地区批准了200多个单位对肉类、 水产品、 干鲜果蔬、 粮食、 土特产品、 中成药等 200多种食品进行辐照研究,通过省级技术鉴定的有果蔬、 粮食、 肉类、 酒类等18种食品. 一般辐照过程是把食品连同包装放入自动旋转的传送带上,由入口进入辐射室,自动在 运输装置上环行一周接受辐射,由出口送出.辐射室墙厚2 m ,并以重晶石处理以防射线外 泻.辐射源Co60装在不锈钢盒中,盒上开孔,射线由此射出.辐射源置于辐射室中央深井中, 用时提升至地面,辐照完毕由升降机自动放回深井.整个过程由计算机控制,操作人员远离 现场,安全准确. 第26卷 第1期 2004年3月 延 边 大 学 农 学 学 报 Journal of Agricultural Science Yanbian University Vol. 26 No. 1 Mar. 2004 收稿日期: 2004 - 02 - 05 作者简介:周丽萍(1976 - ) ,女,吉林长岭人,延边大学农学院食品科学系助理实验师. 2 辐照肉及肉类制品 畜、 禽经宰杀、 分割等一系列加工工序而制得的新鲜肉中,分解酶的活性较高,会出现自 我消化现象,使僵直的肉发生软化;肉内的病原微生物、 寄生虫(如猪旋毛虫等)对人体非常 有害;还有加工过程中污染的细菌,生长繁殖很快,会造成肉的腐败.而辐照可解决上述问 题,它对杀虫、 灭菌、 保鲜、 延长货架期的效果相当明显.目前为止,正式批准的辐照食品中, 肉及肉类制品占总数的22 %. 全国各地的很多风味肉制品,如北京烤鸭、 南京板鸭、 盐水鸭、 山东德州扒鸡等,风味、 口 味具佳,营养价值又高,深受广大消费者喜爱.但它们一般都不耐贮存,新鲜产品的货架寿命 仅23 d.但经过辐照后,不仅可保持原有的风味特征,而且可延长贮存期.如山东德州扒鸡 经6. 08. 5 KGy辐照后,贮存期在常温下可延长至40 d. 3 辐照水产品 鱼、 虾、 蟹等水产品含有丰富的蛋白质和其它营养成分,但它们极易腐烂,同时还含有一 些病原微生物和寄生虫,食用不当会危害人们的健康.利用辐照技术,可在保持其原有风味 的基础上,延长贮藏期且安全高效. 此外,鱼粉是国际市场上畅销的养鸡饲料,以前10 %15 %被沙门氏菌感染,而经15 万拉德剂量的射线辐照受污染的鱼粉,可彻底消毒. 4 果蔬类食品及其加工品 4. 1 果蔬类食品的辐照保鲜 应用电离辐照可使新鲜果蔬的货架寿命延长.一般青果物用0. 55 KGy剂量的r射线 辐照时,会发生复杂的生理变化和组织软化,从而调节成熟度.如用1. 04. 0 kGy剂量辐照 香蕉、 梨和番茄,可抑制其成熟,延长保鲜期.低剂量条件下辐照青椒会加速其中一些酶体系 活性的形成,加速其成熟过程,而高剂量条件下辐照青椒会引起一些基础酶体系的损伤,减 缓其熟化过程.所以一般使用剂量较低,如在1. 0 kGy以下辐照苹果、 草莓、 板栗等. 另外,对根茎类产品,如大蒜、 洋葱、 马铃薯等,在休眠期对其进行辐照,可阻止分生组织 中蓄积的脱氧核糖核酸等的代谢,抑制发芽所必需的荷尔蒙的合成,既抑制发芽,又保持该 类产品的原有特性. 4. 2 果蔬加工品的辐照 果蔬的糖制品、 盐制品的含糖量、 含盐量过高,其对人体的危害已被广大消费者所了解. 速冻食品的质量也令人担忧,营养成分损失较多,而且一般速冻食品都有馅,难以保证质量, 而且依靠速冻方法也不能完全杀灭各种有害菌类.另外,一些调味品(主要是一些植物的根、 茎、 叶、 皮、 果实等)在加工过程中,易沾染一些微生物(特别是霉菌和耐热的芽孢杆菌)和害 虫,常规的杀菌方法会严重影响其品质. 对各种果蔬加工品进行辐照,可达到理想的效果.例如酒精饮料(如白兰地、 曲酒、 白酒、 黄酒等)的陈化需占用很大的仓贮面积且耗时较长,严重限制了酒的产量,并导致了成本的 55 第1期周丽萍,等:辐照技术在食品中的应用 增加.用辐照处理可加速酒的陈化,提高酒的品质.至1988年元旦,辐照薯干酒销售量已达 1万多t ,因为辐照后的酒绵甜、 醇和,“饮后不上头”,从而博得了消费者的认可和好评. 5 粮食的辐照 据估计,全世界粮食因虫害和霉变造成的损失约占粮食产量的20 %25 % ,严重时,损 失量大体与全世界人口的消费量相当. 1985年,美国国家科学院估算表明,发展中国家收获 后损失的粮食至少超过1亿t ,其价值超过100亿美元.我国粮食每年因虫害和霉变所造成 的损失达10 %左右.仅1982年,我国因虫害和霉变造成的粮食损失达13 Mt ,等于1亿人口 一年的口粮. 大米在常规贮藏时,容易 “爆腰”(即米粒产生裂缝)和陈化,若温度控制不当,还易霉烂. 面粉是直接食用的粮食,一旦发生虫害极难处置.玉米的带菌量要多于其它粮食,在常规贮 藏中,最易发生霉变和虫害.虽然用化学熏蒸、 低温、 气调等方法可抑制仓贮期间虫害的发 生,但无法杀死谷粒内的虫卵,一旦环境适宜,虫害即可发生. 