摘要：电子束辐照技术作为食品工业中的绿高新技术，近年来在食品质量安全控制领域引起了社会的高度重视。本文结合国内外食品辐照加工研究与应用实例，介绍了电子束辐照技术的原理、特点和装置及其在食品工业中的应用，其中包括杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟成熟、降解食品中有害残留物等。并对电子束辐照技术对食品品质的影响研究和进展情况，在应用中存在的问题，以及在食品工业中的发展趋势做了分析和展望。
关键词: 高能电子加速器 食品辐照 应用分析
近些年来，由于食品在保藏的过程中容易被各种各样的致病菌所污染，所引起的食品问题层出不穷，全世界对它的关注显著增加。传统的食品加工技术有药剂熏蒸、加热灭菌、添加防腐剂等，它不仅会破坏食品的特有风味，还会改变他的原有结构，容易给食品带来污染，从而危害人的身体健康。辐照作为一种冷杀菌处理技术，在处理过程中引起食品内部温度变化极小（升高2.8℃/10Gy），受到国内外学者的广泛关注[1]。现在国内运用最广泛的是以伸缩杆Co-60为放射源的γ－射线辐照，它的穿透力非常强，可以有效的灭掉食品中微生物[2]，但是最
近世界上发生多起核泄漏等安全事故，γ－射线辐照很容易引起人们的忧虑，但是电子束加工技术的出现，则改变了这一格局。
１ 电子束辐照的原理
电子束辐照是电离辐射的一种，其原理是利用电子加速器产生的电子束（最大能量10MeV）辐照食品产生的物理效应、化学效应、以及生物学效应，杀灭虫卵及微生物、推迟成熟、抑制发芽、促进物质转化，从而达到食品保藏和保鲜的目的,与传统的食品保鲜方法相比，不存在化学残留和放射性污染等问题[3]
2 电子束辐照技术优势
电子束辐照比射线辐照比较起来有许多优势：a.电子束辐照设备不需要辐射源，可实现连续在线作业，同时具有能够调节功率大小的特点[4]；b.电子束辐照的利用率比射线辐照高出40％；c.铜铝连接管单台加速器的输出功率比辐照源的功率高出100kW；d.相比于γ射线辐照，高脂高蛋白食品经电子束辐照产生的异味较少[5]；e.电子束辐照转换比较轻松，而射线辐照只能固定一个区域；f.加速器产生的电子束剂量率高，方向一致，集中性好，能实现短时间内
高剂量的辐照，而γ射线向周围发散，辐射不均匀且剂量率低[6]；g.电子束辐不会产生射线，非常安全；h.电子束辐照比射线辐照更加安全可靠。
3 在食品杀菌方面的应用研究
电子束辐照杀菌/虫是近年来世界各国发展迅速、应用广泛的高新绿技术[7]。电子束辐照技术在水果、蔬菜、肉类等一系列农产品的保鲜中已取得大量的研究性成果[8]。其国内外研究学者们也做了相关研究，低剂量电子束辐照草莓、芒果、甜瓜、柑橘、葡萄、梨等新鲜水果，能够有效杀菌/虫，防止微生物的侵染而造成果蔬的腐烂，推迟成熟以及延长货架期[9]
3.1 控制食品中的有害微生物
食品辐照杀菌必须是以有效维持食品原有风味和品质为前提，筛选适宜剂量再结合科学的贮藏方法（如冷藏）能显著延长食品储藏期[10]。其中，电子束辐照杀菌不存在辐射源的问题，安全性能也比较高，还能有效地防止食源性致病微生物的污染 [11]。姚周麟等研究表明利用3~6kGy剂量电子束处理即食鱿鱼丝，可最大限度地控制贮藏期间微生物的繁殖，
并较好地保持其感官品质[12]；杨文鸽等报道了3~5kGy辐照剂量能有效杀灭泥蚶肉中的微生物，还能改善其风味，不影响泥蚶肉的良好品质[13]；Mckee用1.0、1.8kGy剂量的电子束辐照去骨无皮的鸡胸肉，结果显示在辐照后的样品中都未检测出大肠菌、大肠杆菌、嗜冷菌[14]；Sarrias等用1.1、7.5kGy剂量的电子束辐照去壳糙米和大米，能杀灭去壳糙米和大米上的大肠菌、大肠杆菌（E.coli）、还原亚硫酸盐的梭菌属、真菌和腊状芽孢杆菌（Bacillus cereus）[15]。周仁佳等研究表明：1.5kGy剂量的电子束辐照鲜切哈密瓜可很好地控制细菌、霉菌和酵母菌的生长，其中细菌较容易杀灭，而霉菌和酵母菌次之[16]；杨俊丽等报道：2.0、3.5kGy剂量的电子束辐照草莓，都能够有效控制果实的致病微生物，且有效维持其感官品质和营养成分，得到了较理想的保鲜效果[17]。Kim等研究了2kGy剂量的电子束辐照能有效地杀灭鸡蛋中的鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌，辐照过后的鸡蛋的粘性降低，但是发泡性却增强了[18]。因为电子束辐照技术是一种冷杀菌技术，即杀菌的同时不会使食品内部温度升高，所以有研究表明电子束辐照技术是唯一能对冷冻、冷鲜食品有效杀菌的技术[19]。
