辐射加工有着广泛的应用,它能与国民经济中的各行各业相结合,形成新产业或形成新的经济增长点.把辐射加工应用归纳起来有许多方面。目前已经产业化和商业化应用的领域有:食品辐照保藏、医疗用品辐射灭菌消毒、辐射化工、三废治理等。 目前,消毒灭菌方法有很多,如:热力消毒法、化学药剂(包括液体和气体消毒剂)消毒法、紫外线消毒法、微波消毒法、超声波消毒法、电离辐射灭菌法等,其中主要有以下三种:
①、 高温高压(压力蒸气灭菌法)法;
②、 气体熏蒸(环氧乙烷)法;
③、 电离辐射(γ射线及电子束)灭菌法。
高温高压法是最早的灭菌方法,它的主要缺点是:灭菌不彻底;不适用于那些对热敏感的材料(如塑料制品、一些橡胶制品等);这种方法还要消耗大量的能源;它不能连续作业,无法大批量生产。这是一种原始的、落后的方法。
气体熏蒸方法是用化学物质的气体,对被灭菌物品进行熏蒸,主要使用的化学物质是环氧乙烷、溴甲烷等。比起前一种方法它有了较大进步:它能较大批量生产,灭菌较彻底。但是,这种方法的缺点有很多:工艺参数多、控制较难;不能连续生产;包装材料必须是能透气的(又不能透菌);被灭菌的产品中有压紧而不能渗进气体的地方将会有微生物残留;在产品中有化学物质残留等。特别值得指出的是,这些化学物质是强致癌物质,尽管对残留量有明确的限值,但毕竟还是有残留,对人类健康造成威胁。
继前两种方法之后,人们采用了先进的辐射灭菌的方法,使用的辐射源主要是放射性同位素钴-60产生的γ射线及加速器产生的高能电子束或X射线。这种方法是一种环保型灭菌方法:它的灭菌工艺容易控制(只需要控制辐照剂量);灭菌彻底、不存在热对流和气体扩散问题;因为它是在常温下进行的,方法实用于各种对热敏感的材料制品;可连续大规模生产;产品不会产生感生放射性且无任何污染。
“欧共体及其贸易伙伴自1991年起就明文禁止在医疗保健行业采用环氧乙烷、溴甲烷熏蒸法进行灭菌处理。根据1989年保护环境制定的《蒙特利尔议定书》条款,损害臭氧层的二溴化乙烯,溴甲烷或环氧乙烷之类用于食品熏蒸和灭菌的化学物质,必须停止使用。取而代之的是无污染的钴-60等γ射线辐照灭菌法。”(摘自《科学时报》)。
从以上的比较不难看出,辐照灭菌方法是目前最先进的灭菌方法,先进国家的大部分医疗卫生用品都是用这种方法灭菌。用辐照灭菌方法取代其它灭菌方法已是人们的共识,环氧乙烷气体熏蒸灭菌法被淘汰已是不可逆转的潮流。
事实上辐照食品正逐步进入寻常百姓家,如脱水蔬菜、方便面调料及真空包装的熟肉制品、保健饮料、土特产品等。1998年6月1日起我国市场上所有出售的辐照食品必须贴上辐照食品标识后,也逐渐被消费者所认识、接受。
辐照食品是采用放射性60Co的γ射线、X射线或高能电子束等穿过食物机体,使其中的水分和各种营养物质发生电离作用后,破坏细胞内的DNA分子(细胞质的损伤和生物膜的破坏也是其中的重要过程),从而抑制蔬菜的发芽和生根。辐照后的粮食3年内不会生虫、霉变; 大蒜、土豆、洋葱经过辐照后能延长保存期6~12个月。
肉禽类食品经过辐照处理,可全部消灭霉菌、大肠杆菌等腐败性和致病性微生物,从而大大延长了它们的保质期。开发辐照肉品,有利于增强我国肉类产品在国际市场的竞争实力。近年来我国肉类产量持续增长,如1995年我国畜肉类产量达到4966万吨,占世界总产量20%,成为世界第一;但出口却没有同步增加,主要品种的出口量甚至下降,其中一个重要原因是相关肉制品卫生标准达不到欧美发达国家和地区的进口要求。蒙特利尔公约规定,发达国家将在2005年前、发展中国家将在2015年前彻底禁止使用传统制冷剂溴甲烷。这对我国通过冷冻冷藏来保存肉类的传统方法提出了挑战,却为辐照肉品市场的发展提供了机遇。