食品安全問題不僅直接影響廣大消費(fèi)者的健康，而且對國家經(jīng)濟(jì)、政治、國際貿(mào)易，以及對以人為本構(gòu)建和諧社會均有著重要的影響。近年來，由致病微生物獸藥、農(nóng)藥等農(nóng)產(chǎn)品中有害物質(zhì)的殘留等引起的食品安全事件時有發(fā)生，而且基于有害物質(zhì)殘留和微生物污染等問題，致使我國農(nóng)產(chǎn)品出口受阻而帶來的貿(mào)易損失也較為嚴(yán)重。近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子束輻照在食品安全控制中有著良好的發(fā)展前景，一定劑量的電子束輻照不僅可以降解和破壞食品中的有害殘留物與食物過敏原，而且還可以增加食品的貨架期，電子束輻照加工已成為食品安全控制領(lǐng)域中的一個重要技術(shù)手段。
食品輻照技術(shù)源于20世紀(jì)50年代，發(fā)展至今已歷經(jīng)半個世紀(jì)。目前，我國的食品輻照技術(shù)已進(jìn)入世界先進(jìn)行列，基本達(dá)到成熟推廣和半商業(yè)化階段。按國際輻照食品通用標(biāo)準(zhǔn)，在食品輻照應(yīng)用方面所采用的輻照源主要有3種類型：放射性核素鈷－60射線、機(jī)械源產(chǎn)生的x射線和機(jī)械源產(chǎn)生的電子束，其中鈷－60與電子束應(yīng)用最廣。為促進(jìn)和推廣電子束輻照技術(shù)在食品安全控制領(lǐng)域的應(yīng)用，本文扼要介紹電子束食品輻照技術(shù)在國內(nèi)外食品安全控制領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。
一、電子束輻照技術(shù)的原理與特點(diǎn)
1、電子束輻照技術(shù)的原理
電子束輻照的原理是由電子加速器產(chǎn)生的低能或高能電子束射線（通常電子束能量為10MeV，束流功率為數(shù)十千瓦以上）通過高能脈沖直接作用破壞活體生物細(xì)胞內(nèi)DNA或通過間接作用使水和小分子物質(zhì)輻解，產(chǎn)生-H、-OH等活性自由基，與核內(nèi)物質(zhì)作用，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。較低劑量的電子束能夠在不顯著影響食品品質(zhì)的前提下，殺滅病蟲害，從而消滅食品中的微生物，延長農(nóng)產(chǎn)品的保鮮期，減少防腐劑的使用，使農(nóng)產(chǎn)品更安全，并能延緩果蔬成熟，抑制蔬菜發(fā)芽，延長食品的貨架期。并通過其射線的直接和間接作用，使生物大分子或化學(xué)污染物分子發(fā)生斷裂、交聯(lián)等一系列反應(yīng)，從而改變分子原有的生物學(xué)或化學(xué)特性，降低其毒害性及致敏性。它的特點(diǎn)是用一種裝置產(chǎn)生名為“軟電子”的微弱電子輻射農(nóng)產(chǎn)品表面，可有效抑制和殺滅微生物。這種電子波最深只能深入農(nóng)產(chǎn)品表面50～150μm處，因此它能殺掉農(nóng)產(chǎn)品表面附著的細(xì)菌同時，不致使農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分遭到破壞。
2、電子束輻照技術(shù)的特點(diǎn)
a、操作安全可控性強(qiáng)
電子束輻照技術(shù)具有較好的環(huán)保性能，輻照室通過合理設(shè)計(jì)、施工和嚴(yán)格使用管理，作業(yè)時完全可以避免電子射線泄漏，加速器斷電即切斷輻射源，安全可靠。電子束輻照的產(chǎn)生和消失則完全可以通過電源開關(guān)來控制，操作簡單，不需要輻射源，不污染環(huán)境，對操作人員無傷害，可直接應(yīng)用于連續(xù)化生產(chǎn)。而Υ射線輻照需要輻射源，需要有特殊的設(shè)施防止輻射泄漏，每次處理完得將輻射源放入水中來終止輻照，60Co射線半衰期為5年，137Cs射線半衰期為31年，因而還需要對廢棄的放射源進(jìn)行處理；而采用化學(xué)熏蒸方式，工作人員有觸毒、中毒的危險，需要特殊的防護(hù)作業(yè)，不利于從業(yè)人員的身體健康，同時熏蒸氣體釋放后又會污染庫區(qū)和周邊環(huán)境。
b、操作簡單方便可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)
電子束由電子加速器產(chǎn)生，它的產(chǎn)生和消失完全可以通過加速器的電源開關(guān)控制，電離輻射能量的大小也可以通過加速器來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)操控比較方便。電子束具有很高的能量并且對紙張、木板等有較強(qiáng)的穿透能力，因而對已經(jīng)包裝好甚至貼有標(biāo)簽的食品可直接進(jìn)行處理。電子束穿透距離較短，與被輻照物的密度有關(guān)，電子束具有較快的劑量率，采用動態(tài)的傳送裝置，其產(chǎn)品吸收劑量的不均勻度小于5％，適用于形狀規(guī)則、小厚度產(chǎn)品。
