食品加工中的电子束辐照技术应用研究

辐照技术在食品加工中的应用及其效果

食品加工是人类在日常生活中重要的一环，通过不同的加工方式可以增加食品的口感、美味度以及营养价值。而随着科技的不断发展，辐照技术也逐渐成为一种越来越常见的食品加工方式。辐照技术在食品加工中的应用及其效果备受关注，本文将从辐照技术的定义、目的、优点、缺点及在食品加工中的应用效果等方面进行探讨。

一、辐照技术的定义及目的

辐照技术是指利用电子束、X射线或γ射线等辐射能量对物质进行处理的方法。其主要目的是杀灭或抑制食品中的细菌、微生物、病毒以及寄生虫等有害物质，减少食品的腐败、变质以及储存过程中的污染，从而保证食品的质量和安全性。

二、辐照技术的优点

相较于传统的加工处理方法，辐照技术具有以下几个优点：

1. 杀菌效果显著

辐照能量可以摧毁细菌、微生物及病毒的核酸和蛋白质结构，从而有效地杀死或抑制了这些有害物质的繁殖，达到杀菌的效果。

2. 保留食品的营养价值

辐照技术对食品的营养成分影响较小，同时不会改变食品的味道、质地、质量等特征，因此可以保留食品原有的营养价值。

3. 延长食品的保质期

在加工过程中，辐照能够杀死细菌、微生物和寄生虫等食品中的有害物质，从而延长食品的保质期，降低了食品腐败、变质及在储存等过程中的污染。

4. 环保节能

与传统的化学处理方式相比，辐照技术不需要使用有害的化学杀菌剂，因此不会产生有害物质及废弃物，同时也不会对环境和人体健康造成污染和危害。

三、辐照技术的缺点

但是，辐照技术也存在一些缺点：

1. 可能对环境造成辐射危害

尽管辐照技术辐射的剂量低于可接受的水平，但长期的大规模应用可能会产生无法预测的环境和人体健康问题。

2. 食品中可能出现放射性同位素

如果加工中使用的辐照源受到了放射性源的污染，那么就可能会在辐照过程中产生放射性同位素，从而影响食品的质量和安全。

3. 对某些食品的性质影响较大

有些食品比如新鲜的水果和蔬菜，加工后可能会出现一些变化，比如颜色、口感等会发生变化，或者某些营养成分会受到损失。

1 提高辐照食品质量的工艺技术探讨

施惠栋 戚增国 谢宗传

（宁波超能科技公司 浙江余姚泗门镇西郊 315470）

利用射线辐照食品，射线在食品中产生辐射化学与辐射生物学效应，达到杀死食品中致病微生物、害虫，降解农药残留，降低重金属元素价态，降低食物致敏性目的，从而提高食品的质量。我国辐照食品自90年代以来，产业化发展迅速，年辐照食品数量2008年已达17万吨，位于世界之首。辐照食品保鲜，由于要达到上述目的，需采用较高的辐照剂量如5kGy以上，对某些食品产生不良效应，称为负反应[1-6]，如产生辐照味、色泽变化、活性物质和维生素降解、脂肪氧化物增加，某些化学成份降低、物理化学特性变化，以及内包装材料的影响等等，这些均影响辐照食品的品质。

本文调研了国内外文献，总结公司10余年来辐照食品保鲜工艺技术的创新，提出如下的辐照新工艺，消除（或降低）辐照食品的负反应，达到进一步提高辐照食品的品质。

1、原理[7、8]

食品辐照时，射线（r射线或电子束）在食品中是一个能量传递和沉积的过程，其结果发生电离和激发，在此过程中会形成一系列的产物如电子、离子、激发分子、自由基和分子，这些产物是活性粒子，是辐射化学的原初产物。食品中产生的辐射效应可由食品中物理的、化学的和生物的组分直接吸收辐射能引起，称为直接作用，也可食品中的水吸收辐射能后产生的活性粒子所引起，这些活性粒子有氧化能力极强的OH·和较弱的HO2，也有还原能力极强的水化电子eaq和还原能力较弱的H·，通过这些粒子与食品中组分作用，称间接作用。非干制食品，间接作用起主导作用；干制食品直接作用是主要的，因为直接作用同样可与食品中的某些化学成分产生活性粒子，从而引起一系列的辐射化学反应。可见，引起辐照食品不良反应的机制，主要是这些活性物质。

为了消除辐照食品保鲜过程中一些不利于食品品质的不良效应，就要降低这些活性粒子的浓度，也就是需降低辐照剂量。还要控制产生这些活性粒子的条件，如食品内包装中去氧来抑制氧化能力强的自由基产生；又如降低辐照食品的温度，不仅降低了自由基的产额，还降低了“活性”。