例如,流通在各大超市里面的定量小包装鲜肉产品,一般包装下2~4℃时鲜肉的保质期是2天,即使是采用真空包装或真空-充气包装,其保质期也只是5~7天,而如果采用真空包装或真空-充气包装再利用低剂量辐照处理,在2~4℃下保质期为30天,且经过辐照处理的鲜肉已经有效地杀灭了各类寄生虫和致病菌,大大有利于各类食源性疾病的预防。 辐射化工产品是辐射加工技术发展最快的领域。辐射化工是用电离辐射作用于物质产生的化学变化 (化合、 分解、交联、聚合、接枝、固化、 降解等) 来实现材料改性的一种新的加工方法。它与常规加工技术(热加工、 光加工、 化学加工等) 比较,主要特点是: 无须添加引发剂或催化剂, 能在常温基至低温下进行反应, 可合成或制备用常法难以获得的高性能特殊材料。
辐射化工产品附加值高,应用面广, 涉及通信电子、电力交通、石油化工、航空航天等诸多国民经济重要领域,在同辐技术产业中占有十分重要的地位。 近十几年来,随着世界范围产业结构的升级和环保意识的增强, 辐射化工作为一种高效、节能、无污染、易控制的绿色化工产业受到世界的普遍重视,显示出旺盛的生命力。由于它工艺过程简单,易操作,产品质量好,效益好,所以它以很高的速度迅速产业化。辐射化工主要是使多相高分子聚合物经γ射线辐照引发聚合而生产化工产品类。表4比较详细的列出其应用.在这个领域中,已有许多产品,已经形成规模生产,例如热收缩材料方面,已应用到电力和各种部门。 ①、 在农业上:用辐射的办法诱发人为的突变称为突变育种,即利用突变改良品种。也就是从中选出有用的形质,可直接作为品种利用,或作为交配的母本材料。其目的是提高产量和使用品种早熟。这些方面已获得可喜的成果。
②、 动物用配合饲料的杀菌:很早之前在外饲料添加物就有30多个品种被指定为辐射处理的对象。用辐射加工技术处理无菌饲料方面得到相当的发展,其应用前景非常可观。实验证明用高剂量照射蛋白质和氨基酸几乎不引起营养学方面的变化,对维生素类的辐射分解,除了维生素A和E外,其他不存在问题。维生素A和E的分解程度和加热处理相差不多,特别是实验物用饲料中绝大部分都采用辐射加工处理。中国饲料行业的龙头企业如湖南屈原正虹科技集团以及正大集团等均可以考虑引进此技术和项目以应用在饲料生产及肉制品保鲜领域。
③、 辐射加工处理淀粉:辐射处理淀粉已受到广泛的重视,并把它用作水产炼制品的副料,婴幼儿食品,病人食品,干燥肉汁的填充剂。总之用辐射处理淀粉的目的是作为工业原料的改质,作为食品材料的杀菌和加工适应性的改良。
④、 固定化酶的辐射加工处理:酶是对生物物体具有催化作用的蛋白质,因为易溶于水,所以只能使用一次,反应完了酶的活性有残留,但对酶来说是不可回收的,加热凝固沉淀后只有取出扔掉。像这样酶的使用方法从节省资源角度来看是不经济的。如果酶能固化参与综合反应就能进行酶反应的自动化和连续化,这种络合是在60Coγ射线照射下产生。例如日本川山岛等于1975年将丙烯酰胺等的单体和酶的混合液一起放在干冰丙酮上进行冻结,在不置换氮的前提下,用60Coγ射线以每小时1-9Gy的剂量照射5-10分种,使之结合,解冻以后,能够制造出海绵膜结构或念珠状的固定化酶。
⑤、 皮革的消毒,灭菌,防腐:特别对那引起新鲜的,刚剥离下来的皮革有着特殊的效果。例如刚刚剥下来的牛皮。羊皮可通过辐射加工处理,可使其不变质,不变味,可使其保持很长一段时间不会腐烂。
⑥、 牧草:牛羊食用的牧草有许多微生物和病菌,为了保证牛群、羊群的健康繁殖,已在食用辐射加工处理后的牧草,进行饲养。特别这些牧草出口时都要经过辐射加工处理。
⑦、 在其他方面应用还很多,例如商品养护,花卉保鲜等。
由以上可以看出,辐照技术应用的领域非常广泛。事实证明辐射加工技术是一项正在向产业化,商业化前进的高新技术,也说明辐射加工技术是极富生命力的事业。
