辐照杀菌的应用

出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第189页（3177字）

高能射线对微生物的强烈杀伤作用，很早就引起了人们的重视，它非但能直接以细胞为靶子破坏微生物细胞核内的DNA，而且射线所产生的活性粒子对细菌也有强烈的杀伤作用。在20世纪50年代初已开始研究利用辐照来保藏肉类及其制品。辐照杀菌根据其目的及剂量不同，可分为辐照消毒杀菌及辐照完全杀菌两种方式。

(一)辐照消毒杀菌

辐照消毒杀菌的作用是抑制或部分杀灭腐败性微生物及致病性微生物。辐照消毒杀菌又分为选择性辐照杀菌及针对性辐照杀菌，前者又称辐照耐贮杀菌，后者称为辐照巴氏杀菌。

1．选择性辐照杀菌

选择性辐照杀菌的剂量一般定为5kGy以下，它的主要目的是抑制腐败性微生物的生长和繁殖，增加冷冻贮藏的期限。结合低温处理，常用于鱼、贝等水产品捕捞后的贮运。由于鱼、贝等水产开始就带有假单孢菌，它耐低温，在0℃也会逐渐增殖，致使水产品很快腐败变质。但这类菌抗辐照能力很弱，只需1kGy以下就可抑制其生长及繁殖，甚至可杀死它们。

2．针对性辐照杀菌

针对性辐照杀菌的剂量范围是5kGy。主要用于畜禽的零售鲜肉和水产品，用来杀灭沙门氏菌。沙门氏菌有1000～3000种，现在已研究清楚的还不到1000种，它在绝大部分的畜、禽、水产品上都可发现，它的污染往往是引发富含蛋白质的食品造成食物中毒的一个重要原因。沙门氏菌对热不太敏感，现在的加热法不能完全解决沙门氏菌的污染问题。但它对辐照十分敏感，据报道，5kGy的剂量就能杀死平均10⁵～10⁷个／g沙门氏菌。辐照法对冷冻的食品进行处理，也能杀死食品深处的沙门氏菌。采用8kGy对冻鸡照射，能有效地控制沙门氏菌的污染，被处理的鸡在－30℃下保存2年，香味及质地均无明显变化。

(二)辐照完全杀菌

辐照完全杀菌是一种高剂量辐照杀菌法，剂量范围为10～60kGy。它可杀灭肉类及其制品上的所有微生物，以达到“商品消毒”的目的。只要包装不破损，就能在室温下贮藏几年。每种食品完全灭菌的剂量用12－D表示，也称为最低辐照剂量。它是把生存的孢子从10¹²降低到10⁰所需的剂量，可以用抗辐照性最强的肉毒杆菌通过实验测试来决定。12－D剂量将随食品介质发生变化，因此必须对加工的每种食品进行实测。表1－8－10所示为一些有代表性的食品进行辐照完全杀菌的12－D剂量。

表1－8－10 肉品在(－30±10)℃下辐照的12－D剂量

注：①以杀灭肉毒杆菌，假定它就是最抗放射线的污染。

②以假定孢子死亡速度的最初峰值。

③使用10⁶肉毒杆菌芽孢／菌株，或10⁷芽孢／can的十个品种(五种A和五种B)混合接种。

④使用双保险来控制一个局部腐败总的操作步骤。

⑤火腿中用量水平，从150×10^－5(156／100mg)减到25×10^－5(25／100mg)。

⑥用肉食品中最抗辐照的肉毒杆菌芽孢的10个菌株来甄别(辐照20盘来检查)，紧接着再作具抗性的菌株(辐照100盘来检查)。

该法的缺点是所需剂量较大(通常为25～50kGy，有时高达。70kGy)，加工费用高。但经本法处理的牛肉、鸡肉、火腿、猪肉、香肠、鱼、虾等在常温下(21～38℃)贮藏2年以上，其质量仍很好，色香味都较满意。在低温无氧条件下照射的肉贮藏3年后仍和新鲜肉无区别。为了有效地延长食品的贮藏期限，降低辐照剂量，可以采取下列措施：

1．减少微生物的污染

对水产品可用淡水或海水洗净，去头、去皮、去内脏；对禽类则可改进加工卫生条件。荷兰在辐照保藏小虾研究中发现，辐照前去头、去皮、洗净海水，可减少辐照剂量1kGy。

2．钝化自溶酶

食品被辐照而不引起味道严重变化的最高剂量(约为70kGy)只能使25%～50%的自溶酶失去活性。肉类食品经过辐照处理后，若在室温下贮藏，由于自溶酶的作用会发生分解，损坏组织结构，降低营养成分，味道逐渐变坏，最后发生液化而限制了贮藏期。用加热来钝化自溶酶的活性是目前惟一安全可靠的方法。曾试用过化学抑制剂，但它们有毒且可靠性较差。对那些准备长期在室温下贮藏的肉类食品，在辐照前应加热钝化自溶酶。表1－8－11所示为E．Wierbicki总结出的一些具有代表性的经辐照灭菌而且保持其新鲜质量的自溶酶钝化条件。未孢子化的摩拉克氏菌属不动杆菌(Moraxella-Acinetobaeter)，比肉毒杆菌具有更强的耐辐照性。但自溶酶钝化时的加热处理，降低了它的耐辐照性。为此把经加热钝化自溶酶的食品再辐照到以肉毒杆菌为基准的12－D剂量则可把所有的细菌与病毒杀灭。

表1－8－11 辐照前自溶酶的钝化条件^①

注：①在自溶酶钝化前所有肉都在4～6℃下冷藏。

②分段加工：熏房温度开始为38℃，结束为65℃，在加工2h后“吹”烟20～45min。

3．真空密封包装

经辐照灭菌的食品，如不在冷冻下贮藏则还会再次污染微生物。同时氧、光、水汽等也会对食品造成各种不良影响。为此在辐照前应采用耐低温、耐辐照、具有一定机械强度并对食品无害的包装材料进行真空密封包装。这些包装材料应具有遮光、隔氧、拒潮、微生物不能侵入的性能。表1－8－12是美国食品和药物管理局批准的一批可以用于辐照保藏食品的包装材料。如要做成袋形时，可把这些薄膜用作多层膜的内层，中层用铝箔，再用聚对苯二酸乙烯酯或聚乙酰亚胺作外层以增加复合膜的强度。马口铁也可用于制作包装罐头，可用于－90℃低温下的剂量高达75kGy。我国原成都科技大学、四川省原子核应用技术研究所等单位，采用聚乙烯－聚乙烯醇、聚乙烯－聚偏二氯乙烯、聚乙烯－聚酰胺、聚乙烯－聚酯等复合薄膜用于鲜猪肉的辐照保藏，具有良好的效果。为了防止氧引起食品中的脂肪发生败坏，应在真空下进行密封包装。

表1－8－12 辐照食品用的包装材料(1971年7月)

4．加入添加剂

在食品中加入食盐、香料及其它淹渍剂或维生素K等可提高灭菌效果，使辐照灭菌的12－D剂量显着降低(可降低7～20kGy)。在采用加热法使自溶酶钝化时，加入0．75%食盐(盐味阈值以下)和0．25%～0．50%的三聚磷酸钠能保持肉汁，改善色香味。