c、無有害物質(zhì)殘留
與化學(xué)熏蒸及添加防腐劑等處理技術(shù)相比，電子束輻照不會帶來有害物質(zhì)的殘留等不安全因素。另外，早在1980年，世界衛(wèi)生組織(WHO)、聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)聯(lián)合宣布：10kGy以下劑量輻照后的食品不存在毒理學(xué)問題，近期又宣布大于10kGy輻射處理的食品，只要有需求，同樣可以安全食用。
二、電子束輻照在食品安全控制領(lǐng)域的應(yīng)用
1、在食品貯藏和保鮮中的應(yīng)用
當(dāng)前，在保鮮技術(shù)的研究和應(yīng)用上，國內(nèi)外主要采用了溫度控制貯藏保鮮技術(shù)、氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)、化學(xué)貯藏保鮮技術(shù)、輻射貯藏保鮮技術(shù)，以及多種技術(shù)的綜合應(yīng)用。但從使用成本、便利性、安全性以及貯藏效果等幾方面看，利用輻照技術(shù)加工處理新鮮食品，可以起到延長保藏時間，保證產(chǎn)品品質(zhì)的效果。電子束輻照技術(shù)在水果、蔬菜、食用菌、肉類、谷物等農(nóng)產(chǎn)品保鮮中已經(jīng)開始大量的研究應(yīng)用。對于冷、鮮動物源性食品電子束滅菌保鮮研究，國內(nèi)外學(xué)者也作了有益探索。如Fielding等探討了電子束輻照對不同pH下大腸桿菌成活和修復(fù)的影響；Blank等研究了電子束對冷凍貯藏液體蛋黃的物理、物理化學(xué)、功能性等指標(biāo)的影響。這些研究均發(fā)現(xiàn)冷鮮食品電子束輻照處理具有較好的滅菌保鮮作用。另外，在殺滅植物源性食品的微生物及致病菌污染方面電子束輻照更顯示出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和顯著的效果。例如，A.Koorapati，D.等用電子束對雙孢菇切片進(jìn)行輻照保鮮，劑量為0.5，1.0,3.1，5.2KGy，檢測輻照對微生物菌落、質(zhì)構(gòu)、色澤和多酚氧化酶的影響，證明利用電子加速器對采后的新鮮食用菌進(jìn)行處理可以達(dá)到輻照保鮮的效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。大量的研究表明，電子束輻照對農(nóng)產(chǎn)品中的害蟲有著良好的滅殺作用。
2、在降解有害殘留物應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子束輻照顯露出對食品中化學(xué)污染物的降解作用引起了研究者的關(guān)注。清華大學(xué)研究了鹽酸克倫特羅、呋喃唑酮、呋喃妥因以及一些代謝產(chǎn)物水溶液的電子束輻照降解，發(fā)現(xiàn)輻照對這些物質(zhì)的降解有效，其中對鹽酸特羅溶液的降解率可達(dá)95％以上。瑞士和浙江省以及江蘇省農(nóng)科院對氯霉素水溶液及水產(chǎn)品中的氯霉素做了輻照降解研究，證實(shí)了輻照降解氯霉素的可能性，并且相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)在劑量為3.15kGy／s，吸收劑量為15 kGy和465kGy，沒有特別物質(zhì)生成。同時東南大學(xué)對輻照處理后含氯霉素的蝦仁做了毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明輻照后蝦仁的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)為陰性。江蘇省農(nóng)科院還對敵草隆(Jibiao Zhang,2007)、茶葉中的七項(xiàng)農(nóng)藥均做相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)輻照可能降解氯氰菊酯、敵草隆等。近日，沈陽化工大學(xué)等對有機(jī)磷農(nóng)藥樂果(Lei Zhang,2007)、甲胺磷、甲基對硫磷、氧化樂果等分別做了微波和γ射線的輻照處理研究，發(fā)現(xiàn)在一定的輻照劑量和輻照條件下，輻照可以不同程度的降解這些物質(zhì)。西班牙利用微波輻照對林丹做了研究，得出了相同的結(jié)論。
由此可見，對電子束輻照降解農(nóng)產(chǎn)品中有害殘留物的研究有著良好的發(fā)展前景。但目前這些研究均停留在實(shí)驗(yàn)室，并且大部分是以污染用水、水產(chǎn)品等為主要研究對象，輻照技術(shù)在其它產(chǎn)品，尤其對肉類制品等嚴(yán)重影響國民生活和國家貿(mào)易等農(nóng)產(chǎn)品的研究尚未開展或很少，而且對更多的藥物作用效果的研究還有待于深入，其輻照機(jī)理和效應(yīng)的還需進(jìn)一步的研究。而輻照技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品有害物質(zhì)降解研究中大規(guī)�；a(chǎn)應(yīng)用尚待時日。