科学告诉你:辐照食品到底能不能吃
美国目前有一个很明显的趋势,就是采用辐照方法完成肉或肉制品的全部杀菌操作。尽管美国的这种辐照杀菌的趋势已十分明朗,但欧洲却有些反其道而行之。欧洲对辐照杀菌的应用很少,每年大约只有5万吨。其中荷兰约有1.8万吨辐照杀菌的食品,法国有2万吨,比利时有1万吨,其它欧洲国家每年只有2000吨。辐照杀菌对于冷冻禽肉、海产食品、草本食品配料和调味品、蔬菜干制品、蛋粉、奶粉、元葱、马铃薯、大蒜及水果的催熟等,应慎用。英国已批准了这方面的应用,并于1991年授权Isotron公司独家从事食品的辐照杀菌业务。该公司所处理的食品产品不允许超过3年。
从世界范围看,辐照杀菌已在40多个国家获得批准使用,其中有21个国家正在大量使用。大约有40种食品获准采用辐照杀菌,每年的处理量约为50万吨。与热杀菌不同的是,行业内都把辐照杀菌称为“冷杀菌”。
美国食品药品管理局(FDA)1985年批准将辐照杀菌用于杀死猪肉中的旋毛虫。5年后,FDA批准了禽肉的辐照杀菌。直到1993年美国农业部才批准了这项应用。1997年FDA批准了辐照杀菌对红肉的应用,而美国农业部尚未批准该项应用。
而在欧洲,尽管有个别国家曾对禽肉和海产食品等做过辐照杀菌,但对红肉的辐照尚无先例,欧盟也无相关法规。据说欧洲委员会正在制订将用于欧洲各国的辐照食品方面的法规和标准。预计这些法规与标准能在2000 年正式实施。同时,欧洲委员会也以开出了能应用辐照杀菌的食品清单。正式批准使用的只有草本食品配料和调味品。
如果这些法规的实施范围未超出现有法规,则法国、比利时与荷兰就会停止对禽肉制品的辐照,当然也不会用辐照方法对红肉制品进行杀菌处理了。
英国Isotron公司的市场部经理AndySpry博士表示,推广辐照杀菌遇到的最大问题是消费者的担忧。他说,很难让公众及食品经销商相信辐照杀菌系统是安全的,有些大的经销商曾经也认识到辐照杀菌技术是安全的,但因为激烈的市场竞争,他们只关心其市场分额、营业成本和风险,尚未看到辐照杀菌的好处。他们只关注非辐照产品,谁也不愿在应用辐照杀菌技术方面做第一。但关于辐照杀菌的话题已从“是否安全”转到“是否有必要采用”了。
Puridec公司是世界上能为辐照工厂提供辐射源钴60棒的两家供应商之一,其市场开发部经理CathieDeeley博士说,“关于辐照杀菌的安全性,所有能做的都做了,能说的也都说了。现在能做的就是不要停止,不断推广。”
这些业内人员都表示,食品辐照杀菌规模太小,需要一个有市场号召力的企业来牵头,整个食品行业也需要一个推广和宣传的运动。
在1998年第5届欧洲肉类加工年会“Meat98” 上,Puridec公司的RogerLangley先生指出,如果不进行必要的宣传与培训,我们听到消费者的议论肯定是“天然食品安全,辐照食品不安全”。事实上恰恰相反,有些天然食品的安全性就不如辐照食品好。我们将推出一项精心设计的宣传活动,按产品类别分别介绍辐照防腐的切实需求和益处,是公众了解它对消费者和食品加工业有何价值。
FoodTechnologyService公司的总裁与首席执行官E.W.PeteEllis先生正在与ColoradoBoxedBeef公司共同推进对红肉进行辐照杀菌。他表示,对消费者的培训需要公共卫生部门的官员提供支持与引导。他说,我不相信大的禽肉生产商对辐照技术的应用会犹豫不决,但他们的逻辑还是比较谨慎的。就像他们说要等消费者需要时再不辐照食品送上。这就有点脱离实际了。因为消费者的需要在市场上表现出来之前是无法确知的。所以对新产品,应尽管先让其上市。这是否有点像“先有鸡还是先有蛋”这个哲学问题? 1896年--明克(Minck)经实验证实X-射线对原生虫有致死作用。
