徐浪 王林聰 焦懿 詹國(guó)平 劉濤 張偉鋒 鄭耘 余道堅(jiān)

摘要?輻照處理是農(nóng)產(chǎn)品加工的一種常用處理方法。根據(jù)輻照處理類型的不同對(duì)農(nóng)產(chǎn)品輻照處理技術(shù)進(jìn)行分類整理，對(duì)不同類型農(nóng)產(chǎn)品的處理劑量進(jìn)行歸納分析，并對(duì)輻照處理后農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)影響進(jìn)行總結(jié)，以供相關(guān)人員應(yīng)用參考。

關(guān)鍵詞?輻照;農(nóng)產(chǎn)品;品質(zhì);影響

中圖分類號(hào)?S124+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2020）07-0014-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.005

Research?Progress?of?Irradiation?Treatment?in?Agroproduct?Processing

XU?Lang1，WANG?Lincong2，JIAO?Yi2?et?al

（1.Shenzhen?Customs，Shenzhen，Guangdong?518045;2.Shenzhen?Academy?of?Inspection?&?Quarantine，Shenzhen，Guangdong?518001）

Abstract?Irradiation?treatment?is?a?common?treatment?method?for?food?processing.In?this?paper，the?technologies?of?food?irradiation?treatment?were?classified?according?to?the?different?types?of?irradiation?treatment，the?treatment?dose?of?different?kinds?of?food?was?summarized?and?the?quality?effect?of?irradiated?food?was?summarized，which?provided?references?for?the?related?officers.

Key?words?Irradiation;Agroproduct;Quality;Influence

基金項(xiàng)目?國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃計(jì)劃課題“跨境生物及產(chǎn)制品控制、無害化和再利用新技術(shù)研究”（2017YFF0210204）。

作者簡(jiǎn)介?徐浪（1983—），女，湖南長(zhǎng)沙人，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事植物檢疫與檢疫處理研究。通信作者，研究員，博士，從事植物檢疫與檢疫處理研究。

收稿日期?2019-08-17

輻照處理是通過利用高能射線，使目標(biāo)處理物發(fā)生一系列物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或生物效應(yīng)，而達(dá)到所需要目的的方法。輻照形式根據(jù)射線的類型可分為γ輻照、電子束（EB）輻照和X射線輻照。γ輻照主要輻照源為60Co（鈷）和137Ce（銫）;電子束輻照是通過電子加速器對(duì)電子進(jìn)行加速而形成，X射線由加速電子撞擊金屬靶產(chǎn)生[1]，γ輻照和EB輻照是目前使用較普遍的類型。3種輻照中電子束穿透能力最弱，其次為γ射線[2]，X射線穿透力最強(qiáng)。由于電子束輻照具有建造和維護(hù)成本低、不產(chǎn)生放射性廢物、易于控制、劑量率高、對(duì)產(chǎn)品影響較小等優(yōu)點(diǎn)，可作為γ輻照的替代方案[3-4]。

輻照處理不會(huì)對(duì)處理物產(chǎn)生污染和形成殘留，是一種安全可靠的處理方式。世界衛(wèi)生組織、國(guó)際糧農(nóng)組織和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)于1980年已經(jīng)論證低于10?kGy輻照處理的食品及農(nóng)產(chǎn)品沒有毒理學(xué)危險(xiǎn)，并在之后對(duì)于高于10?kGy劑量的輻照處理進(jìn)行了論證，結(jié)果表明輻照處理安全可靠。我國(guó)對(duì)高于10?kGy輻照食品及農(nóng)產(chǎn)品的毒理學(xué)研究表明其無毒[5]。輻照處理過程中溫度變動(dòng)小，可以應(yīng)用于不耐高溫和低溫的食品及農(nóng)產(chǎn)品的處理，穩(wěn)定性較好，能夠得到統(tǒng)一處理劑量。由于輻照本身不消耗能量，因此處理過程中能耗遠(yuǎn)低于冷、熱處理。輻照處理的電子束、X射線和γ射線均能夠穿透普通的包裝材料，處理后的產(chǎn)品可以避免二次污染[6]。筆者對(duì)輻照在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的應(yīng)用范圍和作用，輻照對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響進(jìn)行總結(jié)歸納。

1?輻照在農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的應(yīng)用范圍和作用

輻照處理在農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域主要集中在輻照檢疫處理、輻照保鮮、輻照降解3個(gè)方面，該研究對(duì)上述3個(gè)方面的研究情況進(jìn)行總結(jié)。

