全 文 ：文章编号 :100028551 (2005) 032232204
用辐照技术保障预制食品的安全与质量
郭亚萍1 　高美须2 　靳　烨1 　孙宝忠3 　李淑荣2
(11 内蒙古农业大学食品学院 ,内蒙古 呼和浩特 010018 ;21 中国农业科学院原子能利用研究所 ,北京　100094 ;
31 中国农业科学院畜牧研究所 ,北京　100094)
摘 　要 :利用辐照保障预制食品安全与质量技术研究是国际原子能机构设立与资助的研究项
目。本文对该项目开展以来 ,各参与国家在辐照影响预制食品微生物安全性、营养与感官质量
等方面的研究进展进行了综述 ,探讨了辐照保障预制食品安全与质量研究与应用方面存在的
问题 ,提出了我国开展相关方面的研究与应用的建议。
关键词 :辐照 ;预制食品 ;食品安全性
ENSURANCE OF HYGIENIC SAFETY AND QUALITY ON PREPARED MEAL BY IRRADIATION
GUO Ya2ping1 　GAO Mei2xu2 　J IN2Ye1 　SUN Bao2zhong3 3 　LI Shu2rong2
(11 College of Technology , Inner Mongolia Agriculture University , Huhot , Inner Mongolia , 010018 ;
21 Institute for Application of Atomic Energy , Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing , 100094 ;
31 Institute of Animal Science , Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing , 100094)
Abstract :The project titled“utilization of irradiation to ensure the safety and quality of the prepared meal”was an
contract research project supported by International Atomic Energy Agency. This paper reviewed the advancement of
irradiation effects on the microbial safety , nutrition and sensory quality of different kinds of prepared food staff in the
participating countries. The problems found in the past research were discussed. In order to accelerate the utilization
of irradiation in the production and consumption of prepared food staff in China , some ideas and suggestions were
also submitted.
Key words :irradiation ; prepared meal ; food safety
收稿日期 :2004208211
基金项目 :国际原子能机构研究合同项目 (项目编号 11995)
作者简介 :郭亚萍 (1968 - ) ,女 ,内蒙赤峰人 , 硕士研究生 ,主要从事食品安全方面研究 ,Email : xuguozhong1968 @vip . sina. com ; 孙宝忠
为通讯作者。
预制食品是一类以肉、蛋、豆、奶、谷物、蔬菜等为原料 ,根据消费者膳食方便化、快捷化、美味化、营
养化、安全化需要调制加工成的、经简短热处理即可食用的厨房工业化复合食品 ,其中的冷鲜预制食品
