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【科普】辐照灭菌-食品应用篇

发布:2020-06-26 11:29:38    
食品辐照技术是1905年申请专利,并于20世纪发展起来的一种灭菌保鲜技术,以辐射加工技术为基础,运用X射线、γ射线或高速电子束等电离辐射产生的高能射线对食品进行加工处理,达到杀虫、杀菌、抑制生理过程、提高食品卫生质量、保持营养品质及风味、延长货架期的目的。

根据现行的GB 14891.1-GB 14891.8标准,目前我国允许应用辐照技术处理的食品种类包括:水果蔬菜类、粮食类、畜禽肉类及其制品、香辛料和调味料类、干果果脯类、其他。

1 水果蔬菜类

水果、蔬菜在采摘后,其中大部分的生命活动仍未停止,但有一定的休眠期。过了休眠期生命活动又会重新活跃起来。日常生活中常见的土豆、洋葱等经过一段时间后就会发芽。土豆发芽后,会产生毒性很强的龙葵素而不能食用。洋葱一旦发芽,就由鳞茎抽出叶子,吸收营养物质并使洋葱腐烂。电离辐射可降低或抑制酶的活性,延缓甚至终止食品中的生命活动,达到长期保存的目的。以土豆为例,吸收0.1kGy的剂量后,常温保存300天仍不发芽,而未经辐射处理的土豆,在常温下储存40天发芽率达100%,无法食用。

水果生长与收获的季节性很强,产地又比较集中,采收后仍是活的有机体,继续进行着一系列生理生化过程,很多营养成分被消耗掉。同时它们含有水分,糖分,维生素等营养物质,所以容易滋生腐败性微生物和昆虫。引起水果类腐败的微生物主要是霉菌,杀灭霉菌的剂量依照水果种类及储存期而定。生命活动期较短的水果如草莓,用较小的剂量即可停止其生理作用。0.1-4kGy的照射可使多种水果,蔬菜延迟成熟,减少腐烂。中美洲各国用0.25-0.35kGy对未成熟的香蕉照射,可使成熟期推迟16天。用0.25kGy照射芒果,使成熟期推迟16天。美国用2kGy或更高的剂量照射草莓,使草莓在5摄氏度下,延长货架时间5-8天。

2粮食类

造成粮食损耗的重要原因之一是昆虫的危害和霉菌活动导致的腐烂变质。杀虫的效果与辐照剂量有关,0.1-0.2kGy使昆虫不育,1kGy使昆虫几天内死亡,3-5kGy使昆虫立即死亡,抑制谷类霉菌的蔓延发展的辐照剂量为2-4kGy、小麦和面粉的杀虫剂量为0.2-0.75kGy、焙烤食品为1 kGy

3畜禽类肉及其制品

辐照杀菌按其目的可分为三类:

A 非深度杀菌

主要目的是抑制致腐微生物的生长繁殖,适用于鱼类、贝类等水产品的储存和运送过程中的保鲜。低剂量辐照鱼类通常结合低温(3摄氏度)储藏。不同鱼类有不同的剂量要求,如淡水鲈鱼,在1-2kGy剂量下,延长储藏期5-25天,大洋鲈鱼2.5kGy剂量下,延长储藏期18-20天,牡蛎在20kGy剂量下,延长储藏期几个月。

B 针对性杀菌

主要目的是杀灭畜禽、鲜肉、蛋品、水产品中的沙门氏菌。沙门氏菌是造成食物中毒的一个重要原因,它对热不灵敏,以致用加热方法不能将它全部杀灭。但沙门氏菌的辐射敏感性高,因而辐照杀菌效果良好。用1.5-10kGy的辐射剂量可以消灭或明显的减少李斯特单核细胞,沙门氏菌,葡萄状球菌以及其他细菌,病原体。如果大多数的产品接受了2.5kGy,那么99.9999+%的大肠杆菌,99.9%的沙门氏菌,99.999+%的葡萄状球菌细胞将被杀死。

C 灭菌

有两种食品要求灭菌而不是消毒。一是商业的灭菌食品,它要求在冷冻的情况下辐照,应用于对有严重免疫缺陷的病人消耗的。二是货架稳定性食品,即它们在室温下可以长期储存而不会变质。灭菌的目的是杀灭肉类及其制品中所有的微生物,使其数量下降1012倍,所需剂量范围为10-60kGy。这种无菌食品可供特殊用途使用,例如,有免疫缺陷的病人、野营者、宇航员、军人等。阿波罗17的宇航员在月球上吃得就是辐照过的火腿。辐照灭菌的牛排正用于宇航员消耗,辐射消毒的肉及肉制品在南非已经上市,并用于南非的军队。

4香辛料和调味料

天然香辛料容易生虫长霉,未经处理的香辛料,霉菌污染的数量平均104/g以上。传统的加热或熏蒸法不但有药物残留,且易导致香味挥发,甚至产生有害物质。辐照处理可避免引起上述不良效果,既能控制昆虫的侵害,又能减少微生物的数量,保证原料的质量。辐照剂量与原料初始微生物数量有关。10-15kGy剂量,辐照尼龙/聚乙烯包装的胡椒粉、五香粉,产品保藏6-10个月,未见生虫、霉烂,调味品色香味营养成分没有显著变化。

5果蔬的检疫处理

国际贸易法及各国的安全法规常要求对进口的果蔬进行安全处理(特别是热带和亚热带果蔬),以杀灭果蝇等。常规用二溴乙烷、溴甲烷、环氧乙烷等气体熏蒸,由于此类气体有致癌效应,对患者及使用者都构成威胁,对环境造成污染,属于国际上正在淘汰的方法,不能为出口产品采用;辐射消毒灭菌将成为主流。杀灭果蝇所需的剂量(0.15kGy),不会改变大多数果蔬的物理化学性质,0.1kGy的低剂量可以防止大多数种类的果蝇卵发育成为成虫。国际上已确定防止所有昆虫虫害的检疫可靠性保证剂量为0.3kGy

6其他

我国在白酒的辐照陈化方面取得显著成绩。辐照处理薯干酒,使酒中酯、酸、醛等有所增加、酮类化合物减少、甲醇及杂醇含量降低,酒的口味醇和,涩辛辣味减少,酒质提高。实验用0.888kGy1.331kGy剂量辐照的两种白兰地酒,存放3月后品尝鉴定,其酒质相当于3年老酒。


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