輻照食品的衛(wèi)生安全性（二）
2009-01-05
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三、輻照食品的營養(yǎng)安全
輻照食品的營養(yǎng)價(jià)值可根據(jù)輻照后食品中維生素穩(wěn)定性和生理有效性；脂肪含量、質(zhì)量與基本脂肪酸的組成；蛋白質(zhì)質(zhì)量；食品中脂肪、糖類和蛋白質(zhì)組分的消化特性及其潛在生物能的有效性；是否存在抗代謝物；食品感官品質(zhì)變化等方面進(jìn)行評(píng)估。本章第二節(jié)介紹了輻照對(duì)食品中主要營養(yǎng)成分的影響，碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪在輻照過程中僅發(fā)生微小的變化，維生素、必需氨基酸和礦質(zhì)元素的變化也很小。輻照對(duì)食品中一些營養(yǎng)成分的影響可以通過化學(xué)分析加以評(píng)價(jià)，但綜合評(píng)價(jià)所有營養(yǎng)成分的優(yōu)選方法是通過喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究諸如生長、繁殖、食品消耗和利用效率，以及出現(xiàn)個(gè)體異常性等項(xiàng)目。國內(nèi)外大量的動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和一些人體食用實(shí)驗(yàn)也證明了輻照食品營養(yǎng)的安全性。
根據(jù)國內(nèi)外輻照食品的營養(yǎng)價(jià)值的大量研究結(jié)果，輻照食品保持了其宏觀營養(yǎng)成分(蛋白質(zhì)、脂類和糖類)的正常營養(yǎng)價(jià)值。在某些輻照食品應(yīng)用中可能發(fā)生維生素?fù)p失，然而這種損失很少，而且同其他普通食品加工過程類似。動(dòng)物喂養(yǎng)和人體食用實(shí)驗(yàn)證明，輻照對(duì)食品營養(yǎng)價(jià)值的影響很小。同時(shí)，由于輻照食品在食物中占的比例很小，對(duì)食物的吸收和利用幾乎沒有影響。因此輻照食品具有可接受的營養(yǎng)價(jià)值。FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家委員會(huì)根據(jù)對(duì)大量有關(guān)輻照食品的營養(yǎng)和其他內(nèi)容的研究報(bào)告的綜合評(píng)估，于1980年提出食品輻照不會(huì)導(dǎo)致任何營養(yǎng)上的特殊問題。在1997年FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家組在瑞士日內(nèi)瓦舉行的會(huì)議上，專家組討論了高劑量輻照對(duì)食品營養(yǎng)和其他方面的影響，并得出高于10kGy的輻照劑量“將不會(huì)使?fàn)I養(yǎng)損失達(dá)到對(duì)個(gè)人或群體的營養(yǎng)狀態(tài)產(chǎn)生任何危害影響的程度”。
四、輻照食品的微生物學(xué)安全性
輻照食品微生物學(xué)安全性是指食品輻照后能夠抑制或消滅致病或致腐微生物，保證食品的安全，同時(shí)不產(chǎn)生新的食品安全問題。食品滅菌的要求隨滅菌處理類別而異。對(duì)于消毒產(chǎn)品，使用的劑量必須能夠破壞所有腐敗微生物或使其失活。高水分、低鹽、低酸食品易使肉毒桿菌芽孢萌發(fā)，必須有足夠的劑量使孢子數(shù)量減少到10-12，也就是說需要使用12D10的劑量。值得注意的是，對(duì)于最耐輻射的A型肉毒桿菌，要求劑量大約為45kGy。為了保證食品的絕對(duì)安全，通常應(yīng)用一種“接種包研究(inoculated pack study)”的方法，即在受懷疑的特定食品中接種一定的肉毒桿菌芽孢，經(jīng)幾種不同劑量輻照處理后，將食品放在允許芽孢萌發(fā)的條件下儲(chǔ)存，觀察肉毒桿菌芽孢生長及毒性的產(chǎn)生與輻照劑量的關(guān)系，找出防止肉毒桿菌生長與毒性產(chǎn)生的最低劑量。
對(duì)于應(yīng)用低于消毒劑量的輻照控制微生物腐敗的食品，則存在另外一些微生物學(xué)上的考慮。輻射能消除或抑制食品中常見微生物的正常過分生長，同時(shí)可能導(dǎo)致另一種不同微生物的過分生長和腐敗類型。因此必須鑒定這一新的類型，并確定它能否對(duì)食品消費(fèi)者產(chǎn)生健康危害。食品中出現(xiàn)正常過分生長類型的一個(gè)原因，是具有過分生長類型特征的細(xì)菌對(duì)輻射的敏感性往往高于其他微生物，它們在一定劑量輻照后，不管其他細(xì)菌存在與否，都可能失活，在隨后的生長中那些輻照后存活下來的細(xì)菌就會(huì)成為優(yōu)勢微生物。在一些特定食品(如鮮肉)中已經(jīng)觀察到這種受到改變的過分生長的機(jī)理。改變食品中微生物過分生長類型的另一種機(jī)理可能是輻射誘發(fā)細(xì)菌的突變，產(chǎn)生具有較大的輻射抗性的微生物類型，但食品中的細(xì)菌污染物由于輻射誘變改變其正常特性而導(dǎo)致消費(fèi)者受到健康危害的事至今尚未觀察到。