1921年--斯彻瓦特日(Schwatz)使用X-射线杀死肉中的旋毛虫(Trichinella Spiralis)并获得美国专利。
1930年--乌斯特(Wüst)证实所有食品包装在密封金属罐中,再用强力伦琴射线照射可杀灭所有细菌,并获得法国专利。
第二次世界大战结束后--随着放射性同位素的大量应用和电子加速器等机械辐射源的问世,促进了射线处理食品的发展。
1953年--艾森豪威尔(Eisehower)促使美国军方深入研究食品辐照。
1957年--美国军方负责,为期5年的辐照食品研究计划启动,投入了大量人力、物力。
1960年--在美国军队开始试用辐照食品。
1963年--在美国军方Natick实验室举行首次辐照食品国际会议。
1965年--加拿大建立起世界最大的马铃薯辐照工厂。
1970年--FAO/IAEA/WHO的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计划(IFIP)。
1976年--联合国粮农组织认为五种辐照产品(即马铃薯、小麦、鸡肉、木瓜和草莓)是绝对安全的。
1978年--世界用于辐照消毒灭菌的60Co工厂有80家(其中60家用于医疗消毒)。
1980年--FAO/IAEA/WHO的会议认为,受辐照食品平均吸收剂量10千戈瑞(kGy)及以下,没有毒性危害,无必要再进行毒性试验。
1988年--世界用于辐照消毒灭菌的60Co工厂发展到182家,全世界辐照食品产量约50万吨。
1997年以后--WHO进一步废除10 kGy的上限量,国际食品法规委员会(CAC)相继提出辐照食品的通用标准及法规。 1958年--开始食品辐照研究工作。
七十年代中期--国内多个地区相继进行辐照保藏食品的研究,辐照品种有肉类、水产品、水果、干果、蔬菜、粮食、蛋类等。
八十年代--食品辐照已进入一定规模的生产阶段
九十年代初--我国建成辐照装置近150多台,其中设计装机能量1.11×1016贝可以上的装置超过50座。
1984年~1997年--国家卫生部颁布的食品辐照卫生标准基本覆盖了绝大部分食品。
提到辐照食品,很多消费者可能不太了解。其实在我们生活中随处可见,很多人也经常在吃辐照食品。比如方便面,里面的调料包就是经过辐照的,在方便面的外包装上就写了:"脱水蔬菜、香辛料采用国际惯用辐照杀菌技术处理"。还有泡椒凤爪,外包装上直接写明了辐照食品。除了这几种食品,还有很多食品也经常采用辐照处理,比如大蒜、马铃薯、畜禽肉、冷冻水产品等等。
为什么要对食品进行辐照?
大家都知道,鲜肉的保质期非常短,如果是在常温下放置,不到两天就会放坏。鲜肉的腐败变质是有微生物引起的,对于微生物来说,肉是非常好的食物。在新鲜的肉表面,已经有一些微生物在上面安家了,但数量特别少,对人体健康构不成威胁,但如果在室温下放置,不采取任何措施,时间一长微生物就会大量繁殖,并产生有毒的代谢产物,人们食用后会引起急性中毒,出现恶心、呕吐、腹泻、腹痛、眩晕等症状,严重的还会昏迷,甚至会因为心力衰竭而死亡。
我们当然不希望出现这样的情况,那么我们怎么来保存肉呢,在这场与微生物对抗的战争中,我们有哪些法宝呢?首先最常用的是低温,通过低温的环境下抑制微生物的生长来延长保质期,这是很有效的办法,比如在冷藏4度的条件下可以放置一周以上。还有加热、烟熏和盐腌,这些都是抑制肉类食品中微生物生长、延长保存期的有效办法,但是这些方法改变了肉的性状和品质,限制了肉的用途。还有一种办法,也是消费者最不愿意接受的办法,就是添加防腐剂了,通过防腐剂的作用来抑制微生物的生长繁殖,但是防腐剂添加过量的话对人体健康也是不利的。
有没有一种既能延长保质期,又不影响肉的品质性状的方法?答案就是辐照技术。
供参考。