辐照加工技术在食品中的应用
赵 丹，肖 平，任 雁，张 烨
(西南大学 ，食品科学学院 重庆 400716)
摘 要：本文阐述了食品辐照加工技术的杀菌原理 、特点及其在食品工业中的应用和发展前景。
关键词：食品辐照加工技术 ；原理 ；应用
中图分类号：TS205 文献标识码 ：A
Application of Irradiation Technoligy in Food Industry
ZHAO Dan，XIAO Ping，REN Yan，ZHANG Ye
(College of Food Science，Southwest University,Chongqing 400716，China)
Abstract：This paper described the sterilization，characterization and application of irradiation technology in
food industry．
Key W ords：Food irradiation technology；Principle；Application
辐照加工技术是一种新型、新兴的技术，目前
广泛应用于食品、药品、医疗用品、化工等行业。而
食品辐照技术是一门综合性的食品加工技术，涉
及食品科学与工程 、辐照物理化学 、食品化学 、食
品微生物学、食品毒理学、经济学和社会学等学科。
食品辐照起源，可以追溯到 1896年。在 1895
年 ，伦琴发现 x射线后 ，次年就发现 x射线的杀
菌作用，人们很快就利用射线来杀死食品中的病
原微生物和昆虫，进行食品加工储藏的研究。从
1943年美 国麻省理工学院 B．E．Proctor按照陆军
后勤部的合同，首先用射线对汉堡包处理的研究
开始，5O年代美 国等国家加强了研究 ，7O年代证
明了辐照食品的卫生安全性 ，8O年代各国开始建
立规程、法规、标准。1980年FAO／IAEA／WHO辐照
食品安全联合专家委员会结论：辐照食品总平均
剂量 10kGy以下不需要做毒理学实验，无特殊营
养和微生物学问题。1984年 ，代表 130多个国家
的食品法典委员会(CAC)向成员国建议辐照食品
CAC标准及辐照食品设施推荐规程。1999年世界
卫生组织在第 890号报告中，公布了由FAO／I—
AEA／WHO三个组织联合研究组的报告，证明超过
10kGy以上的剂量辐照食品，也不存在安全性的问
题，依据这一结论，食品法典委员会目前正在审议。
收稿 日期 ：2006—12—06
作者简介：赵 丹(1982一)，女，在读研究生，研究方向，食品化学
与营养。
修订 1983年颁布的辐照食品通用标准。迄今为
止，已有 4o多个国家批准了 100多种类的辐照食
品。但辐照技术真正大规模商业化应用，是从 2O
世纪 9O年代开始的。
由于食品辐照加工技术具有低能耗、无污染、
无残留，处理食品卫生安全和冷加工等优点 ，在国
内外已被广泛应用，正逐步形成一门新兴的辐照
加工产业。
1 食品辐照原理【l~21
用于杀菌的辐射源只限于钴 6O或铯 137及
电子加速器产生的 一射线 、5Mev以下的 x一射
线及 10Mev以下的电子线 ，波长越短辐射能量越
大，穿透力也越大，它们以电磁波的形式透过物
体。可分为两类，一类是非电离辐射 ，如紫外线。这
类辐射能量较低，不足以引起原子电离，仅能产生
激发作用 ，使电子产生高能状态而不脱开。另一类
是电离辐射如 x一射线 、 一射线 ，这种辐射能量
较高，能够引起原子电离。利用电离辐射的杀菌方
法，又称为射线杀菌。
1．1 紫外线杀菌的原理
紫外线的杀菌作用在于促使细胞质的变性。
