辖射食品的安全性
辐照的安全性根据国际原子能组织出版的《食品辐照的事实》(Anonymous,1991年),地球上所有食品都具有一定的放射性,这是由于在地球自然环境下具有一定天然放射性物质。采用这三种方式辐射,食品在其辐照之中或之后不会变得具有放射性。这是因为这些辐射源的能量水平不足以使得食品中任何原子产生核变而变得具有放射性。
微生物学安全革兰阴性腐败菌对辐射的敏感性超过病原体,而革兰阳性腐败菌则显示出比病原体更强的抗辐射能力。但是,这个辐射敏感的范围很窄(monk等,1995年)。特别是低酸性食品中,其内部腐败菌的量远高于其病原体。对于一个具体应用的剂量,如灭菌(中等剂量范围),辐射处理之后幸存的腐败菌更可能超过病原体。这样辐射食品中微生物在变成病原体之前最可能作为腐败菌(Anonymous,1997年)。
由于存在这样的担心,辐射之后幸存的未杀灭的孢子会有毒素产生,用于延长货架期的中等剂量处理的水产品会有E型肉毒杆菌问题,构成一个潜在的危害。如鱼在10T的条件下长期贮藏,有可能会形成毒素(Farkas,1989年)。这样低酸性食品在出现腐败前有可能会变得含毒。在热处理杀菌温度不足的情况下这种现象也会出现。为防止辐射食品出现这种情况,一个严格操作规程是要求采用中等剂量处理低酸性食品时,辐射时的温度只比冷冻温度高出一点点。
另外一个关心的是真菌毒素。实验的结果有些冲突,有些研究表明辐射之后真菌毒素会增加。理论解释是能产生毒素的真菌比大多数细菌具有更强的抗辐射能力。当食品中的细菌被杀灭之后,真菌会生长在一个比之前更少竞争的环境中。这个研究的结论是福射之后幸存的能产生毒素的真菌在一个没有竞争菌环境下会更快的生长并成为优势菌(Monk等,1995年)。这个结论在另外一些研究当中有些不同。有人认为,在一个没有温度控制的贮藏过程中,有可靠数据表明辐射不会增加真菌生长的危害(Farkas,1989年)。另一种解释是,辅射之后大部分的细菌被杀死,这就有可能给真菌带来更多营养物质。
毒理学安全辐射作为一种食品加工技术已经经历了很多超过食品安全问题的审议,因为还没有其他食品加工会被提出这么多的问题。这很可能是由于这几点原因:①更多的是强调核能负面的效应甚于考虑其在食品贮藏中有利的一面;②使用辐射处理食品是”静态“的过程,光子或电子在我们没有感觉的情况下从辐射源进人食品;③1958年美国国会将食品辐射源列为食品添加剂。这就导致与食品辐射相关的研究人员、从业人员和卫生工作人员不得不去找各种原因来回答,与化学添加剂相比辐射食品是否会变得有毒的种种食品安全问题。
①喂养研究。1958年美国国会通过了食品、药品和化妆品的食品添加剂修正案,在法规中要求对辐射食品要进行安全测试。食品添加剂的风险评估主要是基于动物喂养研究。进行实验的各组动物,每天进食的饲料和水都是经过不同剂量水平的辐射处理。有些不利影响如生长抑制、肝损伤或生育能力下降等,要对某一特定添加物的不同辐射剂量和浓度的毒性效应进行测试。这个不会产生不利影响的水平叫作无影响级。正常的实验是这样的,在大多数敏感的动物(通常是狗,小鼠和大鼠)给它们规范摄人不超过1%无影响级人类食物并观察其情况。当这种辐射食品的安全评估研究的结果是好的,用不合理的辐射食物比例给动物进食引起的生理病变的实验程序才能进行。有些试验动物由于对这些食物的不习惯,出现体重变轻或简单的拒绝进食,甚至会导致营养不良的情况。此外,这些实验的辐射食品,有用的剂量达到50kGy,从来没发现过可能会产生大的辐射毒性效应的特点(Diehl,1995年)。
从20世纪50年代以来包括几代人的研究,已进行了几百个的辐射食品动物喂养的研究。调查的最终结论包括:新陈代谢,组织病理中慢性、亚慢性变化,大多系统功能生殖影响,生长,致畸性和致突变性。大量的研究已经完成,众研究的结果看,有些是证明来自辐射的不利影响,但是没有出现大的和重复性的异常(Barna,1979年;Thayer等,1987年)。通过一系列的专家包括由FAO/IAEA/WHO组成的食品辐射联合委员会对这些科学数据的独立审查,食品辐射联合委员会对一项1970-1979年关于辐射食品动物试验和食品安全的国际性研究方案的结论进行审查,同时美国FDA也对441项辐射食品毒理性研究进行审查,最终得出结论是:在给定的条件下辐射食品用于人类的消费是安全的(Anonymous,1986、1994、1999年)。
世纪80年代初期,在中国由组成典型中国饮食的五种不同食物进行人体试食的研究,共有382名医学院学生为主的健康志愿者参加,研究的一个焦点是确认通过进食辐射食品8周后是否会出现染色体的变化。只有7名志愿者结果是负面的,这表明在测试组和对照组之间染色体相差不大。测试组和对照组的多倍体数量也没有不同(Anonmous,1991年)。