在應(yīng)用低于輻射消毒的劑量輻照食品時(shí)，僅鑒定出一種細(xì)菌對(duì)健康造成的潛在危害。例如，某些受E型肉毒桿菌的輻射抗性非常強(qiáng)，D10大約為1.3～1.4kGy，它在低于消毒劑量時(shí)不會(huì)失活，即使在3.3℃的低溫下也能生長并產(chǎn)生毒性。因此，受E型肉毒桿菌感染的海洋或淡水動(dòng)物產(chǎn)品，輻照后若溫度和時(shí)問等儲(chǔ)存條件不當(dāng)，就有可能產(chǎn)生毒素。在適合肉毒桿菌生長的食品中，用低于消毒劑量進(jìn)行處理后～般的腐敗微生物可能已經(jīng)失活，不會(huì)發(fā)生食品腐敗，消費(fèi)者可能對(duì)含有肉毒桿菌毒素的食品缺乏警惕而出現(xiàn)中毒。避免出現(xiàn)這種危害的補(bǔ)救辦法是將食品輻照后儲(chǔ)存于3.3℃以下的條件下，并且避免處于缺氧的環(huán)境中。
需要指出的是，采用其他非完全消毒處理的食品也有類似的問題，這些食品若溫度和時(shí)間等儲(chǔ)存條件不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致芽孢病原體的生長而使食品產(chǎn)生對(duì)消費(fèi)者健康的危害。
五、輻照食品與放射性
在討論輻照食品與放射性問題時(shí)，應(yīng)明確輻照食品與放射性食品的嚴(yán)格區(qū)別。放射性食品是指在食品生產(chǎn)加工過程中受到放射性物質(zhì)污染的食品。例如，1986年原蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故后使周邊地區(qū)和一些歐洲國家的農(nóng)產(chǎn)品中放射性成分超標(biāo)，在一些核試驗(yàn)的周邊地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品也可能存在放射性污染的問題。但輻照食品與放射性食品完全是風(fēng)馬牛不相及的兩碼事。在食品輻照過程中，作為輻照源的放射性物質(zhì)密封于鋼管內(nèi)，管內(nèi)的物質(zhì)不能散發(fā)出來，只是透過鋼管壁后的射線照射到受照的食品上，食品輻照都是在原包裝的情況下進(jìn)行，并沒有和放射源直接接觸。因此，食品經(jīng)過輻照后不存在放射性污染問題。
人們關(guān)心的另一個(gè)問題是輻照食品的感生放射性問題。事實(shí)上，我們生活的環(huán)境包括食品中均含有一定的天然放射性物質(zhì)，食品中的天然放射性來自食品中的40K、32P、226Ra等放射性元素。食品中的天然放射性很低，一般為150～200Bq／kg，其含量與食品的來源和種類有關(guān)。在食品輻照中產(chǎn)生任何附加的放射性都是不期望的，也是不允許的。
在輻射化學(xué)中，只有輻射能級(jí)達(dá)到一定的閾值后才能使被照射物質(zhì)產(chǎn)生感生放射性。食品中基本元素感生核反應(yīng)需要的臨界能見表2-4，由表可見組成農(nóng)產(chǎn)品的基本元素C(碳)、O(氧)、N(氮)、P(磷)、S(硫)等變成放射性核素，需要10MeV以上的高能射線的照射。食品中含有可能或“容易”生成放射性核素的其他微量元素，如鍶(Sr)、錫(Sn)、鋇(Ba)、鎘(Cr)和銀(Ag)等，這些元素在受到照射后，有可能產(chǎn)生壽命極短的放射性核素，但是只要控制射線的能量，就能做到絕對(duì)不引起感生放射性。美國陸軍納蒂克(Natick)實(shí)驗(yàn)室的R．I．Berket博士在一份交給世界衛(wèi)生組織的報(bào)告中指出，即使應(yīng)用能量級(jí)為16MeV的電子加速器輻照食品，所產(chǎn)生的感生放射性也可以忽略；即使有,其壽命也非常短。
表2-4食品中基本元素感生核反應(yīng)需要的臨界能
元素種類 | 核反應(yīng) | 臨界能／MeV | 生成物的半衰期 |
12C 16O 14N 31P 32S 9Be 2H 7Li 39K 40Ca 54Fe 23Na 127I 53Cu 26Mg | r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n r.n | 18.8 15.5 10.5 12.35 14.8 1.67 2.2 9.8 13.2 15.9 13.9 2.6 9.3 10.9 16.2 | 20.39min 2.1min 9.961min 2.5min 2.61min 極短 － 0.85min 7.636s 0.88s 8.53min 2.6年 13d 10min 11.26s |