受到世界各国公共饮食机构和家庭青睐。该类产品使用方便快捷 ,也可满足消费者对营养、美味的需
求 ,但由于其组成成分复杂 ,风味与安全控制难度较大 ,特别是冷鲜预制食品货架寿命短、嗜冷性致病菌
危害较严重 ,且难以采用气调包装保鲜等技术来解决 ,致使目前发达国家仍以成本高、食用不方便的冷
冻产品为主 ;而发展中国家 ,预制食品通常以货架期短、微生物安全性低下的常温预制食品为主。因而
如何保障冷鲜预制食品微生物安全性、延长其保质期已成为预制食品发展亟待解决的重大问题。数十
年研究已证明辐照能够有效杀灭食品中腐败与致病微生物 ,有效保障食品的微生物安全性和保证营养
安全。鉴于此 ,国际原子能机构 ( IAEA)于 2001 年开始进行“利用辐照保障预制食品安全与质量技术研
究”项目的研究 ,项目有美国、爱尔兰、以色列、中国、韩国等 15 个国家参加 ,已研究了辐照对 20 余种预
制食品的质量特性、微生物生长发育、理化特性、营养成分、感官质量以及包装材料等方面的影响 ,本文
对研究取得的进展进行了归纳。
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1 　辐照处理对预制食品中微生物的影响
辐照处理预制食品所产生的最显著影响就是减少或杀灭其中的微生物 ,从而延长食品的货架期。
对经过辐照处理的样品进行微生物分析表明 ,辐照可有效的控制样品中的细菌总数和致病菌如葡萄球
菌等。
111 　肉类预制食品
在肉类预制食品中 ,如番茄汁牛排、辣汁牛排和炖烟熏排骨段等 ,接种 10224 CFUΠg 致病菌后辐照 ,发
现真空包装的样品中灭活志贺氏菌 Shigella shigae)所需的最小剂量是 215kGy ,高于或等于 5kGy 的剂量
能灭除即食产品中的蜡状芽孢杆菌 ( B . cereus) [1 ] 。5kGy 剂量能够杀灭香肠加工和贮存过程中的腐败性
和致病性微生物 ,如大肠杆菌、霉菌、沙门氏菌和葡萄球菌[3 ] 。研究结果表明利用 2～3kGy 辐照即可以
保证肉类预制食品避免上述致病菌导致的食物中毒 ,并可保持产品理想的感官质量与营养质量 ,肉类预
制品的货架期也可以由 7d 以下延长到 21d 以上[1 ] 。
食品种类和水分活度的不同 ,灭活其中的腐败菌和致病菌所需的最小辐照剂量也不同。平均剂量
为 215kGy 辐照能灭活 0187～0190 之间水分活度的即食食品中的所有腐败菌 ;灭活水分活度为 0185～
0189 的即食鱼中腐败菌所需的最小剂量为 215kGy ,水分活度为 0193～0194 即食猪肉的最小剂量为
10kGy。
产品的含水量的差异性使得各自的适宜辐照剂量和货架期也存在差异。如含水量为 18 %的熟制
半干猪肉 ,经 6kGy 辐照处理 ,货架期可延长 150d ;含水量为 36 %的半干小虾经 4kGy 辐照处理 ,货架期
可延长 49d ;中等水分含量的口利左香肠经 10kGy 辐照处理 ,肠道链球菌的 D10值为 1125kGy , 好氧菌减
少 4 个对数级 ;而经 7～11kGy 剂量处理的烟熏鱼块等 ,货架期可延长 84d[1 ] 。
112 　供应免疫缺陷消费者的预制食品
目前世界上约有占总人口的 20 %以上消费者因疾病等因素处于免疫力缺陷状态 ,需要安全的预制
食品来保障这类消费者的健康。阿根廷营养学家认为 ,可利用辐照技术为不同需求的免疫力缺陷患者
提供安全的有质量保证的食品。研究结果表明未经辐照处理的胡萝卜和西红柿色拉中 ,菌落总数为 106
～108 CFUΠg ,霉菌 ,酵母菌数为 102～103 CFUΠg ,均达不到“洁净食物”的要求 ,且还检测到大肠杆菌 ;而用
4kGy辐照的样品 ,细菌数在免疫缺陷消费者可接受的范围内 ,菌落总数减少了 4 个对数级 ,未检出霉
菌、酵母菌和大肠杆菌。经 2kGy 辐照处理的蔬菜和水果色拉样品 ,微生物含量相应降低了 3 个对数级 ,
