电子加速器在食品辐照中的应用

食品安全问题不仅关系到消费者身体健康和生命安全，同时也关系到政府和国家的形象，关系到经济发展和社会稳定。当前食品安全已成为世界各国以及公众关注的焦点。辐照技术作为一种优质、高效、安全的食品加工新技术，以其独特的技术优势和处理效果，在减少食品的食源性疾病暴发，保障食品的营养和消费安全，解决国际贸易中外来生物的入侵等重大食品安全问题中发挥着越来越重要的作用。 

食品辐照用射线源主要有γ射线、电子束两大类型，其中以γ辐射源应用较为普遍。本文就目前国内外该领域的研究现状及电子加速器食品辐照的应用特点作一综述，旨在抛砖引玉，推动国内电子加速器在食品辐照的发展。 

1 电子束食品辐照的研究现状 

目前已有的大量研究表明电子束食品辐照在解决食品安全问题[4,5]中能达到防止食品中食源性致病微生物污染、进出口检疫和降解食品中化学污染物等作用，而具有独特的技术特色和优势

1.1低剂量电子束辐照杀灭农产品害虫 

杀灭食品中检疫性害虫的目标主要包括：若辐照处理时害虫的虫态为成虫态；则幼虫应在其发育成成虫前死亡；若辐照处理时为成虫，则应保证成虫没有繁殖下一代的能力。大量研究表明，如果要求电子束辐照处理后商品中的害虫在一天内死亡，需较高剂量的辐照处理，而高剂量的辐照处理会严重影响商品的品质。采用较低剂量(200-500Gy)的辐照处理，保证害虫在一定时间内死亡或无繁殖能力，也可达到相同的检疫目的。李淑荣采用电子束[7]对赤拟谷盗成虫、卵、幼虫和蛹进行了辐照效应试验，结果表明：赤拟谷盗不同发育阶段对电子束辐照的敏感程度不同，卵最为敏感，辐照的剂量高于210Gy不能孵化；305Gy的剂量可以完全阻止其幼虫发育为成虫；高于305Gy的剂量虽然能羽化为成虫，但羽化后的成虫不能正常存活；采用518Gy以上剂量辐照的成虫，在4周后死亡率为100%，可作为辐照防治赤拟谷盗的有效剂量。 

1.2 中剂量电子束辐照减少食品中微生物污染 

冷冻及新鲜动物源性食品由于其独特的物理状态和品质特征，采用常见的高温高压、巴氏灭菌等灭菌手段已无能为力，而电子束辐照处理则是目前较好的冷鲜食品灭菌保鲜技术。研究报道利用电子束0-3.85kGy辐照无骨猪肉，可以有效杀灭冷鲜肉中的大肠杆菌和沙门氏菌。同时经电子束辐照后的纸箱包装产品在冷冻或冷藏条件下贮藏，其品质、口味均无影响，但较长时间存放会影响产品光泽。Blank等研究了一种真菌孢子对γ射线和电子束辐照后的抗性，表明在相同吸收剂量下，两者灭菌效果基本相似。在杀灭植物源性食品的微生物及致病菌污染方面电子束辐照更显示出独特的技术优势和显著的效果。对辐照后小麦加工品质的研究表明，电子束辐照处理除降低了小麦表面的光泽和吸水率外，对其营养品质和加工特性无明显影响。 

1.3高剂量电子束辐照降解食品中化学污染物 

伴随目前食品化学污染问题愈来愈严重，电子束辐照显露出对食品中化学污染物的降解作用也引起了研究者的关注。人们用电子束辐照茶叶降解其中拟除虫菊脂类农药试验结果表明，用预冷和重复辐照3次共30kGy，可以明显降低拟除虫菊脂类农药的残留含量。浓度为30mg/L的呋喃唑酮和呋喃妥因水溶液[8]，利用电子束辐照8kGy时，已不能检测到；浓度为667μg/L的氨基脲的水溶液在辐照4kGy时，其降解率达到76%。当辐照剂量[9]大于6kGy时，克伦特罗水溶液降解率可达95%以上。 

上述研究表明：尽管电子束辐照效应的研究较之γ射线辐照效应的研究无论在范围还是深度上都尚显不足，但使用电子束辐照食品能达到杀灭食品中检疫性害虫的目标；对食品中食源性微生物污染和致病菌都有着非常好的杀灭效果，在所用剂量范围内对食品品质和加工特性影响甚微；对食品中化学污染成分降解效果显著。因此电子加速器在食品辐照上技术是可行的。 

2 电子加速器食品辐照的特点 

高能电子束和γ射线与物质相互作用的初级过程不尽相同，但次级过程是相同的[10]。用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应，并能有效地杀灭病菌、病毒和害虫。在食品辐照中，用电子束杀虫灭菌要比用γ辐照更具优越性，除了人们共知的电子束定向性好，功率密度高，灭菌速度快，灭菌时间短，产品的氧化效应小和材料性能退化小等特点之外，由于电子束功率密度高和灭菌速度快，它还有辐照时间短的特点。电子束的穿透深度不如γ射线，更适合于小包装熟食，鲜肉和鲜禽肉食品辐照。 

比较从事辐照的装置，一种是利用60Co-γ源，一种是利用电子加速器。

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