電子束輻照是一種利用電子加速器產生的電子束射線能量殺滅果蔬表面微生物，抑制果蔬生理活動，從而延長果蔬貨架期的保鮮技術手段。與常規保鮮方法相比，電子束輻照保鮮是冷殺菌技術，殺菌效率高，并能較好的保持其原有感官品質、營養和風味，具有安全高效、無污染、無添加等優點。該研究對電子束輻照的技術特點、對果蔬品質的影響及研究進展、輻照食品安全性進行介紹，并對其應用前景進行展望。

隨著生活水平的不斷提高，人們對果蔬等農副產品的需求也在提升，但水果蔬菜等產品的生產具有較強的區域性和季節性，以及自身容易腐爛變質，在旺季時大量果蔬因采摘后貯藏不當導致變質、腐爛，從而降低其食用價值和商品價值。據統計，每年果蔬因采后貯藏運輸不當，導致果蔬的損耗率高達20%～30%，果蔬損失量高達8000萬t，造成750億元的經濟損失;此外，廣大消費者對時令水果和蔬菜需求的多樣性和迫切性與果蔬淡季調節的矛盾十分突出。

因此，為保證果蔬的供應均衡，需加強生產和供應計劃外，最關鍵的是果蔬的貯藏工作，淡旺季供需矛盾的調節，市場果蔬種類和品質提升。目前，果蔬的貯藏保鮮技術主要是利用物理、化學或生物方法抑制微生物的生長、減緩果蔬的呼吸作用，達到延長貨架期的目的，如廣泛應用的低溫保鮮、涂膜保鮮、氣調保鮮、化學添加劑保鮮等。但以上方法存在技術設備昂貴、耗能耗電、操作性不強、有毒殘留、工作效率低、無法工業化生產等不足，現需要開發更安全環保、低碳節能、操作簡便、易工業化生產的新型果蔬保鮮技術。

輻照技術是和平利用原子能技術的一個重要方面，主要指利用放射源(60　Co或137　Cs)產生的γ射線或電子加速器產生的電子束(β射線或轉靶X射線)等照射被輻照物質，產生電離和激發，形成自由基，通過控制輻射條件，使被輻照物質發生物理化學的變化，或使生物體受到不可恢復的損傷和破壞，達到人們所需的預期目標。該技術現已被廣泛用于輻照滅菌，食品保鮮，材料改性等領域，目前，輻照技術因其節能、環保、高效的優勢，在許多領域逐步取代傳統的加工方法，被公認為高技術、高效益的綠色環保和節能型科技加工技術手段。與常規方法相比，食品輻照技術具有突出優勢：

1)輻照技術是一種冷殺菌技術，通常在常溫下進行，能夠很好的保持食品原有的成分風味和營養物質;

2)安全環保，依靠射線能量殺死食品中的微生物和抑制生理活性，無化學添加;

3)殺菌徹底，能夠殺滅食品表面和食品內部的微生物、寄生蟲和致病菌;

4)操作簡單，已進行產業化生產，輻照采用自動化裝置，停止輻照后射線立即停止，無放射性殘留，也不會誘發產生放射性。

輻照裝置主要有60Co放射源和電子加速器，近年來，隨著鈷源價格的不斷攀升和放射源退役處理問題突出，電子束輻照技術在食品保鮮中的研究和應用受到越來越多關注，該研究將從電子束輻照技術優勢、電子束輻照對果蔬品質的影響、電子束輻照食品的安全性和電子束輻照技術的發展前景等幾個方面對電子束輻照在果蔬保鮮中的應用研究進行介紹。

1　電子束輻照技術

電子加速器和60Coγ射線工作原理相似，都是通過與被加工物質作用使物質發生物理、化學和生物效應，不同的是加速器產生的電子束是高能電子，而60Coγ射線是不帶電荷的高能光子[9]。與鈷源相比，電子加速器輻照具有以下突出優點：

1)輻照劑量均勻，加工質量高;射線利用率高;

2)加工時間短，工作效率高;

3)可控制性強，通過調節傳送速度即可控制輻照劑量;

4)能源主要是電能，關機后無射線，無輻射，無射線廢源處理問題，無環境污染隱患，安全可靠。

根據電子束能量的大小，電子加速器可分為3類：

1)低能電子加速器，能量為100～300KeV，主要用于涂層固化、薄膜和片材料的輻射加工、煙氣凈化等;

