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辐照技术在食品加工中的应用与发展
摘要:食品辐照加工技术是对核能的一种和平应用。文章从紫外线杀菌、射线杀菌两方面阐述了食品辐照技术的原理,总结了该技术的特点,探讨了辐照食品的安全性问题以及辐照技术的发展前景。
关键词:食品;安全;食品辐照技术
随着社会的进步和发展,食品卫生安全越来越受到人们的重视。特别是在20 世纪90 年代,一批以食品为载体的新型病菌的出现使食品卫生安全问题日益严峻。据统计,美国每年因食物细菌而染病的人数高达数百万,死亡人数超过5 000。美国农业部估计由七种最主要的食物病菌造成的经济损失每年在50 亿~860 亿美元之间[1]。辐射加工技术作为一种新型而有效的杀菌保鲜手段,应用到食品加工中,对食品的杀菌起到了很好的效果。
食品辐照加工技术是一门新兴的、综合性的食品加工技术,涉及食品科学与工程、辐射物理化学、食品化学、食品微生物、食品毒理学、经济学和社会学等学科,是原子能和平应用领域的延伸,在提高食品卫生质量上有着广阔的应用前景,正日益受到食品加工业和消费者的青睐。笔者查阅相关文献,系统总结了辐射技术在食品加工中的应用与发展。
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-射线、5Mev以下的X-射线10Mev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[2-3]。可分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X-射线、λ- 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。
紫外线杀菌的原理
紫外线的杀菌作用在于促使细胞质的变性。当微生物细胞吸入紫外线后,由于产生光化学作用引起细胞内成分特别是核酸、原浆蛋白、酶类发生化学变化,使细胞质变性。尤其可诱导DNA中的胸腺嘧啶,形成二聚体,使DNA断裂并无法修复,从而抑制DNA的复制和细胞分裂,在细菌细胞中,DNA的任何微小变化都会损毁整个细胞体,影响其正常功能,使微生物细胞受伤甚至死灭。由于紫外线穿透力较弱,一般只用于物料表面或环境的杀菌。其中,波长为250~260 nm的紫外线杀菌效果最强。
射线杀菌的原理
微生物细胞受到射线照射后,存在于溶质中的生物活性物质受到辐射的直接效应;存在于细胞中的多量溶剂受到水分子产生的辐射间接效应即水分子接受了射线能量后被激活成离子或自由基,再与细胞内其他物质起作用引起化学键破裂,使物质内部结构发生变化,于是便与生物生命现象有关的物质发生各种变化,使生理机能受到破坏或导致细胞死亡,从而引起
杀菌作用。γ-射线穿透力较强,能均匀辐照所处理的材料[4]。
2 食品辐照技术的特点
(1)辐照处理是一种“冷处理”的物理方法,在常温下进行,辐照过程产生的热量很少,几乎不引起内部温度的升高,能较好地保持食品原有的风味和外观。
(2)辐照采用较高能量的射线,具有很强的穿透力,在不打开包装的情况下能够穿透食品的包装材料达到食品的深层,无论是抑制发芽、延缓呼吸,还是杀虫灭菌,效果都较好。
(3)辐照处理过程不添加任何化学物质,无有害物质残留,也不污染环境。
(4)食品辐照加工耗能低,可以节约能源。据国际原子能机构的统计分析,冷藏农产品辐照耗能90