輻照對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響研究

鄧超 鄒朝暉

摘 要：輻照技術(shù)作為一項(xiàng)新型食品保藏技術(shù)，目前已經(jīng)在多個(gè)國(guó)家及國(guó)際組織的食品安全檢測(cè)工作中得到了高度關(guān)注與廣泛推廣。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)輻照技術(shù)的應(yīng)用研究，本文主要結(jié)合食品輻照技術(shù)的應(yīng)用原理以及優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，闡明輻照技術(shù)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生的作用和影響，并結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)輻照技術(shù)在食品加工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，以期為食品行業(yè)內(nèi)部人員提供參考。

關(guān)鍵詞：食品輻照技術(shù);營(yíng)養(yǎng)成分;影響

Abstract： As a new type of food preservation technology， irradiation technology has been highly concerned and widely promoted in the food safety testing work of many countries and international organizations. In order to further strengthen the application research of irradiation technology， this paper mainly combines the application principle and advantages of food irradiation technology to clarify the effect of irradiation technology on food nutrients， combined with the actual situation， a simple analysis is made on the practical application of irradiation technology in food processing and production， in order to provide reference for food industry insiders.

Keywords： food irradiation technology; nutrient composition; influence

社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升，促使人們?cè)絹?lái)越重視食品品質(zhì)。再加上綠色食品加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，如何有效減少化學(xué)防腐劑使用及推進(jìn)有機(jī)食品生產(chǎn)發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)前食品加工行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。近年來(lái)，為保障食品加工質(zhì)量安全，食品加工行業(yè)內(nèi)部主動(dòng)應(yīng)用輻照技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)食品品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)。與傳統(tǒng)高溫巴氏滅菌法及熏蒸法相比，食品輻照加工技術(shù)基本可以達(dá)到零污染，且無(wú)化學(xué)殘留。最重要的是，食品輻照加工技術(shù)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味的影響相對(duì)較小，可以滿足當(dāng)前綠色食品加工需求。鑒于輻照技術(shù)的重要性，行業(yè)內(nèi)部人員有必要對(duì)輻照技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題及發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行深度研究與分析，以促進(jìn)我國(guó)食品加工行業(yè)高質(zhì)量、高水平發(fā)展。

1 食品輻照技術(shù)概述

食品輻照技術(shù)作為21世紀(jì)綠色食品加工技術(shù)領(lǐng)域的重要技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)得到食品加工行業(yè)的高度關(guān)注與實(shí)踐應(yīng)用。結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)輻照食品正以每年20%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，應(yīng)用前景十分廣闊。為保障食品輻照技術(shù)得以持續(xù)高效應(yīng)用，行業(yè)內(nèi)部研究人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)食品輻照技術(shù)應(yīng)用原理及優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)的分析把握。

1.1 食品輻照技術(shù)的應(yīng)用原理

輻照技術(shù)主要是指利用一定劑量的特定電離射線（60Coγ或137Csγ射線）或者電子加速器，產(chǎn)生大量電子束或者X射線實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的輻照處理而采取的一種技術(shù)手段。一般來(lái)說(shuō)，食品輻照技術(shù)可以有效殺滅食品中的害蟲(chóng)及病原微生物，并且對(duì)于其他腐敗細(xì)菌也可以達(dá)到良好的殺滅效果。經(jīng)輻照技術(shù)處理后的食品，可以滿足食品保藏或者保鮮要求[1]。

從原理角度上來(lái)講，γ射線或者X射線在穿透能力方面表現(xiàn)十分強(qiáng)大，即便是農(nóng)副產(chǎn)品或者食品已經(jīng)包裝完成，該類(lèi)射線也可以透過(guò)包裝袋對(duì)食品進(jìn)行殺蟲(chóng)殺菌，徹底消除病原微生物及害蟲(chóng)所帶來(lái)的感染危害。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來(lái)看，經(jīng)輻照技術(shù)處理后的食品，可以在常溫條件下長(zhǎng)期保存。

1.2 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)分析

食品輻照技術(shù)的推廣與應(yīng)用有效補(bǔ)齊了傳統(tǒng)食品保藏技術(shù)存在的短板問(wèn)題，具體優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)如下。

（1）食品輻照技術(shù)的殺菌效果及消毒效果較好，在使用過(guò)程中，可以大幅度降低食品中的病原體污染程度，利于減少食物腐敗或者其他問(wèn)題。從客觀角度上來(lái)講，應(yīng)用食品輻照的根本目的在于實(shí)現(xiàn)全面殺菌。其中，2～7 kGy的輻照劑量就可以殺滅致病菌及非芽孢菌，如沙門(mén)氏菌、大腸桿菌等。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)范圍的輻照劑量比較適用于畜禽肉及蛋制品等食品加工生產(chǎn)當(dāng)中。與常規(guī)滅菌方式不同，輻照技術(shù)還可以應(yīng)用于其他食品加工領(lǐng)域中，如航天食品及理療食品中。