1.1?檢疫輻照處理

檢疫處理是輻照處理最為重要的應(yīng)用，也是目前農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域檢疫處理研究最為深入的，檢疫處理可有效降低入侵生物通過進(jìn)出口貿(mào)易傳播的風(fēng)險(xiǎn)，阻止入侵生物建立新的棲息地[7]。目前美國(guó)、澳大利亞、印度、泰國(guó)、墨西哥、越南等國(guó)家已經(jīng)接受輻照處理作為進(jìn)出口貨物處理方式之一[8]，同時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家通過在口岸設(shè)立輻照設(shè)施以滿足其他未設(shè)置檢疫處理設(shè)施的國(guó)家在出口貨物時(shí)能夠使用輻照處理[9]。輻照處理后的農(nóng)產(chǎn)品可以突破因?yàn)闄z疫原因而設(shè)立的貿(mào)易壁壘，促進(jìn)國(guó)際間農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易[10]。

目前輻照檢疫處理對(duì)象包括生鮮水果中的實(shí)蠅類昆蟲、鞘翅目昆蟲、蚜蟲、螨蟲等。高劑量輻照處理可以造成有害生物直接死亡，低劑量處理可以造成有害生物不育、組織結(jié)構(gòu)變異及代謝紊亂等[11-13]。其對(duì)昆蟲造成影響按照發(fā)育階段表現(xiàn)為阻止昆蟲幼蟲化蛹[14]、成蟲羽化[15]、成蟲產(chǎn)卵及卵的孵化[16]。造成昆蟲不育所需要的輻照劑量遠(yuǎn)低于殺死昆蟲所需要的劑量[17]，可有效避免輻照過程中產(chǎn)生的負(fù)面效果和降低成本[18-19]，在制定輻照處理標(biāo)準(zhǔn)時(shí)不育劑量成為重要的參考數(shù)據(jù)。

建立針對(duì)昆蟲的通用的檢疫處理標(biāo)準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)化檢疫處理在政府部門審批的流程，增加檢疫處理的應(yīng)用能力。美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物健康檢驗(yàn)局（USDA-APHIS）在2001年提出250?Gy作為實(shí)蠅檢疫處理通用劑量，400?Gy作為Coccidae（蚧科）、Pseudococcidae（粉蚧科）、Lepidoptera（鱗翅目）昆蟲檢疫處理通用劑量[20]?！秶?guó)際植物保護(hù)公約（IPPC）》制定的限定性有害生物檢疫處理第28號(hào)標(biāo)準(zhǔn)到2019年為止共確定了14種有害生物的輻照處理最低劑量，最高的為梨小食心蟲（Grapholita?molesta）最低吸收劑量232?Gy，其次為蘋果蠹蛾（Cydia?pomonella）最低吸收劑量200?Gy，其余有害生物輻照處理最低吸收劑量均小于200?Gy，而實(shí)蠅科（Tephritidae）通用劑量為150?Gy。Hallman[21-22]總結(jié)了目前報(bào)道的檢疫處理成果，并提出了關(guān)于蚜蟲、煙粉虱、象甲、薊馬、鱗翅目幼蟲和成蟲、粉蚧、螨蟲等有害生物檢疫輻照處理的可能通用劑量標(biāo)準(zhǔn)。

1.2?輻照處理保鮮作用?生鮮類貨物是農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易過程中重要的組成部分，由于生鮮類產(chǎn)品生產(chǎn)地與消費(fèi)地之間通常存在一定距離，國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際間運(yùn)輸過程中消耗大量時(shí)間，使得部分原本短暫的貨架期進(jìn)一步壓縮。保鮮一直是限制生鮮產(chǎn)品貿(mào)易的重要原因，而輻照處理可以在一定程度滿足保鮮的要求，并且具有對(duì)農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分影響小、無化學(xué)殘留、包裝后處理無交叉感染等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)輻照處理不影響真空包裝、低溫冷藏等其他保鮮方式的進(jìn)行，聯(lián)用時(shí)能夠取得更好效果[23]。輻照處理主要通過高能射線處理目標(biāo)產(chǎn)品后對(duì)生物細(xì)胞產(chǎn)生作用來達(dá)到保鮮作用，按照目的分為2類。