当微生物细胞吸人紫外线后，由于产生光化学作
用引起细胞内成分特别是核酸、原浆蛋白、酶类发
生化学变化，使细胞质变性。尤其是可诱导 DNA
中的胸腺嘧啶，形成二聚体，使 DNA断裂并无法
赵 丹等：辐照加工技术在食品中的应用 43
修复，从而抑制 DNA的复制和细胞分裂，在细菌
细胞中，DNA的任何微小变化都会损毁整个细胞
体，影响其正常功能，使微生物细胞受伤甚至死
灭。由于紫外线穿透力较弱，一般只用于物料表面
或环境的杀菌。波长为 250—260 nm的紫外线杀
菌效果最强。
1．2 射线杀菌的原理
微生物细胞受到射线照射后 ，存在于溶质中
的生物活性物质受到辐射的直接效应 ；存在于细
胞中的多量溶剂受到水分子产生的辐射间接效应
即水分子接受了射线能量后被激活成离子或自由
基 ，再与细胞内其他物质起作用引起化学键破裂，
使物质内部结构发生变化，于是便与生物生命现
象有关的物质发生各种变化，使生理机能受到破
坏或导致细胞死亡，从而引起杀菌作用。 一射线
穿透力较强 ，能均匀辐照所处理的材料『3]。
1．3 辐照食品的卫生安全性
辐射食品的卫生安全性是辐射食品研究的重
要环节，其范围包括 5个方面 ：⋯1有无残 留放射
性及诱导放射性 ，(2)辐射食品的营养卫生 ；(3)有
无病原菌的危害；(4)辐照食品有无产生毒性；(5)
有无致畸、致癌及致突变效应。
1．3．1 感生放射性和放射性污染『21
感生放射性 ，亦称诱发放射性。食品经放射线
处理后，会不会诱发放射性呢?目前用于食品辐照
的射线，主要是由 6OCo和 ” cs辐射源所产生的
射线，以及能量低于 10Mev的电子加速器所产生
的 B射线，而食品辐照通常大多使用 射线源。
从理论上讲 ，组成食品的主要元素是碳、氢、氧、氮
等 ，要使这些元素在辐照后诱发放射性 ，需要
10Mev以上的能量 ，而且它们所生成的同位素的
寿命大多非常短暂。60Co一 射线产生的放射性的
能量有 1．33Mev和 1．17Mev，mCs一 射线产生 的
放射性能量仅为 0．6Mev，因此使用 。和 mcs辐
射食品不可能诱发食品产生放射性 。
20世纪70年代 一80年代初，成都市卫生防
疫站放射防护科和四川省原子核应用技术研究所
协作，对辐照甘薯酒进行了仪器测定。结果表明：
辐照前后，总放射性及核素组成测定结果，辐照甘
薯酒样品未受到 6OCo的污染；辐照前后样品的总
，总 B，总 放射性和 能谱基本一致，均属
本底水平，无残留放射性，未发现感生放射性。
1．3．2 辐照食品的营养卫生学[41
食品的主要营养成分是氨基酸和蛋 白质、脂
肪、糖类化合物、维生素等。通过研究表明，在食品
辐照所用的剂量范围内，蛋 白质的主要组分氨基
酸不会发生明显的变化 ，对蛋白质的影响一般很
小，不同的蛋白质几乎是一样的；辐射对脂肪类的
效应类似于热效应，这些变化不会影响食品的完
整性和营养价值；水溶性维生素对辐射大多不敏
感，脂溶性维生素中，维生素 E对辐射最为敏感 ，
维生素A与类胡萝 卜素及维生素 D都能发生辐
射分解 ；在干燥或潮湿状态下，食品中的糖类对辐
照非常敏感 ，产生大量的产物 ，如 H：、CO：、醛 、酮
和其它碳水化合物。在水溶液中，由于辐射的直接
和间接效应而产生氧化降解作用。
总之，经过国内外专家几十年的大量研究，已
经证明辐照食品是能够保证食品的营养性的，不
存在营养问题。
1．3．3 辐照食品的毒理学嘲
为评价新食物资源 、新的加工工艺及新的方
法提供毒理学依据，已列入我国食品安全性毒理
学评价程序，通过大量的动物实验和人体试食辐
照食品的试验，结果表明食用辐照食品对健康无