采用辐照贮藏可解决以上问题,粮食辐照贮藏具有传统方法无法匹敌的以下优点 : (1) 它不产生高温和较大的化学变化,不发生质变和污染粮食 ; (2) 较高剂量对各个虫期的害虫 都有较高的致死效果,即使是低剂量也能使害虫发生生理变化而导致不育 ; (3) 射线穿透力 强,可带包装处理,简便易行 ;(4) 可连续大批量自动化监控处理. 目前,美国已经实现了具备商业规模的辐照贮藏,这种方法粮食紧缺的国家倍受欢迎. 6 功能食品的辐照 随着人们生活质量的提高,功能食品越来越引起人们的重视.而某些功能食品必须采用 冷加工灭菌技术来保证其质量.冷加工灭菌技术采用60Co辐照最合适.例如螺旋藻,富含维 生素、 氨基酸,是近年来开发的功能食品,在其生产加工过程中,喷雾干燥不能100 %消灭其 中的污染微生物和各种水生寄生虫卵.要达到卫生标准,必须采用辐照进行灭菌杀虫处理. 还有一些功能食品本身就是未经加工的生粉,比如虫草粉、 蛇粉、 灵芝孢子及蜂产品等,这些 生粉具有较高的活性,且不耐高温,采用辐照处理,不仅杀虫灭菌彻底,而且可以保持其原有 的理化指标、 功能且保持药效不变. 7 辐照食品的推广及其市场接受性 在确定10 kGy的辐照剂量对辐照食品不存在毒理学上的危害这一通用标准发布以后, 辐照加工食品已普遍被各国接受.但人们对辐照食品的接受并不完全按理想的速度发展,这 需要有一个从感官品尝到理性认识和观念转变的过程. 7. 1 消除公众的心理障碍 推广辐照食品的主要障碍是消费者心理上的忧虑.在原子能利用上的一些令人不满的 事故,如切尔诺贝利电站的核泄漏、 原子弹爆炸等,造成了人们对核能的恐惧,这些均影响到 辐照食品的市场接受性,可谓 “谈核色变”.实际上,辐照食品与放射性核素的粉尘污染截然 65 延 边 大 学 农 学 学 报第26卷 不同. 放射性核污染是指含有放射性核素的粉尘污染了食品和其它物质,如Sr90、Cs137是毒性 较大的人工放射性核素,其半衰期分别为28年和33. 2年.一旦使用,经其污染的食品就会 造成内辐射,对人体危害极大.而辐照食品是利用射线(通常是射线)来照射食品以杀虫杀 菌,抑制酶的活性.由于被照食品没有直接接触放射性同位素,因此不会污染放射性物质.同 时,在食品辐照中采用的低能量射线很难使食品中的元素产生诱变,与核污染完全不同.今 后应加大科普宣传力度,提高消费者的认识,消除他们对辐照食品的疑虑,提高消费者对辐 照食品的接受程度. 7. 2 发展辐照食品检测技术 辐照(最小量为0. 15 KGy)是能满足检疫法规要求的最有效的处理方法.较小剂量就能 有效地提供检疫可靠性,除去各种果蝇,多数情况下不伤害水果和蔬菜的质量.一些地区性 植物保护组织,包括欧洲植物保护组织和亚太地区植物保护组织等已赞成将辐照作为一种 适用于新鲜水果和蔬菜的检疫处理手段. 总之,辐照技术是一项有潜力和广阔前景的新技术,随着科学的发展和人们认识水平的提 高,合理利用原子能对食品进行辐照,必然会给食品加工和贮藏带来深刻的变化,为人类造福. 参考文献: 1 王传耀,高美须,李淑英,等.农产品辐照检疫技术J .食品研究与开发,1997 ,18(2) :7 - 9. 2 施培信,祝疆,于子厚,等.大蒜辐照保鲜在中国商业化应用J .核农学通报,1995 ,16(6) :284 - 286. 3 施培新,林音,司述明,等.辐照大米治虫商业化试验J .核农学通报,1995 ,16(6) :256 - 259. 4 徐德春.鲜人参辐照保鲜工艺研究J .核农学报,1998 ,12(3) :135 - 138. 5 黄柳根,邓素荣,黄荣敏,等.干香菇辐照灭菌贮藏研究J .核农学报,1995 ,16(6) :263 - 265. 6 关学雨,孙守义,吕善勇,等.辐照灭菌对中成药喉症丸质量的影响J .核农学通报,1992 ,13 (4) : 163 - 166. 7 于子厚.强r辐照装置的综合性能及安全运行J .核农学报,200 ,14(2) :122 - 125. 8 王守经,于子厚,孙守义,等.浅谈我国肉及肉类制品辐照加工业的发展J .核农学报,1999 ,13(2) : 120 - 123. 9 于子厚,关学雨,张开运,等.扒鸡辐照灭菌贮藏保鲜的研究J .核农学通报,1995 ,16(6) :271 - 274. 10 武卫均.辐照马铃薯效果初报J .甘肃农业科技,1993 ,(11) :15 - 16. Application of irradiation technique on foodstuff ZHOU Li2Ping , NIU Guang2Cai , LI Xuan2Jun , LI Chun - Hua ( Food Science Department , Agricultural College of Yanbian University , Longjing Jilin133400, China) Abstract : The irradiation technique was ske