葛学武**
（中国科学技术大学）
目前，病菌使食品的卫生安全问题日益严峻，而食品辐射加工技术是一种新型而有效的杀菌保鲜手段，称为“冷巴斯德杀菌法”（cold pasteurization）。由于电子束和γ射线对于纸张、木版等有一定的穿透性，对于包裹好的，以及已贴上标签的食品可以直接进行辐射加工，而不需要额外的处理，成为辐射加工的主要手段。在美国绝大多数的食品辐射加工采用电子束辐照。但是，食品包装上是否需要贴有国际辐射食品的符号，或者在标签上注明该食品被辐照过或是该食品的某个成分辐照过，还存在争议。
二、 食品辐照原理及其重要性
1． 食品辐照的原理：（1）放射源放射出的高能射线或加速器放出的高能电子的能量很高，可以杀死食品中的微生物，达到杀菌保鲜的目的，而不用对食品进行加热消毒。（2）用于食品辐射加工的放射源有三类：高能电子束、γ射线和X射线；γ射线源有Co-60和Cs-137两种。
2． 食品辐照的重要性：（1）食品携带的病菌是一个非常严重的问题，在美国，食品携带的病菌每年导致7600万人生病、32.5万人住院和5000人死亡；（2）由于食品携带的病菌，每年估计损失50～860亿美元。
三、 辐照食品的安全性
1． 辐射不会污染食品，不会产生有毒物质，也不会改变食品的成分及结构；
2． 科学上得到了证实，并获得了世界卫生组织、美国医药协会、美国营养协会、美国食品及药品管理局等国际组织的认证。
四、 辐照成本
比传统的防腐杀菌效率高。对于水果和蔬菜，每磅成本增加2～3%，对于肉类和禽类，每磅成本增加3～5%。
五、 食品辐照对食品的影响
低剂量（<5kGy）导致小分子蛋白质的裂解，高剂量可以导致蛋白质变性，而非常高的剂量（>100kGy）可以打断氨基酸的侧链，低剂量到中剂量（<10kGy）可以观察到一些功能的改变。酶通常没有改变功能，味道通常改变也非常小。
六、 食品辐照对碳水化合物的影响
食品辐照可以裂解多糖为低聚糖，使淀粉和纤维素降解，也可能导致整个水果和蔬菜质量的改变
七、 食品辐照对油脂的影响
辐照氧化油脂，可能导致恶臭，不饱和油酸更容易被氧化。破坏性反应主要取决于以下辐照条件：剂量、辐照温度、氧气的存在与否，及储存条件。
*本报告是在张志成教授和施文芳教授参加在美国举行的国际食品辐射加工会议后，在施文芳教授整理了会议资料的基础上，作者又重新加工整理而成。
**葛学武，男，1959年3月20日生，高分子科学与工程系副教授，科大创新股份有限公司辐化分公司的副总经理。
八、 食品辐照技术发展现状（美国）
1． 美国航天局早在六十年代就已经把辐射食品作为宇航员在太空的食品；
2． 美国全国共有约三十座辐照装置，其中相当一部分用于食品辐射加工；
3． 1998年在夏威夷建造一座专门用于水果和蔬菜辐射加工的辐照装置的提案得到批准；
4． 产品数量和份额：（1）调味品和干菜：9500万磅，占总销售量的9.5%；（2）水果和蔬菜：150万磅，占总销售量的0.002%；（3）家禽肉类：50万磅，占总销售量的0.002%左右。实验室流化床
九、 食品辐射加工技术特点
1． 杀菌效果：至少99.9%常见的以食物为载体的病菌失去活性，如沙门氏菌、气单胞菌、大肠杆菌O157:H7等。对细菌的破坏性强，只有极少量的病菌能够存活下来，其数量已对人体不足构成危害。
2． 保鲜、防腐作用：食品保质期不同程度得到延长。如：马铃薯辐照后出芽大大减少；草莓三个星期以上不腐烂，比其他防腐技术至少多3～5天。不显著减少食品营养，不改变食品口感。食品辐照会发生一定的化学反应，使营养物质有少量减少，但发生的化学反应并未产生有害成分，营养物质的减少量不会多于加热和罐装等方法。辐射加工不会使食品产生毒性，也不会使食品变得具有放射性。而采用添加化学试剂，很难再从食物中提取，口感会有所改变，甚至会产生有毒物质。
一十、 食品辐照技术发展历史及其现状（欧洲）
1． 发展历史：1905年英国发明第一个关于食品辐照技术的专利，但1987、1989欧盟两次发表声明，反对食品辐射加工，而1988欧盟发表了一份关于食品的官方提议，提出一系列
可以辐照的食品，到2000年9月欧盟签署了两个文件，就食品辐射加工合法化提出了一个基本框架。
2． 发展现状：八十年代中期，法国、荷兰、比利时等国开展食品辐射加工；各国每年产量为5000～20000吨之间，辐照食品主要是调料和家禽肉；大约 40种辐照食品在欧洲销售。
一十一、 食品辐照技术发展历史（美国）
1958年，食品、医药和化妆品法案将食品辐照作为附加手段，1963年正式批准了小麦的食品辐照，1976年联合国粮食与农业组织、国际原子能组织和世界卫生组织共同组成的食品辐照专家委员会认为食品辐照可以作为一种加工方法，1980年该专家委员会认为剂量小于10kGy的食品辐照是安全可靠的，1983年食品及药物管理局批准调味品辐照（剂量可达30kGy），微型拉曼光谱仪1985年该管理局批准猪肉辐照（0.3～1.0kGy），1990年该管理局批准家禽肉辐照（1.5～3.0kGy），1997年该管理局批准新鲜肉在4.5kGy辐照和冷冻肉在7.0kGy辐照。
十二、食品辐照剂量
食品辐照剂量根据辐照目的不同，分为三个档次：（1）低剂量（<1kGy）可减少食品中的昆虫和寄生虫，以及延迟果实成熟；（2）中剂量（1～7kGy）可减少食品中的病菌，延长储藏期；（3）高剂量（>25kGy）彻底杀菌，不同食品所用的剂量也不同，如下表
酸洗缓蚀剂食品 | 批准时间和单位 | 辐照目的 | 最大剂量（kGy） |