3、在降低食物致敏性應(yīng)用研究中的探索
近年來，科學(xué)家們在輻照脫敏的生物化學(xué)效應(yīng)及免疫學(xué)效應(yīng)方面做了一些探索性的研究。2002年美國研究發(fā)現(xiàn)，電子束輻照對螨、鏈格孢菌等致敏原有破壞作用，并進(jìn)一步做了免疫機(jī)理研究(附表)，證明電子束輻照對幾種過敏原的抗原表位均有破壞作用，使其喪失了致敏活性。他們利用免疫轉(zhuǎn)印、酶聯(lián)免疫實(shí)驗(yàn)、SDS-PAGE電泳等技術(shù)分析輻照后過敏原的結(jié)構(gòu)與構(gòu)象的改變，發(fā)現(xiàn)經(jīng)輻照后過敏原肽鏈發(fā)生斷裂、交聯(lián)等反應(yīng)，抗原決定簇發(fā)生改變，致敏性降低。韓國、德國、加拿大等的研究小組也做了相關(guān)的研究，證實(shí)輻照對牛奶、蛋和蝦等中的食物過敏原有破壞作用，并從免疫反應(yīng)的角度進(jìn)行了初步的機(jī)理研究。目前，這一系列探索性研究只是輻照在新領(lǐng)域中應(yīng)用研究的開始，輻照脫敏的生物化學(xué)效應(yīng)及免疫學(xué)效應(yīng)還不完全清楚，綜合應(yīng)用光譜學(xué)、x-射線衍射、生物化學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、免疫學(xué)和生物化學(xué)分析等技術(shù)手段進(jìn)行輻照降低食品中過敏原致敏性的機(jī)理研究，尤其在單克隆抗體基礎(chǔ)上的輻照對致敏原破壞的分子生物學(xué)機(jī)理的研究應(yīng)是未來機(jī)理研究的重點(diǎn)。我國對過敏原的研究上做過一些工作，對有關(guān)引起過敏的食物過敏原做了鑒定分析，如羅氏蝦及花生等的過敏原成分鑒定和分析，但在輻照脫敏方面的研究還未見報道。
三、電子束輻照技術(shù)在食品安全控制領(lǐng)域應(yīng)用的前景
在食品安全控制領(lǐng)域，電子束輻照技術(shù)在解決食品安全問題中具有獨(dú)特的技術(shù)特色和優(yōu)勢，在防止食品中食源性致病微生物污染、降解和破壞食品中有害物質(zhì)和過敏原以及進(jìn)出口檢疫等方面均有很大的應(yīng)用潛力。電子束輻照對食品和其他農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工處理時，通過電離輻射抑制生物中酶的活性，破壞生物體中細(xì)胞結(jié)構(gòu)，殺死食品中的病蟲、病原微生物以及其他腐敗菌，達(dá)到食品保存或保鮮的目的，并且通過射線的直接和間接作用，使得食品中有害物質(zhì)降解，從而降低其致敏性和毒害性，保障食品的安全性。
輻照技術(shù)在食品的貯藏加工過程中，食品不會升溫，不會產(chǎn)生有害物殘留等不安全性問題，可對新鮮食品進(jìn)行處理。與其它技術(shù)相比，電子束輻照技術(shù)還具有如下的優(yōu)點(diǎn)：與加熱相比，食品的成分很少發(fā)生變化；與冷凍、冷藏相比，可節(jié)約大量能源；與輻照源輻照技術(shù)相比，較為安全，可控性強(qiáng)，操作簡單，無需特殊的防護(hù)設(shè)備；同時輻照保藏也不同于化學(xué)熏蒸法、腌制法，不需要加入添加物，與加熱、冷凍等方法一樣，是一種物理保藏法，且屬于冷處理技術(shù)，具有許多傳統(tǒng)保藏法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)；從安全的角度來看，輻照食品是安全的，不存在“毒理上的危害”；同時在營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)上也是安全的。因此輻照技術(shù)有望替代傳統(tǒng)滅菌方法，成為一種切實(shí)可行的食品綠色貯藏加工技術(shù)，并且在食品有害物質(zhì)降解上有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
總之，電子束輻照加工技術(shù)是一種高新技術(shù)，這種高新技術(shù)和其他加工技術(shù)比較，具有技術(shù)滲透率高，發(fā)展?jié)摿Υ�，產(chǎn)值增長率高，投資回報期短等特點(diǎn)，并且在生產(chǎn)加工上具有技術(shù)成熟、方便、快捷、經(jīng)濟(jì)、較安全等優(yōu)點(diǎn)。電子束輻照技術(shù)作為一項(xiàng)具有潛力和廣闊前景的新技術(shù)，隨著輻照技術(shù)的發(fā)展和完善，有可能成為食品安全控制領(lǐng)域的主要關(guān)鍵技術(shù)，尤其是在水產(chǎn)品和小包裝食品的安全控制領(lǐng)域應(yīng)用上有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
