电子束辐照技术在食品工业中的应用研究与进展(2)

　　2.4降解食品中的致敏物质和有害残留物

　　近年来，国内外在辐照脱敏的生物化学效应等方面做了一系列探索性的研究。到2002年时，美国研究发现电子束辐照技术能够破坏链格孢菌、螨等致敏原，并进一步做了免疫机理等方面的研究，证明了电子束辐照能够破坏一些过敏原的表位，使过敏原丧失了致敏活性。张明琦等研究表明7、10kGy剂量的电子束辐照能明显破坏钝化蟹原肌球蛋白(过敏原)，在很多人对海鲜食物过敏等问题上提供了很大的帮助。

　　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，从而除去了食品中的农、兽药物残留，并且较好地维持食品的食用品质。Getoff研究发现：水溶液经电子束辐照后，水分子将被激发和电离，产生了氢原子（H）、氢自由基（·OH）和水合电子（e-aq）等大量活性离子；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。

　　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%，当辐照剂量降至6kGy，两种药物的降解率小于80%；张娟琴等报道了电子束辐照能加大降解毒死蜱、氯氰菊酯、百菌清和溴氰菊酯这4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，电子束辐照技术降解产品中的农药残留得到了较好地证明。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。

　　3、电子束辐照对食品品质的影响

　　电子束辐照食品的过程中会产生所谓“辐解产物”的气体成分，从而使食品产生难闻的气味，对食品品质造成了很大的影响。研究表明：10kGy剂量的电子束辐照处理1kg食品数小时仅仅引起2.4℃的温升。1.0~1.5kGy剂量辐照能使哈密瓜在10℃下贮藏12d，感官品质良好。Moreno等人利用1.0kGy剂量的电子束辐照能使芒果在12℃下果实品质保持最佳状态达21d。适宜剂量的电子束辐照能提高草莓的自由基清除能力，免于破坏细胞膜的结构，还能降低丙二醛含量的产生，较好地维持了草莓的食用品质。

　　Huang等研究表明了2.5kGy剂量的电子束辐照冷冻贮藏液体蛋黄不会显著影响它的化学、物理及功能性指标，可以较好地保持贮藏液体蛋黄的良好品质，延长其货架期，提高经济效益。辐照加工还可降低火腿中的使用量，最多降低为80%，减少了亚硝酸盐对人体的危害；降低α-淀粉酶的活力、从而降低α-淀粉的代谢能力；辐照过的食品原料熟化时间变短且利于消化；使牛肉嫩化。

　　张振山等研究表明：10kGy的辐照可改善大豆中的浓缩蛋白的功能特性，而20kGy的辐照会破坏蛋白的功能特性，从而影响了大豆的品质，为使辐照不影响大豆的品质，选择辐照剂量变得至关重要。刘冰冰等报道了6kGy辐照会使鱼肉色泽略微变红，其他使用的剂量辐照过红鱼肉的感官品质良好，而且因电子束具有杀菌作用，较好地维持了鱼肉的感官品质，主要体现在色泽、气味、肌肉弹性和组织形态上。

　　周任佳等报道，经小于2kGy剂量的电子束辐照过的鲜切哈密瓜品质维持较好，其中，1.5kGy剂量的辐照效果最好。2.0~3.5kGy电子束辐照可有效抑制草莓致病菌，降低果实腐烂指数，保持较高的新鲜度和硬度，延缓有机酸、可溶性糖及Vc等营养物质的损耗，达到理想的保鲜效果，且在常温贮藏条件下，3~5kGy辐照对延长草莓保鲜期效果较好；而5.0kGy辐照会破坏草莓的营养品质。Paloma等用3、7、10kGy剂量的电子束辐照杏仁，结果表明7kGy是最合适的辐照剂量，能很好地维持其感官品质和不破坏营养成分。

　　综上所述，在适宜的剂量范围内，辐照杀菌的同时，食品内部温度不会显著升高，还可有效维持食品的色、香、味、形，不破坏产品的营养成分和感官品质。

　　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的应用受到社会的广泛关注，但其技术参数尚不完善，商业应用也主要参照60Co源辐照标准，且灭菌效果不如γ射线，严重阻碍了电子束辐照技术的商业化应用；因此建立商业应用的电子束辐照标准，完善电子束辐照技术及扩大电子束辐照技术的商业化应用是迫不及待的。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）；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、肠炎弧菌和金黄色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；刘福莉等研究经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；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；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；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。

　　人们对辐照食品的认识不足，大大制约了食品辐照技术的发展。国内外对辐照食品的态度不一，以欧盟和日本等国家对辐照技术持严格和谨慎的态度，而巴西、美国为代表的国家对辐照食品则持乐观态度。

　　另外，电子束在辐照肉时会加快脂肪的氧化，促使肉的颜色发生改变，影响了食品品质。下一步将探索如何改善电子束辐照技术对食品品质的影响。目前虽然已有大量实验数据证明辐照不危及食品的安全性，但电子束辐照的食品过程中有无再生毒性物质及致癌物质的生成，食品风味物质及营养成分是否变化或受破坏仍然遭到人们的质疑；电子束辐照食品安全性问题，仍然有待大量的实验数据予以佐证，确保人们的食用安全性。

　　5、电子辐照技术在食品工业中的发展趋势及展望

　　研究表明利用电子束辐照单独杀虫杀菌与γ射线辐照相似，但剂量偏高，对食品品质会有一定影响，处理成本也高。因此下步将探索电子束辐射与红外线、微波、热处理或化学处理等其他方法相结合的综合利用技术，以期解决电子束辐照技术自身存在的缺点。

　　下一步将研究食品的辐照剂量与杀虫、杀菌效果的关系，提出电子束辐照工业在线杀灭食品虫害的最佳剂量；除此之外，还需继续研究电子束辐照技术对食品品质的影响，因为食品的质量安全是消费者是否接受产品的首要标准。研究学者发现电子束辐照除了杀菌/虫等以上作用之外，还有很多其他用途，但作用机理尚不清楚，需进一步研究；其中，Teets等用10、20、30kGy剂量的电子束辐照杏仁皮，从杏仁皮中提取酚类物质，结果显示10、20kGy能够增加酚类物质的提取量，其中的机理尚待探究。

　　目前电子束辐照食品还面临着识别和消费者的接受性等问题，解决此等问题以及使我国食品辐照技术更好、更快地发展，为我国食品工业的发展贡献力量，应做好以下5个方面工作：a.加大政府科研投入，组织科技攻关：组织全国或区域性的联合攻关研究，探究辐照食品的鉴别技术，争取对某些类别的产品尽快建立起简便、快捷的鉴别方法；b.加大科普宣传力度，提高辐照食品的市场接受程度：充分利用现代化传媒手段，大力宣传辐照技术，出版一些有关辐照食品的科普读物，或者利用开办辐照食品销售专柜等形式，从人们的日常生活入手，逐步消除消费者的恐“核”心理。c.培养专业、创新型人才，充分有效地利用食品辐照技术；d.充分发挥食品辐照加工技术在保障食品卫生安全方面的作用：重点推广食品辐照杀菌的低剂量处理技术，如小包装熟食及即食性方便食品、预冷小包装鲜肉、调味品、脱水制品、功能性食品、风味品等的杀菌消毒技术；e.加快辐照食品生产的规范化，提高行业的国际竞争能力：完善现有的标准体系，做好现有卫生标准和工艺标准的调整、修订工作，特别要提高工艺标准技术的可操作性，推进辐照食品加工企业的规范化技改进度，条件成熟的企业要尽快组织实施质量认证工作。

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