（2）食品輻照技術(shù)也可以理解為冷巴氏殺菌方法，食品輻照技術(shù)對(duì)食品溫度的影響極小，溫度升高不會(huì)超過(guò)2 ℃，基本可以忽略不計(jì)，這是傳統(tǒng)方法難以比擬的。結(jié)合以往的加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，傳統(tǒng)食品處理方法容易使食品失去原有風(fēng)味或者芳香性，這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)食品處理方法在殺滅微生物的過(guò)程中，食品溫度會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致食品的色香味形等外觀品質(zhì)也發(fā)生一定變化。而食品輻照技術(shù)則不會(huì)發(fā)生這種問(wèn)題，不僅不會(huì)改變食品特性，同時(shí)也不會(huì)影響食品貨架期，甚至還會(huì)延長(zhǎng)某些食品的貨架期[2]。

（3）經(jīng)輻照技術(shù)處理后的食品不會(huì)留下殘留物質(zhì)，基本上可以實(shí)現(xiàn)零污染。與傳統(tǒng)農(nóng)藥熏蒸及化學(xué)處理方法相比較，食品輻照技術(shù)所具備的零污染特點(diǎn)可以有效緩解自然環(huán)境中化學(xué)藥劑殘留濃度過(guò)高的問(wèn)題，這對(duì)于響應(yīng)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)而言，具有重要的可行性。最重要的是，γ射線穿透能力十分強(qiáng)，在殺蟲(chóng)以及滅菌效率方面可以達(dá)到最大化，對(duì)于比較常見(jiàn)的果實(shí)或者谷物等不適宜加熱或者濕煮的食品而言，γ射線也可以直接殺滅深藏的害蟲(chóng)或者微生物等危害物質(zhì)。

2 輻照技術(shù)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響研究

與傳統(tǒng)高溫高壓、巴氏滅菌技術(shù)相比較，食品輻照加工技術(shù)可在常溫條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)食品加工過(guò)程的殺蟲(chóng)、殺菌處理，且對(duì)食品原有營(yíng)養(yǎng)成分的影響較小。

2.1 對(duì)糖類(lèi)成分的影響

食品經(jīng)過(guò)食品輻照技術(shù)處理之后，食品中的固態(tài)糖類(lèi)化合物或溶液狀態(tài)的糖類(lèi)化合物均會(huì)發(fā)生一定變化。糖類(lèi)在大劑量輻照技術(shù)的處理作用下，會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，并生成輻解產(chǎn)物，這主要是因?yàn)樘蔷w對(duì)輻照效應(yīng)所帶來(lái)的變化十分敏感，一旦輻照技術(shù)的局部能量傳遞到晶格中，糖晶體便會(huì)發(fā)生輻解反應(yīng)。同時(shí)，經(jīng)輻照后的糖類(lèi)物質(zhì)會(huì)相繼發(fā)生熔點(diǎn)降低、旋光性改變等一系列反應(yīng)[3]。

多糖物質(zhì)如淀粉經(jīng)過(guò)輻照技術(shù)處理之后，其黏度會(huì)明顯降低，如果輻射劑量過(guò)大，淀粉顆粒可能會(huì)出現(xiàn)易碎變脆的問(wèn)題，導(dǎo)致α-淀粉酶的反應(yīng)速率增大。但在食品加工生產(chǎn)中若將輻照劑量控制在10 kGy之內(nèi)，所引發(fā)的糖類(lèi)輻照降解反應(yīng)以及生成的產(chǎn)物量微乎其微。

2.2 對(duì)脂肪成分的影響

食品中的脂肪分子經(jīng)輻照技術(shù)處理之后，會(huì)發(fā)生一系列氧化及脫氫等反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，飽和脂肪通常處于穩(wěn)定狀態(tài)，而不飽和脂肪則容易被氧化。其中，氧化程度主要與照射劑量相關(guān)，并呈現(xiàn)出正比例關(guān)系。常規(guī)食品輻照劑量基本上不會(huì)造成食品營(yíng)養(yǎng)成分流失。以核桃粉為例，利用食品輻照殺菌技術(shù)處理核桃粉時(shí)，當(dāng)劑量控制在2.0～8.0 kGy時(shí)，核桃粉中的其他脂肪酸含量并未發(fā)生明顯變化。需要注意的是，對(duì)于油脂含量相對(duì)較高的食品而言，在輻照工藝要求方面也會(huì)相對(duì)嚴(yán)格。因此，在使用食品輻照技術(shù)的過(guò)程中，工作人員應(yīng)該根據(jù)油脂氧化反應(yīng)原理對(duì)輻照處理技術(shù)進(jìn)行高效應(yīng)用。為避免造成營(yíng)養(yǎng)成分流失，工作人員應(yīng)該對(duì)油脂氧化速率進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.3 對(duì)蛋白質(zhì)的影響