小麦和面粉 | FDA-1963.8.21 | 杀死昆虫 | 0.2～0.50 |
白土豆 | FDA-19964.7.8 | 抑制发芽 | 0.05～城市通讯0.15 |
调味品或干蔬菜 | FDA-1983.7.5 | 杀菌和防止昆虫 | 10.0 |
干或脱水的酶制品 | FDA-1985.6.10 | 杀菌 | 10.0 |
新鲜整猪或没有加热的肉块 | FDA-1985.7.22 | 控制旋毛虫（肠寄生虫） | 0.30～1.00 |
新鲜食物 | FDA-1986.4.18 | 延迟成熟 | 1.0 |
干或脱水的香料（包括调味品） | FDA-1986.4.18 | 杀菌 | 30.0 |
新鲜或冷冻没有烹调的家禽 | FDA-1990.5.2 USDA-1992.10.21 | 控制食物携带的病菌 | 3.0 |
冷藏或冷冻的没有烹调的猪肉、牛肉、山羊和羊羔肉 | FDA-1997.12.3 USDA-2000.2.22 | 控制事物携带的病菌，并且延长保质期 | 4.5(冷藏) 7.0（冷冻） |
新鲜壳蛋 | FDA-2000.6.21 | 控制沙门氏菌 | 3.0 |
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十三、辐照对生物体系的影响
1． 直接影响：射线与食物直接相互作用，可导致核蛋白酸的直接离子化，对遗传基因造成伤害，破坏DNA链和双缠绕链。对单缠绕链的破坏可以修复，但可能会导致突变，而双缠绕链的破坏则是致命的。
2． 间接影响：原子核细胞质有将近80%是水，射线与水相互作用会产生羟基自由基等活性粒子，这些活性粒子极易与原子核内其他成分发生反应，可导致原子核内分子间的交联反应。
十四、辐照对微生物的影响
电子加速器辐照对细菌的致命影响与γ射线等同。2kGy射线不管是电子加速器或者是γ射线对牛肉中的大肠杆菌O157:H7有着同样的杀菌效果。辐照对于不同生物体系、食品种类和食品状态（冷藏和冷冻）具有不同程度的影响；同其他过程一样，产品最终的质量很大程度上取决于初始质量。
十五、辐照对细菌的伤害
辐照导致的直接和间接的影响可以对细菌产生近乎致命的伤害，使得细菌对周围环境特别敏感（如热、酸性、冷冻等等），这与传统的细菌学原理不相违背。
七种常见病菌的D10值
病菌 | D10剂量值（kGy） |
气单胞菌（aeromonas） | 0.14～0.19 |
Campylobacter | 0.19 |
大肠杆菌（Escherichia coli）O157:H7 | 0.25～0.3 |
李司忒氏菌（listeria） | 0.77 |
沙门氏菌（salmonella） | 0.38～0.77 |
葡萄状球菌（staphylococcus） | 0.36 |
肉毒杆菌（clostridium botulinum）（孢子 | 3.56 |
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十六、食品辐照—延长保质期
器官感觉的改变可以认为食品已经变质，尽管实际上并未变质。辐照改变食品的微生物落，生长快的细菌对辐照特别敏感。微生物落的改变可能是不同类型的微生物的生长。
十七、辐照肉和家禽技术带来的利益（美国）
病菌 | 主要的并发症 | 每年可以预防的数目 |
病例 | 住院 | 死亡 |
大肠杆菌（Escherichia coli）O157:H7 | 至少250例溶血尿毒症综合症 | 23000 | 700 | 20 |
Campylobacter | 250例GBS | 500000 | 2500 | 25 |
沙门氏菌（salmonella） | 6000例活性关节病 | 330000 | 4000 | 140 |
李司忒氏菌（listeria） | 60次早产 | 625 | 575 844vv | 125 |
弓浆虫 | 100～1000例先天性弓浆虫病 | 28000 | 625 | 94 |
可预防的总量 | 6600次灾难性的疾病 | 881265 | 8500 | 352 |
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十八、消费者关心的问题
在辐照食品中是否有残留的辐射效应；是否对腐烂事物的再处理使用；处理过程中营养物质是否流失；消费者愿意有了解地选择事物，辐照食品贴标签是一件很重要的事情。
十九、消费者接受程度的调查
辐照食品是一个概念很新的产品，很多消费者以前根本没有见过和听过，调查的结果不一定能反映市场的真实情况，而且许多消费者的购买意愿也是易变的，但对辐射的恐惧将会影响消费者的态度。
时间（年） | 愿意购买（%） | 数据来源 |
1978 | 36 | Malone et al. (1990) |
1988 | 45 | Schutz et al. (1989) |
1993 | 50～52 | AMI Foundation (1993 |
1997 | 60 | FMI annual trends survey |
1998 | 79 | FMI & GMA (1998) |
1998 | 55 | FMI annual trends survey |
1999 | 56 | FMI annual trends survey |
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