2)中能電子加速器，能量為0.3～5.0MeV，主要用于電線電纜、發泡材料、橡膠等產品的輻射加工;

3)高能電子加速器，能量為5～10MeV，主要用于食品保鮮、農產品殺蟲、醫療用品輻照消毒等。

2　電子束輻照對果蔬品質的影響研究進展

電子束輻照能夠抑制果蔬的呼吸作用，殺蟲滅菌，降低乙烯的產生，延長貨架期，從而達到保鮮的目的。輻照處理在對果蔬的生理生化等方面產生重要影響的同時并不會改變其營養成分，因此備受青睞。

2.1　對果蔬感官品質的影響

果蔬的外觀品質主要包括其硬度、色澤、腐爛指數、氣味等，是判斷水果新鮮程度的重要指標。周冉冉等[16]研究發現，3.0kGy電子束輻照香菇，其硬度降幅低于對照和其它劑量組。斯琴雅圖等用0.9kGy電子束輻照滑菇發現，該劑量對滑菇的護色和保持形態具有非常顯著的效果，并延緩褐變，有效降低滑菇的失重。DUAN等通過不同劑量電子束輻照新鮮采摘的蘑菇發現輻照處理后的蘑菇軟化推遲。周任佳等通過對鮮切哈密瓜進行電子束輻照發現，在0.5～2.0kGy的輻照劑量范圍內，電子束處理的哈密瓜褐變潛力上升較為緩慢，在整個貯藏期電子束處理過鮮切哈密瓜感官品質明顯優于對照組，1.5kGy電子束處理的感官品質最佳。

顏色是判斷果蔬品質好壞的重要指標，直接影響消費者對產品的接受程度，徐赟等研究發現，輻照處理可以抑制綠色泰芒后熟黃化，且不同品種水果其適宜劑量不同，臺灣楊桃的適宜劑量為0.43kGy以下，泰芒、澳芒的輻照劑量應控制在0.85kGy以下，高劑量的電子束輻照易導致果皮褐變。陳志軍等對進口葡萄進行電子束輻照研究發現，2.10kGy的輻照劑量下，室溫或低溫貯藏后，經輻照處理的色澤變化均小于未輻照處理組。這說明了適宜劑量的電子束輻照處理可以抑制果蔬軟化，降低腐爛率，提高其感官品質，但不同果蔬其適宜劑量是不同的，且同種類果蔬不同品種之間也存在明顯差異。

2.2　對果蔬營養品質的影響

果蔬中富含維生素C、花青素、還原糖、果膠等，這不僅使水果具有良好的口感，也是其營養食用價值所在。輻照保鮮技術不僅要延長其保質期，更要保證其營養品質不受影響。王秋芳等[22]研究表明，0.5～1.0kGy電子束輻照花椰菜，在其儲存后期維生素C、可溶性蛋白質含量高于對照組。周慧娟等[23]對獼猴桃進行電子束輻照處理后發現，獼猴桃保鮮的適宜使用范圍為0.5～1.0kGy，同時結合低溫保藏技術，對可滴定酸、可溶性固形物及維生素C含量的下降抑制效果顯著;王秋芳[24]研究發現，劑量1.0kGy以下，電子束輻照能夠降低葡萄內維生素C、有機酸、單寧等營養物質的消耗，其中0.7kGy處理的葡萄貯藏到98d時維生素C、可滴定酸及總糖含量顯著高于其它處理組。吳慶等[25]研究發現，輻照劑量小于1.6kGy時，經輻照處理泰國杧果的還原糖含量與對照無顯著差異，貨架期7d后，輻照組的可滴定酸含量高于對照，高于0.8kGy輻照處理時維生素C含量顯著下降。雷慶等[26]對草莓進行電子束輻照處理，劑量范圍在0～3.0kGy發現，輻照處理組的有機酸下降速度比未輻照組慢，且有機酸、維生素C、總酸含量均高于未輻照組。戚蓉迪等[27]研究表明，0.41kGy電子束輻照甜櫻桃其總花青素和單體花青素含量高于對照和其它的劑量電子束處理，同時輻照對可溶性固形物含量影響不大。HYUN-AN等[28]用0.4kGy和1.0kGy劑量輻照柑橘發現，該劑量能夠延長其貨架期且不會對柑橘的總酚、維生素C、水分含量造成影響。綜上所述，在一定劑量范圍內，電子束輻照能改善果蔬的感官品質，維持其營養品質不變的同時延長保質期。