蛋白質(zhì)分子經(jīng)輻照技術(shù)處理之后，很容易出現(xiàn)裂解反應(yīng)，同時(shí)伴隨變性現(xiàn)象。但是對(duì)于食品中的蛋白質(zhì)分子而言，因輻照劑量需要控制在一定范圍內(nèi)，所產(chǎn)生的變化基本可以忽略不計(jì)。這主要是因?yàn)榘被峤M分始終處于恒定狀態(tài)。以真空包裝的豬肉樣品為例，在零下20 ℃、輻照劑量為45 kGy左右時(shí)，輻照技術(shù)對(duì)豬肉中蛋白質(zhì)成分影響極小，甚至可以忽略不計(jì)。

2.4 對(duì)維生素的影響

維生素是提升食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要成分。因各種維生素對(duì)輻照技術(shù)所產(chǎn)生的敏感性存在差異，在研究分析過(guò)程中，研究人員需要對(duì)輻照劑量進(jìn)行嚴(yán)格控制。一般來(lái)說(shuō)，高劑量的輻照技術(shù)在處理水果蔬菜一類(lèi)的食品時(shí)，會(huì)對(duì)其維生素成分帶來(lái)不良影響。再加上受到食品種類(lèi)以及輻照環(huán)境條件等因素影響，水果蔬菜中的維生素會(huì)嚴(yán)重?fù)p失。因此，在對(duì)水果蔬菜進(jìn)行輻射保鮮加工時(shí)，工作人員需要將輻射劑量控制在1 kGy之內(nèi)。結(jié)合大量生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，低劑量的輻照技術(shù)對(duì)于食品中維生素含量的影響較小。研究人員利用60Coγ射線對(duì)蓮蓬果實(shí)進(jìn)行輻照處理，劑量控制在200～600 Gy，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該劑量的輻照不會(huì)對(duì)蓮蓬果實(shí)的優(yōu)良品質(zhì)及維生素含量帶來(lái)不良影響[4-5]。

3 食品輻照技術(shù)在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)踐分析

3.1 禽類(lèi)、肉制品加工領(lǐng)域

輻照禽類(lèi)、肉制品的目的在于延長(zhǎng)貨架期的同時(shí)避免發(fā)生食源性疾病情況。如果輻照殺菌劑量適中，那么禽類(lèi)、肉制品的氨基酸含量變化不大，只增加了脂肪的輻解產(chǎn)物。由于天然食品中普遍有脂肪的輻解產(chǎn)物，不存在特征產(chǎn)物，因此，可以說(shuō)并未破壞營(yíng)養(yǎng)成分。目前，食品輻照技術(shù)在肉制品加工領(lǐng)域中得到了良好應(yīng)用。以泡椒鳳爪為例，以經(jīng)輻照技術(shù)殺菌處理后的泡椒鳳爪以及未經(jīng)處理的泡椒鳳爪為綜合對(duì)比組，經(jīng)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)輻照技術(shù)處理的泡椒鳳爪在菌落總數(shù)方面明顯低很多，電子束輻射劑量控制在6 kGy左右時(shí)，泡椒鳳爪彈性良好，且內(nèi)部成分?jǐn)?shù)值保持不變，口感良好。

3.2 蔬菜、水果保鮮加工領(lǐng)域

輻照蔬菜、水果能夠延長(zhǎng)貨架期，同時(shí)可以抑制其發(fā)芽，這就在一定程度上改善了蔬菜、水果的品質(zhì)，同時(shí)使檢疫處理更加便捷。新鮮蔬菜、水果具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分主要有蛋白質(zhì)、酸、糖及維生素。據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，處于不同輻照劑量的條件（<5 kGy）下，除了水溶性維生素以外，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)趨于穩(wěn)定。蔬菜、水果輻照劑量在<5 kGy的條件時(shí)，損失維生素C大約為25%。而脂溶性維生素相比于水溶性維生素容易流失。

以草莓為例，經(jīng)過(guò)輻照技術(shù)處理的草莓要比未經(jīng)處理的草莓在保鮮期方面明顯延長(zhǎng)，草莓失重率也明顯降低。同時(shí)，與未經(jīng)處理的實(shí)驗(yàn)組相比而言，輻照組草莓維生素C含量下降速度比較緩慢，利于保留草莓營(yíng)養(yǎng)成分。表明輻照技術(shù)不僅可以保障水果品質(zhì)，還可以延長(zhǎng)水果保鮮期。

4 結(jié)語(yǔ)

食品輻照技術(shù)的推廣應(yīng)用可以有效補(bǔ)齊傳統(tǒng)食品加工方法存在的質(zhì)量短板問(wèn)題，無(wú)論是在加工安全性還是綠色性方面，均得到明顯加強(qiáng)?；诖耍诮窈蟮陌l(fā)展中，行業(yè)內(nèi)部研究人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)食品輻照技術(shù)的應(yīng)用研究力度，以期可以從根本上助推我國(guó)食品加工行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

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