不良影响，体检、血象、尿常规、血液生化、肝功能、
肾功能、内分泌免疫等多项指标没有明显的改变。
染色体未见任何异常，多倍体细胞数在正常范围
之内。
据中国同位素与辐照行业协会 2001年 6月
25日《信息与交流》介绍，目前全世界有 38个国
家批准了可供人消费的 233种辐照食品。我国批
准的辐照食品从 1998年的 19种猛增到现在的
50种，表明国家对辐射食品的安全性是放心的。
联合国粮农组织(FA0)、世界卫生组织(WHO)和国
际原子能委员会(IAEA)的辐照食品联合专家委员
会于 1980年 10月份宣布，吸收剂量在 10KGy以
下的任何食品都是安全的，无需毒理学实验。1984
年美国食品和药品管理局(FDA)报告：用 59KGy辐
照的鸡肉动物毒理学试验，在安全方面不存在问
题。1997年 9月世界卫生组织废除 10KGy的上限
剂 量 ，同时宣布 以食 物为对象 的辐照剂 量在
75KGy以下是安全的。这是依据大量的动物毒性
试验和辐解产物研究结果得出的权威性结论，从
法规上保证了辐射技术在食品工业 中的应用和
推广。
2 在食品工业中的应用
农 产 食 品 科 技
世界卫生组织已将辐射纳为安全有效的食品
处理方法并制定了相应的标准。辐射杀菌已在许
多国家得到政府的认可并批准使用推广。在西欧
国家运用辐射法对鸡肉、对虾和青蛙腿杀菌；同时
辐射法也广泛应用于各种调料的消毒。美国已用
在草莓、葡萄、西红柿、鸡肉等方面，受到公众的普
遍接受。在我国已对谷物、蔬菜、水果、鱼肉等食品
的辐照保藏技术取得成效，并13益显示出广阔的
前景。
2．1 食品辐照工艺
食品辐照工艺是利用电离辐射对食品进行辐
照使之达到某种工艺技术要求或提高卫生品质的
方法，是辐照质量的根本保证。辐照工艺必须严格
执行辐照工艺规范(GIP)和国家有关部门制定的
法规[7】。食品辐照的工艺流程见图 1。
匝至 巨 圈 匝
1L 1 ， Jr
原材料或半成 品 1 r 蝠 略 产 品
rI 一
T T 十 l 辐照标志
阅始傲生糊污染检查 运行参数设定 运行参数监溯 傲生糊抽检
图 1 食品辐照工艺流程图
我国主要对谷物、蔬菜、水果、畜禽、水产等采
用辐照处理以抑制发芽、延缓生长和成熟、杀菌以
延长保质期。
2．2 辐射保鲜与剂量关系
采收后的水果蔬菜仍是活的有机体，为微生
物提供了生长环境。辐射保鲜的关键是辐射剂量 ，
剂量过高会引起果实老化，过低又达不到保鲜延
长贮藏期的效果。对不同食品辐射来说剂量不同
达到效果也不同，但一般食品常用量是恒定的。
朱海平等【 】研究了水果辐射保鲜，使用剂量及
效果见表 1。肖容等【 】在辐射对腊牛肉品质影响的
实验结果中表明：当辐射剂量小于 10kGy时，可以
对真空包装的腊牛肉起保鲜作用，对蛋白质、脂肪
等营养物质的影响微小。经辐照后色泽更诱人 ，风
味更佳。李淑容等【帕】用 10kGy辐射烤鱼片 D10值
近似 1．0kGy，即用 1．0kGy的剂量就可以杀死烤鱼
片中90％的微生物。辐射可以杀灭致病菌和传染
性寄生虫，同时减少了非致病菌以及其中对腐败
敏感的腐败微生物群，相应延长了烤鱼片的保质
期。杨东情等在袋装卤鸭辐照质量控制研究中得
出结论：6—8kGy的辐射剂量可以确保真空袋装卤
鸭制品在 25℃室温下贮存至少 3个月，期间卫生
指标符合国家标准，外观正常，质量良好。
表 1 水果辐射保鲜的剂量及效果表tat
2．3 食品辐照技术的应用领域【"一2]
食品辐照技术广泛地应用在食品的保藏和加
工中。根据食品辐照的目的和食品种类 ，采用最适
合的辐照工艺以获得最大的效益。食品辐照技术
的应用领域主要包括以下几个方面。