2.3　殺蟲滅菌

在農產品儲藏過程中，害蟲對其破壞是非常嚴重的，通過輻照處理可以使昆蟲死亡、縮短壽命、不育、發育遲緩等。電子束輻照可以代替化學殺菌如熏蒸或殺蟲劑，用于對抗細菌和其它害蟲。灰霉病是世界性的重要病害，對果蔬的危害最為嚴重，灰霉病主要是由灰葡萄孢所引起，張婷等研究發現，電子束處理可顯著抑制灰葡萄孢菌分生孢子的萌發，降低其致病能力，延遲其萌發時間，抑制效果隨劑量升高而增加。魏超等采用水洗、輻照、冷熱激、含氯消毒劑、清洗劑5種方法對芽苗菜表面微生物進行控制和消除發現，輻照處理對微生物的殺滅能力最強。

周任佳等研究發現，電子束輻照處理能有效的抑制病原微生物的生長，劑量越大，抑制效果越好。13d時，經1.5、2.0kGy輻照處理的鮮切哈密瓜表面細菌、霉菌及酵母菌菌落均降低2個數量級。楊俊麗等通過對草莓進行電子束輻照研究發現，4.0kGy以上的輻照劑量即可達到有效控制草莓中細菌、霉菌及酵母數量的效果。王秋芳等通過對巨峰葡萄輻照研究發現，大腸桿菌對電子束輻照最為敏感，0.4kGy輻照即可完全殺滅，1d后對霉菌進行檢測，2.5kGy的輻照滅菌率達到90%。SCHMIDT等通過電子束輻照番茄發現0.7kGy和0.95kGy輻照均能顯著降低酵母菌、乳酸菌、沙門氏菌和霉菌數量，其中對沙門氏菌殺滅效果最為明顯。綜合以上研究證明，電子束輻照可以有效的殺滅水果表面微生物，并在一定的時間內起到抑制作用，降低病蟲害。

2.4　抑制成熟延長貨架期

大多數水果是呼吸躍變型，具有后熟過程，而果蔬本身就是一個有機生命體，其采摘后仍然進行呼吸作用會成熟衰老，一定劑量的輻照處理可以抑制其呼吸作用，使其處于一種休眠狀態，達到延長貨架期的作用。國內外已有研究表明，電子束輻照可以延緩香蕉、番茄、車厘子、蘑菇衰老，黃略略等通過電子束輻照糯米糍荔枝發現，輻照處理后的荔枝，其保質期室溫下由1d延長至3d，冷藏條件下由10d延長至15d。楊俊麗等研究發現，0.8kGy電子束輻照對大蒜內芽生長有顯著的抑制作用，且相同劑下，電子束輻照抑芽效果高于60Coγ射線。張規富等通過輻照發現選用7kGy的劑量輻照鮮雷竹筍，能夠延緩新陳代謝抑制相關酶的活性，使雷竹筍的生理活性降低。顧可飛等通過研究表明，低劑量的電子束輻照(≤2kGy)可以在生物學形態上有效延長羊肚菌的貨架期。張玥等研究發現0.15kGy電子束輻照處理的板栗，在5℃條件下可以保鮮9個月以上。

2.5　降低農殘有毒物質殘留

在電子束產生的射線直接或間接作用下，生物大分子或化學污染物分子發生斷裂、交聯等一系列反應，從而改變分子原有的生物化學性質，降低其毒害性。在果蔬田間種植階段會噴灑一些除草劑，而這些除草劑難以降解。張娟琴等在對雙孢菇輻照處理發現，1～4kGy的電子束輻照在一定程度上能加快雙孢菇中4種農藥的降解，且降解率隨著輻照劑量的增大而增大。羅小虎等[47]研究表明，電子束劑量在0～50kGy時，可以降解玉米中AFB1(黃曲霉毒素B1)，50kGy劑量輻照時，AFB1降解率高于90%，且在玉米籽中的降解效果優于玉米粉。李克等[48]研究發現，1～10kGy的電子束輻照能顯著降解玉米中嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮。LIU 等指出，8.0kGy的電子束輻照劑量，對濃度為2.8×10-5　mol·L-1呋喃唑酮代謝物水溶液的降解率達到100%。陳其勇等[50]研究發現，10kGy劑量輻照下，吡蟲啉降解率達到80%。

