食品輻照保存機理

 ♦  利用高能射線的電離能力和強大的穿透能力，引起生物體內部分子和原子的激發和電離，從而擾亂了生物體正常的新陳代謝，抑制了生命和酶的活動。
 ♦  輻射處理可以殺滅食品中的微生物和昆蟲，而對食品本身的營養價值并無明顯的影響。

食品輻照生物學、化學效應

生物學效應
 ♦  使細胞分子產生輻射誘變，干擾微生物代謝，特別是其中脫氧核糖核酸的合成受影響。
 ♦  破壞微生物細胞內膜，引起微生物酶系統紊亂，導致微生物死亡。
 ♦  水分子受輻射后離子化，形成—H、—OH、—HO2、—H2O2等基團，這些中間產物能在不同途徑中參與化學反應，在水基團的作用下，生物活性物質鈍化，細胞受損，當損傷達一定程度后，微生物細胞生活機能完全喪失。

生理學效應
 ♦  微生物被照射→DNA損傷→代謝異常→細胞組織死亡
 ♦  被激活的水分子或電離的游離基與微生物體內的活性物質相互作用，而使細胞生理機能受到影響。

 ♦  電離輻射對蟲類的作用

化學效應
 ♦  由射線與基質直接碰撞，使之形成離子、激發態分子或分子碎片;
 ♦  初級輻射的產物相互作用，生成與原始物質不同的化合物。
 ♦  輻射處理的食品也會發生若干化學變化，而且劑量越大，變化程度也越大，但在適當的劑量下，這些變化不明顯，而且這些變化在采用其它方法加工或處理時也同樣存在。

輻照對食品成分的影響

輻照對蛋白質與氨基酸的影響
 ♦  蛋白質：結構破壞、輻射交聯、輻射降解
 ♦  氨基酸經輻射發生脫氨基、氧化和脫羧反應;
 ♦  導致蛋白質分子變性，發生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。

輻照對維生素的影響
 ♦  水溶性維生素、脂溶性維生素對輻照均很敏感。其損失率隨著輻射劑量的增大而增大。

輻照對糖類的影響
 ♦  一般來說，碳水化合物對輻照處理是相當穩定的，只有在大劑量輻照處理下，才引起氧化和分解。
 ♦  在輻射過程中發生的變化主要是降解作用和輻解產物的形成。
 ♦  蛋白質和氨基酸對糖類輻解有保護作用。
 ♦  對果蔬方面的研究，輻照的大蒜，其糖的濃度未受影響;輻照的洋蔥經貯藏后，糖的濃度與對照無差別。用1.5kGy輻照蘋果和蘋果制品，其糖的濃度也沒有變化。

輻照對脂類的影響
 ♦  輻照對脂肪的變化，取決于脂肪的類型、劑量、溫度和氧化速度以及環境條件諸因素。但其主要作用是使脂肪酸長鏈中的C—C鍵發生斷裂，因而形成鏈烷，繼發反應可生成通常的鏈烯。
 ♦  脂肪酸長鏈中C-C鍵斷裂;
 ♦  受輻射感應而發生自動氧化(不飽和脂肪酸);
 ♦  發生非自動氧化性的輻射分解。

食品輻照的安全性

 ♦  毒性物質生成：未確證會產生有毒、致癌、和致畸物質。
 ♦  微生物類變異：不會增加細菌、酵母菌和病毒的致病性。
 ♦  營養物質破壞：低劑量輻射的營養損失微不足道。
 ♦  放射性物質殘留：食品在進行輻照時是外照射，沒有直接接觸放射性核素，因此，不會污染放射性物質，這與核爆炸和核源泄漏事故截然不同，故不存在殘留問題。
 ♦  放射性污染：由電離輻射使食品中某些元素變成放射性元素。食品輻照的能量都低于在食品中可能誘導放射性的能量閾值，所以不會產生誘導放射性核素及其化合物。

允許食品輻射的最大能量水平γ射線：

輻照保藏不同于化學熏蒸法和腌制法，不需要加入添加物，與加熱、冷凍等方法一樣，是一種物理保藏法，具有許多傳統保藏法不可比擬的優點:

 ♦  射線穿透力強，可對通過控制劑量和輻照工藝對帶包裝熟食進行均勻徹底處理，相比于熱處理殺菌，輻照過程較易控制;
 ♦  輻照處理是“冷加工”，可保持食品原有的鮮度和風味，有的甚至可提高食品的工藝質量;
 ♦  輻照食品無殘留物，無“三廢”產生，不污染環境，可提高食品衛生質量并有利于環保;
 ♦  節約能源，電子直線加速器運行過程中只需消耗電能，與熱處理、干燥和冷凍保藏食品法相比，能耗降低幾倍到十幾倍;
 ♦  可對帶包裝的食品進行殺菌處理，消除了在食品生產和制備過程中可能出現的嚴重交叉污染問題;
 ♦  殺菌效果好，并可通過調整輻照劑量達到對各類食品殺菌的要求;
 ♦  電子直線加速器能量高，輻照滅菌速度快，設備智能化程度高，實現工藝自動調整，加工過程易控制，可連續長時間加工，經濟、省力，適于大規模加工。

常見幾類食品的輻照殺菌

禽畜肉類制品、蛋類、水產品及某些水果蔬菜含有豐富的營養成分，造成這類食品變質的主要原因是受微生物的作用，這幾類食品輻射處理主要是為了殺菌。

 ♦  畜禽肉類 的腐敗變質主要是由腐敗細菌引起的，一般在輻照前都采用適當的熱處理使自溶酶鈍化，但過高的溫度又會影響肉類的口感和品質，所以采取輻照滅菌完善工藝，同時為了防止輻照過程中的“二次污染”，一般會采用真空包裝來隔絕空氣、水汽、微生物。低劑量輻射處理方式通常只是為了延長肉類產品的貨架期。

 ♦  水產品 捕撈后容易死亡，也容易腐爛。世界衛生組織、聯合國糧農組織、國際原子能機構共同認定并批準，以10～20萬Gy輻射劑量來處理魚，可以減少微生物，延長鮮魚在3℃以下的保鮮期。

 ♦  蛋類 的應用輻照針對性殺菌，其中沙門氏菌是對象致病菌。蛋白質在受到輻射時會發生降解使蛋液的粘度降低，因此，一般蛋液及冰凍蛋液用電子射線或γ射線輻射，滅菌效果都比較好。而對帶殼鮮蛋可用電子射線處理，劑量應控制在10kGy左右，更高的劑量會使蛋帶有H2S等異味。

 ♦  水果 腐敗大多是由霉菌引起的，通常輻射處理是為了抑制霉菌的生長。

 ♦  蔬菜類 輻射處理的主要是為了抑制發芽和延緩新陳代謝作用。對脫水蔬菜采用6～10kGy劑量范圍的γ射線，不僅可以有效殺滅脫水蔬菜中的微生物，還可以使貯藏保鮮效果達1年以上，而且經生物學檢驗、營養成分分析和吸收劑量測定，各項指標均符合標準。

 ♦  谷物及其制品 的輻照處理應以控制蟲害及霉菌的繁殖為主。針對昆蟲處理所需的劑量范圍按立即致死、幾天內死去和不育要求分別為3～5kGy、1kGy和0.1～0 .2kGy。而控制谷類中霉菌所需的劑量范圍約在2～4kGy之間。

參考文獻

《食品輻照保藏知識》