3.2 控制食品中的害虫
电子束辐射处理过的粮食是安全的，并且辐射不会引起环境的任何污染[20]。但研究结果表明300Gy剂量的电子束辐照几乎不会影响蜱螨目和鳞翅目的成虫存活天数，因此，不同目的害虫成虫对电子束辐照剂量的耐受性不同，选择合适剂量的辐照是非常重要的[21]。李淑荣等研究证明：1kGy剂量的电子束辐照稻谷和小麦，不会破坏它们的营养品质和加工特性[22]。黄曼等发现0.6、0.3kGy 2个剂量的辐照可有效控制和预防粮食储存和物流过程中谷蠹和米象2种害虫[23]渣土车管理系统。从性别上来讲，雄虫的不育量要比雌性的多
3.3 抑制发芽、延迟成熟和延长储藏期
采集后的蔬菜仍旧能够进行新陈代谢，甚至会腐烂。一些蔬菜，如大蒜、马铃薯、生姜、洋葱等存在着较短的生理休眠期，这个期间过后便开始生长发芽，消耗自身营养成分，因此品质也就随着快速下降[24]。此外，电子束辐照还能有效地延缓新鲜蘑菇的开伞时间，防止蘑菇子实体的老化褐变[25]。
利用电子束辐照技术处理抑制鳞茎和块茎类食品发芽特别有效，电子束辐照处理已经成为抑制鳞茎和块茎类食品发芽的一项非常成熟技术，并在许多国家得到商业化应用[7]。从杨
俊丽等研究中看出电子束和60Coγ射线辐照都能抑制大蒜的发芽，但一样的辐照剂量条件下，60Coγ射线不如电子束辐照的抑芽效果[26]。
3.4 降解食品中的致敏物质和有害残留物
低剂量的电子束辐照能够使化学污染物或农、兽药残留物分子发生交联、断裂等一系列反应，改变了它们的生物学特性及原有的结构 [27]。Moraese等发现在反应过程中生成的·OH是最活泼的氧化剂之一，能够有效降解溶液中的有机污染物，这就是电子束辐照技术之所以能够降解有机污染物的原理[28]。Liu等实验结果表明，8kGy电子束辐照剂量对呋喃妥因与呋喃唑酮的水溶液降解率为100%蔬菜保鲜柜>ad2组合，当辐照剂量降至6kGy，两种药物的降解率小于80%[29]；张娟琴等报道了电子束辐照能加大降解毒死蜱、氯氰菊酯、百菌清和这4卷帘纱窗种药物，并且还证明了它们的降解率随辐照剂量的加大而上升[30]。电子束辐照对水中残留的氯化有机物以及水产品中残留的氯霉素都有降解作用[31]。
3.5 电子束辐照在其它方面的应用研究
这些年来出了对食品品质的研究之外，国内外学者还有对其他方面也有拓展。张明琦等研
究表明，7~10kGy辐照处理能明显降解钝化蟹原肌球蛋白（过敏原），这对于解决很多人对海鲜食物过敏提供了思路[32]。杨俊丽等在研究电子束辐照大蒜对其品质的影响过程中，发现电子束辐照能增加大蒜素的含量，增进大蒜辛辣风味品质[26]。A．S．TEETS等分别用10，20，30kGy辐照杏仁皮，然后从中提取酚类物质，发现10~20kGy可以增加提取量[33]。杨成对等用电子束辐照茶叶，发现可以有效地降解期中拟除虫菊脂类农药[34]。所以，随着国内外的研究进一步深入，发现辐射保藏还有其他作用，但是还有很多没有报道出来，需要进一步研究。
4 电子辐照技术在应用中存在的问题
目前电子束辐照技术因为技术参数还是源用以前的射线辐射参数，在灭菌效果还比不上射线辐照，妨碍了电子束辐照的发展，所以现在要做的就是建立相应的体系，Park研究表明在减少牛肉肠馅饼的细菌菌落总数方面，电子束辐照效果不如γ射线辐照（p＜0.05）[35]；Song等研究报道小于5kGy的辐照能够显著降低调理发酵牡蛎中的产单核细胞李斯特菌、肠炎弧菌和金黄葡萄球菌而不影响牡蛎的食品品质，其中γ射线辐照比电子束辐照的杀灭效果更好[36]；刘等研究经γ射线辐照的猪肉火腿肠的细菌总数明显低于经电子束
辐照的样品的细菌总数。电子加速器的开发严重滞后，阻碍了电子束辐照技术的应用[37]；汪昌保等研究发现，电子束和γ射线对牛肉火腿中微生物的杀灭效果显著，脂肪、维生素B的含量明显下降，两种处理对牛肉火腿品质影响无明显差异[38]；逯连静研究发现，电子束辐照处理对草菇保鲜效果不佳，辐照组比对照组的样品腐烂较快，贮藏期更短[39]；Vanesa等研究了电子束辐照对碎肉、伊比亚火腿、熏鲑鱼和软奶酪中化学成分的影响，结果表明辐照对所有样品中的自由氨基酸都有显著影响[40]。
5 电子辐照技术在食品工业中的发展趋势及展望
首先还需要深入的探讨辐射剂量与灭菌效果之间的关系，寻最佳辐射剂量，另外还需要探讨的是电子加速器的辐照对食品的一个影响机制，让辐照食品更加的安全。
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