因此，FAO／WHO／IAEA食品輻照聯(lián)合專家小組在審議輻照食品的安全性時(shí)提出了食品輻照源和劑量的規(guī)定，在國際食品法典委員會(huì)的《國際食品輻照通用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了照射輻照食品的射線能量，其中機(jī)械源產(chǎn)生的加速電子能量在10MeV或小于10MeV；X射線和γ射線小于5MeV。在上述能量范圍內(nèi)，即使使用高輻照劑量，產(chǎn)生的感生放射性的核素的壽命也很短，放射性僅為0.001Bq，是食品中的天然放射性的15萬至20萬分之一。
目前食品輻照使用的60Coγ射線的能量為1．32Mev和1．17Mev，137Cs的射線能量僅有0.66MeV；低能量電子束輻照的能量也在10MeV以下。由于這些輻射源產(chǎn)生輻射的能量水平均低于誘發(fā)食品中元素產(chǎn)生顯著放射性所需的能量水平，輻照食品不可能產(chǎn)生感生放射性問題。例如，日本在輻照馬鈴薯后立即測量輻射馬鈴薯的放射性，未發(fā)現(xiàn)任何感生放射性的產(chǎn)生。1977年四川省原子核應(yīng)用技術(shù)研究所在進(jìn)行豬肉輻照(19～114kGy)后立刻測定，未見感生放射性。1980年四川省工業(yè)衛(wèi)生研究所用1．2～19kGy的劑量照射大曲酒后同刻測定a射線、β射線、γ射線，均未見產(chǎn)生感生放射性。因此，受輻照食品是否產(chǎn)生感生放射性是完全沒有必要擔(dān)心的問題。
六、輻照食品的包裝
食品包裝是食品生產(chǎn)和流通中的重要一環(huán)。一般說來，輻照食品包裝材料必須具有透氣性低、機(jī)械強(qiáng)度高，密封性能高，防潮性好，以及耐熱、耐輻照等特性，才能有效地防止病蟲和微生物對(duì)輻照產(chǎn)品的二次污染和適應(yīng)產(chǎn)品本身的生理生化變化。為了保證輻照食品對(duì)包裝材料衛(wèi)生安全性的要求，輻照食品的包裝材料在受到輻照時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生對(duì)材料包裝性能的損害和產(chǎn)生有害物質(zhì)并向食品轉(zhuǎn)移。
有關(guān)輻照食品包裝材料國內(nèi)外進(jìn)行了大量研究，輻照食品的包裝技術(shù)將在第九章第三節(jié)進(jìn)行討論。國內(nèi)外在食品包裝材料的研制上發(fā)展很快，新的包裝材料和包裝種類不斷出現(xiàn)。目前輻照食品的包裝主要采用高分子材料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺等。輻照新鮮水果、蔬菜的包裝要注意防止在裝運(yùn)存儲(chǔ)過程中的擠壓碰傷，還要具有透氣性和通風(fēng)散熱的功能，一般選用瓦楞紙箱作為包裝材料。食品包裝材料在高劑量輻照后可以輻射交聯(lián)或降解作用，并放出一些氣體，但在食品輻照工藝規(guī)范(GIP)規(guī)定的劑量范圍內(nèi)，只要選擇合適的食品包裝材料，就不會(huì)出現(xiàn)包裝材料影響食品安全性的問題。
以上從輻照食品的毒理學(xué)、微生物安全性、營養(yǎng)安全性、輻照食品與放射性、輻照食品的包裝等方面討論了輻照食品的衛(wèi)生安全性問題。事實(shí)上，人們對(duì)輻照食品衛(wèi)生安全性的關(guān)注主要是指輻照食品沒有任何毒理學(xué)危害和含有充分的營養(yǎng)價(jià)值、不引起微生物學(xué)的特殊問題。經(jīng)過國內(nèi)外大量的研究和深入全面的評(píng)估，FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家委員在1980年提出“任何食物受到10kGy以下照射量的輻照，都不會(huì)因輻照引起毒性危害，因而不再需要進(jìn)行毒物學(xué)方面的檢驗(yàn)”，并為國際食品法典委員會(huì)認(rèn)可。同時(shí)，這也并不意味著高于10kGy劑量的輻照就是不衛(wèi)生的。FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家組于1997年在評(píng)估了大量高于10kGy劑量的輻照后，認(rèn)為國際食品法典委員會(huì)推薦的10kGy劑量限制沒有任何科學(xué)依據(jù)。在滿足食品輻照工藝規(guī)范(GIP)規(guī)定的劑量范圍內(nèi)，應(yīng)保證輻照能夠殺滅食物中的有害微生物，同時(shí)保持食品的品質(zhì)，對(duì)輻照劑量的選擇是第2位的問題，并不應(yīng)受到10kGy劑量的限制。根據(jù)FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家組的評(píng)估結(jié)果和建議，國際食品法典委員會(huì)于2003年批準(zhǔn)了10kGy以上劑量的食品輻照，以實(shí)現(xiàn)合理的輻照工藝目的。