电子束和X射线辐照装置食品加工剂量学标准规范

4 意义和用途

4.1 应用加速器产生的辐射（电子和X-射线）处理食物产品的主要目的是控制寄生虫和病源微生物、杀灭昆虫、抑制生长和成熟以及延长货架期。食品辐照几乎总是明确规定了吸收剂量的最小或最大限值，有时是规定了吸收剂量的最小和最大限值。规定吸收剂量的最小限值是保证获得预期所需要的有益效应，规定吸

收剂量的最大限值的目的是避免产品或包装降解。对于指定的应用，其限值可以是基于（科学）研究的结果（资料）由政府法规规定的，因此，在食品辐照加工前 必须确定辐照装置授予规定限值内吸收剂量的能力。同样，有必要监测和证明每次加工运行期间的吸收剂量的变化符合预期规定置信水平的加工标准。

注3：国际食品规典（规）委员会（CAC）已经颁布了国际通用标准和从事电离辐射处理食品应用的标准规范，为确保严格履行，辐照非常强调剂量测量的作用。

4.2 不同的食品辐射加工的详细论述见 ASTM F1355、F1356、F1736和F1885以及参考文献（1-11）。

4.3 加速器产生的辐射可以是由电子产生的电子或X-射线的形式。辐射进入需要实现预期效应的产品中的穿透能力是决定使用电子或X-射线的主要因素之一。

4.4 为确保在指定的吸收剂量范围对产品照射，需要对常规生产控制进行日常生产剂量测量。必须建立产品辐照前、后与辐照期间处理程序的书面文件，存档

备查。其内容包括：辐照期间产品几何学条件、关键加工参数以及相应活动和职责的全部文件。

5 辐射源特性

5.1 电子束装置：本标准中考虑的电子能量大于300keV的辐射源是既可以是直接作用（直流高压），也可以是间接作用（微波功率器或射频功率）型加速器。发射场依赖于加速器的性能和设计。束特性包括电子束参数（如：电子能谱、平均电子束流、脉冲宽度、电子束截面）和在产品表面上的束流分布。更多详细的论述参见ISO/ASTM 51649.

电子束辐照技术的应用

电子束辐照技术是一种通过高能电子束对物体进行处理的技术，该技术被广泛应用于医疗、食品、化工等行业中。本文将从医疗、食品等方面探讨电子束辐照技术的应用。

1. 医疗方面

在医疗领域，电子束辐照技术被广泛应用于肿瘤治疗。通过电子束对患者的肿瘤进行辐射，可以破坏肿瘤细胞的DNA分子，从而达到治疗肿瘤的目的。相比传统的化疗和手术治疗方式，电子束辐照技术具有治疗效果好、副作用小等优点，受到广泛的关注和应用。

除此之外，电子束辐照技术还可以用于医疗器械的灭菌。通过电子束对医疗器械进行辐照处理，可以有效地灭除细菌、病毒等微生物，从而保障患者的健康安全。在日常生活中，我们使用的一些医疗器械，如一次性注射器、手术刀等，都需要经过电子束辐照处理。

2. 食品方面

在食品行业，电子束辐照技术主要用于食品的保鲜、消毒和杀虫。通过电子束对食品进行辐照处理，可以有效地杀死食品中存在的细菌和病毒，保障食品的卫生安全。此外，该技术还可以延长食品的保质期，并保持其营养成分不被破坏。应该注意的是，经过电子束辐照处理后的食品不会产生放射性物质，对人体健康没有影响。

电子束辐照技术也可以用于杀虫。在农业生产中，一些害虫如蚜虫、螨虫等会对作物造成破坏，影响农产品的产量和质量。通过电子束辐照处理，可以有效地杀死害虫，保障农产品的品质和安全。

3. 其他方面

除了医疗和食品领域，电子束辐照技术在其他领域也有着广泛的应用。例如，在化工行业中，该技术可以用于材料的精密加工和表面处理，具有精度高、效率高等优点。在材料科学领域中，电子束辐照技术可以用于材料的表征和研究。

总结：

电子束辐照技术的应用范围非常广泛，除了上述几个方面之外，该技术还可以用于金属加工、电子器件制造等方面。虽然该技术的设备价格较高，但是其广泛的应用前景和安全、高效的特点将会吸引更多人关注和应用。在未来，相信电子束辐照技术将会在更多的领域中得到应用，为人类的生活和发展带来更多的改变。