3　電子束輻照食品的安全性和可接受度

輻照技術是通過輻照裝置產生的射線對物品進行處理，產品接受到的是射線的能量，而不是放射性物質。早在20世紀60年代，國際上就有關于食品輻照安全性論證和試驗，經過長時期的動物試驗和人體試驗證明，在一定劑量范圍照射下的農副產品及其加工及制品不會產生放射性和有毒物質。1980 年11 月聯合國糧農組織(FAO)、國際原子能機構(IAEA)和世界衛生組織(WHO)3個國際組織的聯合專家委員會，聯合發表調查結論：“任何食品總體平均劑量低于10kGy，沒有毒理學危險，用該劑量輻照的食品不再要求做毒理學試驗，同時在營養學和微生物學上也是安全的”。我國衛生部自1997年陸續頒布了輻照水果、農產品等七大類的國家標準，這給輻照技術的安全使用提供了標準支撐。2003年CAC(國家食品法典委員會)批準必要時可以采取10kGy以上的輻照劑量，CAC對電子束的安全性特別標準：10Mev以下的電子束輻照食品是安全的。將輻照劑量控制在一定范圍內，食品中的糖分，纖維素和蛋白質都是穩定的，不會破壞食品的營養成分，到目前為止，還未發現輻照產生有毒物質。

輻照食品商業化的關鍵取決于社會公眾的接受度，電子束輻照以電子加速器產生的電子束為輻照源，其產生和消失通過電子加速器開關控制，安全性高，可控性強，因此，電子束輻照在此方面的接受程度遠大于鈷源輻照。我國是世界上最大的輻照食品生產國和消費國，據不完全統計，2015年全球輻照食品產量約70萬t，而我國年產量占一半左右。我國民眾對輻照食品的接受度非常高，20世紀70年代已在成都、上海、南京、北京等城市商場開設專柜出售輻照食品，72%～90%的消費者反映積極，愿意購買輻照食品，目前，標注“輻照食品”或“采用輻照技術處理”的輻照食品與常規食品一樣公開售賣。

4　電子束輻照在果蔬保鮮中的應用前景

電子束在果蔬保鮮中的應用研究已有幾十年的歷史，但實際商業化生產應用的較少，原因可能主要有：

1)許多果蔬不易運輸或搬運，且貨架期短，輻照保鮮會較大增加企業生產成本;

2)果蔬保鮮輻照劑量較低，加工工藝較為復雜，需開展大量工藝研究和試驗;

3)電子束輻照標準缺乏，實際生產過程中存在無標可依的實際問題。

因此，電子束輻照技術若要在果蔬保鮮中從試驗階段走向產業化，可從以下幾個方面入手：

1)選擇經濟價值高的產品，開展特色高值果蔬的電子束輻照保鮮研究，提質增效，賦予產品更長保質期和更高品質;

2)推動已有科研成果的技術轉化，優化電子束輻照加工工藝，滿足實際生產需求;

3)建立和修改電子束輻照加工工藝標準，為企業生產提供政策支持和依據。

隨著鈷源價格的飛漲和各項成本的增加，電子加速器輻照裝置的研究，電子束在果蔬保鮮中的研究和應用將會越來越廣，尤其是在進出口檢驗檢疫方面。我國在廣西憑祥建立的中國-東盟憑祥水果輻照檢疫處理中心已于2016年4月開始試運行，主要用于東南亞地區的各種進出口熱帶水果。隨著“一帶一路”的推進和國際貿易的深入發展，輻照技術在水果保鮮和進出口檢疫方面將會有很大的發展前景。

5　結論

電子束輻照具有射線利用率高、加工效率高、綠色安全、無污染等優勢，電子束能夠殺蟲滅菌、抑制果蔬發芽、降低采后呼吸強度、延遲成熟和衰老，保持果蔬原有感官品質和營養性質，從而延長貨架期。輻照食品是安全的，且民眾對輻照食品的接受度很高。

目前，果蔬的電子束輻照保鮮在商業化應用方面存在很大困難，但隨著電子束技術的發展和技術優勢的顯現，以及科技成果轉化力度和相關工藝標準的建立，電子束在果蔬保鮮和進出口檢驗檢疫等方面將會有非常大的市場潛力和應用前景。