2．3．1 辐照杀菌
食品在加工和储运过程中极易受到各种腐败
和致病微生物的感染，如何控制食品中的微生物，
避免食品的腐败变质，减少食源性疾病和食物中
毒的发生，一直是食品储藏加工领域研究的重点。
辐照技术
病微生物的有效技术措施。食品辐照杀菌可分为
选择性辐照杀菌 (radurization)、针对性辐照杀菌
(radicidation)和辐照杀菌(radappertiztion)。选择性
辐照杀菌就是利用一定剂量的电离辐射使食品中
腐败微生物的数量降低，来防止食品变质，延长货
架期，一般采用 1—5kGy剂量对这些食品进行辐
照，可使霉变微生物减少几成。针对性辐照杀菌就
是利用一定剂量的电离辐射杀死食品内除病毒以
外的无孢子病原细菌。辐照灭菌是利用电离辐射
消灭食品中全部微生物，经过这样处理的食品可
以保证食品在室温条件下长期储藏不会腐败，也
不会因微生物而引起食物中毒。为达到此目的需
要较高的辐照剂量，一般采用 12D 。剂量。适宜为
特殊人员(如地质勘探人员、登山探险人员、军人
和宇航员等)以及器官移植病人、免疫缺陷病人、
自血病患者提供无菌食品。
2．3．2 辐照杀 虫[
辐照杀虫，对不同的食品和农产品而言 ，可以
分成杀灭危害粮食、干燥食品等的仓贮害虫，不同
类型的检疫害虫如果蝇、线虫等；杀灭未加工食
品、肉、鱼等体内的寄生虫，如绦虫、囊虫等。辐照
杀虫有两种方法：一种是直接杀死法，另一种是通
过辐照使害虫不育达到消灭害虫的 目的。
害虫对射线的敏感性远低于微生物 ，因此用
较低的剂量就可以杀灭害虫，达到减少农产品损
失的目的。不同时期、不同科目的害虫对辐照的敏
感性不同。根据国内外大量试验结果 ，可以认为
500Gy足以控制侵入稻米、玉米、小麦和豆类的害
虫，同时辐照处理对这些农产品的质量和加工品
质没有影响 ；150—300Gy的射线可 以使猪 肉中的
旋毛虫不育，并阻止其幼虫在宿主消化道内发育
成熟。一般来说 ，需要并不太高的辐照剂量即可控
制这些寄生虫的生长和生殖。
辐照杀虫剂量的确定要考虑害虫的种类 、害
虫的发育期、辐照后害虫控制的水平(不育、不羽
化、死亡等)和杀虫的 目的，还要考虑产品的最高
耐受剂量，该剂量能确保不影响产品的质量。
2．3．3 抑制发芽
利用一定的辐照剂量可以使植物发芽的生长
点细胞在休眠期受到抑制而不发芽。这样处理的
结果，可以使产品(例如大蒜、马铃薯、洋葱等块茎
植物)不致因为发芽而损耗养分。
大葱、洋葱、马铃薯等鳞茎和块根类蔬菜在采
谢维持在很低的水平，休眠期长则3 4个月，短
则 1—2个月，休眠期一过，其呼吸强度加强，生理
代谢加剧。由于这类蔬菜在休眠期过后极易发芽，
引起腐败变质，有的严重失水，马铃薯发芽后还会
产生有毒物质，使其丧失食用价值，因此必须采取
有效措施控制鳞茎和块根类蔬菜在储藏期间的发
芽。辐照能通过影响果蔬的生理代谢和生长点的
结构，干扰生理活性物质的正常合成，达到有效抑
制发芽的作用。辐照抑制发芽的剂量为 50
150Gy，能够有效抑制马铃薯、甘薯、大蒜、洋葱、
生姜的发芽，但辐照剂量不应过高 ，否则，对农产
品的品质有一定的影响。
2．3．4 延 迟成熟和延 长储藏期
辐照延长货架期主要指的是通过辐照一定剂
量以后，可以抑制新陈代谢和呼吸代谢，对水果、
蔬菜而言辐照后可以推迟成熟，延长贮藏寿命，延
长货架期 ，如对香蕉、苹果、番茄等辐照，不同水果
有着各 自的辐照耐受性。草莓 、龙眼、芒果可耐受
1—2kGy的辐照剂量 ；香蕉、苹果、柑橘、甜瓜等可
耐受 0．3一lkGy辐照剂量 ；葡萄、桃 、梨等能耐受
的剂量在0．3kGy以下。还可以抑制蘑菇的开伞等。