1.2.1?殺滅或抑制農(nóng)產(chǎn)品中微生物。

微生物是造成農(nóng)產(chǎn)品變質(zhì)的主要因素，殺滅微生物是保鮮的關(guān)鍵步驟。輻照可殺滅農(nóng)產(chǎn)品表面的細(xì)菌、真菌，抑制微生物的增長(zhǎng)，減輕儲(chǔ)存過程中腐敗現(xiàn)象[24-25]。劑量為5?kGy的γ射線輻照后肉類在不加入其他化學(xué)防腐劑的條件下可以在-18?℃環(huán)境中保存9個(gè)月以上[26]。輻照處理后微生物殺滅率可達(dá)90%以上，且微生物在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)未有大量繁殖的現(xiàn)象。γ射線對(duì)于油料中霉菌的殺滅作用效果好于電子束，輻照劑量越大其殺菌效果越好[27]。山銀花中革蘭氏陰性菌、需氧菌、霉菌和酵母菌經(jīng)4.5～7.5??kGy劑量輻照后被徹底殺滅。輻照同時(shí)也是控制食源性疾病的重要措施[28]，板栗中微生物在輻照后數(shù)量下降[29]。

1.2.2?抑制農(nóng)產(chǎn)品自身新陳代謝。

部分生鮮農(nóng)產(chǎn)品在收獲后依然可以進(jìn)行呼吸及其他新陳代謝作用，輻照通過影響酶活性抑制生鮮農(nóng)產(chǎn)品自身新陳代謝，從而達(dá)到保鮮的目的。

輻照對(duì)DNA造成損傷[30]，可造成細(xì)胞分裂過程受阻，抑制生鮮農(nóng)產(chǎn)品發(fā)芽來達(dá)到保鮮的目的，輻照劑量0.02?kGy可抑制大蒜發(fā)芽[31-32]。輻照后多種酶的活性發(fā)生變化，線粒體等細(xì)胞器官也受到影響[33]，造成生鮮產(chǎn)品出現(xiàn)呼吸速率減慢[34-37]，木質(zhì)化進(jìn)程被抑制[38]，可溶性糖和粗蛋白、總可溶物（total?soluble?solids）、滴定酸度（titratable?acidity）、維生素C（vitamin?C）、花青素（anthocyanin?content）等降解減慢。

1.3?特定對(duì)象的降解

殺蟲劑與殺菌劑的廣泛使用是農(nóng)藥殘留的主要原因，多種市售農(nóng)產(chǎn)品均可以檢測(cè)出農(nóng)殘且部分產(chǎn)品存在超標(biāo)現(xiàn)象[39-41]。有效降低農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)殘含量是提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑，也是保障農(nóng)產(chǎn)品安全的重要內(nèi)容。

高能電子束輻照可以有效降低毒死蜱、三環(huán)唑、樂果、氯氰菊酯、敵稗等殺蟲劑和除草劑含量，降解效果隨著輻照強(qiáng)度增加而增強(qiáng)[42];γ射線和電子束可以降低菊酯類農(nóng)殘含量[43]。多菌靈、肟菌酯、啶酰菌胺、氟吡菌酰胺、吡唑醚菌酯、腈菌唑、嘧菌環(huán)胺、嘧霉胺、烯酰嗎啉（Z式）等殺菌劑在γ輻照后均得到有效降解[44]。

輻照處理是降解農(nóng)產(chǎn)品中過敏原的重要方式，過敏原在輻照后分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[45-46]。水產(chǎn)品中的小清蛋白（parvalbumin，PV）、原肌球蛋白（tropomyosin，TM）、魚卵蛋白（如鮭魚的硫酸魚精蛋白）、膠原蛋白（collagen）、精氨酸激酶（arginine?kinase，AK）、肌球蛋白輕鏈（myosin?light?chain，MLC）、肌鈣結(jié)合蛋白（sarcoplasmic?calcium?binding?protein，SCP）、血藍(lán)蛋白亞基（hemocyanin?subuits，HCS）等是重要的過敏原[47]，輻照后原肌球蛋白含量和致敏性降低[48]。牛奶、雞蛋中雞卵白蛋白（ovalbumin，OVA）及動(dòng)物血清中蛋白質(zhì)類過敏原，以及花生等植物中過敏原同樣可以通過輻照降解[49-51]。當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品中的過敏物質(zhì)降低到低于引起過敏反應(yīng)所需要的劑量（eliciting?dose）后攝入是安全的[52]。

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