②特殊的放射性产品。在早期辐射食品安全的观点中,美国FDA创造了”特殊的放射性产品“—词,描述的理论可能是食品辐射过程产生独特的分子(Lagums-solar,1995年)。辐射过程必然会使食品增加少量能量。由于这样,会产生许多放射性物质,但数量很少。热处理产生同样普通类型的分子,但数量巨大,因为进人食品中能量要比辐射高。美国FDA后来不使用URP这词,他们进一步的结论表明没有需要去关心辐射过程产生的有特殊性的放射性产品(Anonymous,1986年)。
短波长的紫外线照射作为非热杀菌技术的优点在于,在使生鲜食品保证安全和营养、获得可以接受的货架期的同时,还维持了其类似于新鲜时的一些特性。众所周知,紫外线照射是杀灭水和物料表面细菌的一种非常有效的方法。紫外线照射技术的开发已有60多年的历史,但制造出的商业设备目前仅用于不能经受化学灭菌的医疗业和水业。在过去的20年里,生鲜食品和饮料行业与UV设备制造出现了难得的发展契机。紫外线的致死机制和杀菌效果是众所周知的,然而,近年来食品学者才发现,对于热敏感的水果蔬菜汁,UVC处理是一种非常有用的贮藏方法,因为在降低微生物、延长货架期的同时,并没有对食品的品质产生不利的变化。
控制微生物的紫外线照射法
紫外线照射一般与水的消毒相联系(Gardner和Shama,2000年)。使用这样一种控制微生物的物理方法去使食品灭菌是可行的。Reagan等(1973年),Stermer等(1987年),Wallner-pendleton等(1994年),Huang和Toledo(1982年),Lee等(1989年)和Kuo等(1997年)都报道过在食品表面进行紫外线照射的成功结果。
紫外线
微生物控制中直接破坏致病微生物称之为消毒,常见于破坏蔬菜中致病菌。不同于化学灭菌,它是指使致病菌孢子失活。消毒可以使用化学药品、紫外线照射、沸水、蒸汽。这些消毒方法中,紫外线照射因为其良好杀菌效果而被认识。非电离射线比电离射线波长要长,通常长lnm。非电离射线中最好的例子就是紫外线。
射线被定义为在空间或物质中发射和传递的能量。从食品贮藏角度看,射线是一种电磁波。电磁波根据其穿透能力、频率、波长划分为不同类型的射线。7-射线、紫外线、微波在食品工业中有特殊的作用(Mendonca,2002年)。紫外线照射是一项历史悠久的技术,医学和科学工作者早在20世纪初就报道了紫外线的消毒能力。然而,直到20世纪40年代末,随着能发射杀菌射线的紫外灯的出现,才使得紫外线有了商业应用的可能性。太阳光中的紫外线作为控制微生物生长的重要因素被认知(Jay,2002年)。除了光合细菌,大部分细菌都容易被紫外线杀死。
紫外照射技术
光被认为是一组能量,能量的多少取决于光的频率与波长。当光的能量被物体吸收后,会导致物体发生一些化学、物理变化。吸收了这些能量的分子、原子就会改变自身的状态。代表性的是紫外线,其波长为100——400nm(Giese,1992年),再细分为315——400nm长波紫外线,冷库建造280——315nm的中波紫外线和200——280nm的短波紫外线(Bolton,2001年)。
UVC被称为可以灭菌的紫外线,因为大部分微生物吸收254mn的紫外线,而这个波长的紫外线足够使电子发生物理移动和打断核苷酸链中的化学键,抑制生长,阻止繁殖。紫外线之所以能用于流体灭菌,是因为流体食品对UVC的吸收率很低,而细胞中DNA对其吸收率很高,组成DNA的嘌呤和嘧啶碱基吸收此波长紫外线的能力很强(Shama,1999年)。短波紫外线能破坏暴露细胞DNA链中相邻胸腺嘧啶间的化学键,嘧啶碱基对UVC也很敏感,包括在相邻碱基之间形成的共价二聚体(Adams和Moss,1995年)。组成DNA的四种碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶都会经历一个独自的光化学过程。如果两个嘌呤碱基相邻,其中一个碱基吸收一个紫外线光子,结果就产生一个由化学键联结的二聚体(Bolton,2001年)。这些嘧啶二聚体保证了细胞繁殖时DNA的正确复制。作为微生物控制的一种物理方法,紫外线灭菌的基础机制是使两个胸腺嘧啶的二聚体发生作用,因为如果形成的聚结二聚体足够多,DNA将不能复制(Bolton,2001年)。
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