2．3．5 改善食品的食用及加工品质
辐照技术可 以改善食品和农产品的品质，提
高产品档次。大量的试验结果表明，辐照薯干酒、
白兰地酒可以加速酒的陈化，减少刺口辣喉，提高
酒的醇香。例如 2—4kGy范围内辐照薯干酒，能使
酒的质量提高；低质卷烟辐照后可以提高其档次，
加速醇化；蚕茧辐照杀蛹后，可提高茧丝的强韧度
和解速率；辐照能提高脱水蔬菜的复水性，缩短复
水的时间，口感更新鲜 ；用 4 5kGy辐照可提高葡
萄汁的出汁率 10％ 12％；辐照还能缩短大豆 、
绿豆等的烹饪时间。
2．3．6 辐照检 疫
辐照作为一种检疫处理方法 已经得到国际许
多有关组织的认可。对确保食品的卫生、安全，减
少污染、残留，保证环境安全起着不可替代的作用。
辐照检疫是利用辐射杀灭农产品和食品中的
检疫对象的一种技术，可以作为农产品国际贸易
中检疫害虫和病菌的检疫手段。农产品和食品的
检疫处理通常是以化学熏蒸剂为主，但熏蒸剂处
理对环境和操作人员健康产生严重危害，因而主
要熏蒸剂已被禁用或逐渐被禁用。其他检疫方法
如热处理会降低许多商品的质量，冷处理则需要
农 产 食 品 科 技
更长的时间，难以适应不断增长的农产品贸易的
需要。辐照处理在多年的研究应用中显示出其作
为一种检疫处理方法特有的优势，具有操作方便 、
无环境污染 、安全可靠以及经济适用等优点，已成
为食品辐照技术的一个新的方向。
3 食品辐照技术的前景[ ]
随着国民食品安全意识的提高，辐照食品在
我国的市场前景将十分广阔
(1)市场是推动食品辐照技术发展的关键。国
际市场对产品的质量和安全提出了严格的要求 ，
国内消费者对食品的质量和安全随着生活水平 、
健康水平的提高提出了更高的要求，近年来我国
食品的卫生标准逐步与国际接轨等等，都促使食
品工业为提高产品的卫生质量和确保安全 ，采用
辐照食品技术，对农产品、食品进行冷加工。市场
的需要 ，促使近年来辐照装置大量增加，辐照食品
数量逐年增加。
(2)食品辐照技术的研究和成果应用加速了食
品辐照技术的发展。多年来在国家科技部的支持
和组织下全国已经有上百种食品的辐照技术研究
已经完成并通过了鉴定。这些科研成果的应用极
大地提高了产品的附加值 ，延长了产品上市的时
间，取得了显著的经济效益 ，如大蒜 、马铃薯经辐
照能延长贮存保鲜期。加速食品辐照技术的发展 ，
使之逐步成为食品加工生产中不可缺少的工艺
流程。
(3)辐照检疫技术的逐步应用加速了食品辐照
技术的发展。EDB、ETO、MB等杀虫、杀菌剂对健
康、环境或职业有害而禁止或限制使用。为解决这
些检疫中的问题，目前只有辐照的方法既能杀虫、
杀菌又不破坏食品原有的品质和特性。这也为辐
照技术向进 出口食品检疫发展提供了一种新 的
方法。
(4)逐步完善的法律 、法规，促进了食品工业接
受辐照技术。辐照食品在卫生、加工工艺、产品管
理等方面已经有一套完整的法令、法规和严格的
监督管理办法。能确保应用这一技术的安全性，因
此，食品工业愿意接受辐照技术。
(5)辐照食品的公众接受性能确保辐照食品的
市场销售。我国从 1984～1996年在 30多个城市
进行了市场销售和公众接受性调查 ，结果表明，
70％～80％的消费者能接受辐照食品。这样也就
为食品企业在市场竞争中取得了优势，加速加工
企业接受食品辐照技术。
综上所述，食品辐照技术因为 自身低能耗、
无污染 、无残留等特点 ，随着市场及公众的认可，
技术研究的进一步深化 ，全球环境治理的要求，必
将在食品的加工生产中发挥更大的作用。
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