大肠杆菌未检出 ,可使霉菌和酵母菌的数量降至 50CFUΠg 以下 ,7d 后与对照样品比没有明显的感官差
异 ,仍表现出很好的可接受性。由此认为 2kGy 的辐照处理的蔬菜和水果色拉样品能保证免疫缺陷消费
者预制食品的微生物安全性。另外 ,还对冰淇淋、烤碎肉卷子等样品进行了研究 ,经过辐照处理均可作
为营养丰富的安全食品供给免疫缺陷病人[1 ] 。
113 　冷鲜汤类和新鲜水果蔬菜等预制食品
印度尼西亚学者研究发现目前市场上销售的冷冻汤类 ,可经辐照处理后以冷鲜汤类形式销售 ,5～
7kGy 辐照处理可使冷鲜汤类货架寿命达到 90d。一种有苹果、梨块、果冻和奶酪组成的甜点经过 115kGy
辐照处理后货架寿命可延长到 7d 以上 ,并可保证消费者不会有沙门氏菌中毒的危险[1 ] 。Hagenmaier 和
Baker 报道 0119kGy 的辐照能够减少鲜切生菜中的微生物数量[2 ] 。这种低剂量辐照处理能提高产品在
变化的温度环境下的微生物安全性和冷藏稳定性 ,但随温度的升高 ,辐照后残存的细菌仍会增加 ,因此
控制良好的冷链温度至关重要[1 ] 。
2 　辐照对预制食品的理化特性、感官品质和维生素的影响
211 　预制食品的理化特性
辐照处理预制食品 ,除个别种类的产品酸度下降以外 ,对其他理化特性如水分含量、水分活度、酸价
等没有明显的影响。采用薄层层析法或紫外光谱吸收法测定对照样和辐照处理冰淇淋中脂肪的酸价和
过氧化值 ,未见显著性差异[1 ] 。但Lacroix 等人研究发现 ,低剂量辐照猪肉预制品会导致脂肪酸的氧化
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分解并产生有气味的化合物 ,使不饱和脂肪酸的含量增加[5 ] ; Dogbevi 等证实辐照不会使新鲜猪肉的理
化特性发现显著变化 ,但会使蛋白的脱酰胺作用明显增加 ,进而导致其溶解性增强 ,疏水性下降[4 ] 。
212 　预制食品的感官品质
辐照处理对一些产品的感官质量有影响 ,如辐照香肠 ,与对照相比 ,真空包装和气调包装的样品都
产生了色差。用 2kGy 辐照的真空包装香肠比用 4kGy 辐照和未辐照的样品质地更坚硬 ;7～11kGy 的辐
照能控制烟熏产品的微生物数量 ,但却会使产品产生令人难以接受的色泽、气味和质地 ;用 6kGy 辐照的
香草冰激淋品尝有油脂味和柔软感 ,而 9kGy 辐照会使样品的色泽、风味等的可接受性显著降低[1 ] 。
213 　预制食品中的维生素
Siddhuraju 等得出结论 ,辐照影响食品中维生素的含量 ,但对其它营养成分未见显著变化[6 ] 。对经
过 1～3kGy 辐照处理的预制食品进行维生素分析发现 ,辐照处理对预制猪肉样品中的 VB1和混合蔬菜中
Vc 含量显著降低 ,其中的类胡萝卜素也受到一定程度的破坏[1 ] 。2～3kGy 的辐照会显著降低鸡肉和辣
椒粉中 VB1 、豆类和马铃薯中 Vc 的含量。
3 　辐照处理对包装材料的影响
食品内包装高分子聚合物材料辐照后 ,可同时产生辐射交联和辐射降解两种效应 ,前者可增加其材
料的强度和硬度 ,后者则会形成一些辐射降解产物 ,这些降解产物多为低分子化合物 ,有气体产物、挥发
性物质和添加剂降解产物[2、8 ] 。高分子聚合物受辐照后 ,在真空条件下会产生 H2 和 CH4 等气体 ;在有
氧条件下 ,产物还有 CO2 、CO 和烃类。根据在大剂量真空条件下检测到的气体辐解产物的量 ,可知常用
食品包装高分子材料辐射稳定性依次为 :聚苯乙烯 ( PS) > 聚酯 ( PET) > 聚酰胺 ( PA) > 聚乙烯 ( PE) > 聚
丙烯 (PP) 。高分子聚合物真空条件下受辐照后 ,PE、PA 主要辐解挥发性产物为烃 ,在有空气条件下 PP、
PE的挥发性产物除了烃类外 ,还有醇、醛、酮和羧酸等可检测出的约 100 多种物质 ,这是一个值得注意
和研究的问题。而 PET的挥发性产物的种类和量都少得多。一般而言 ,辐解产物的量随剂量增大而增
加 ,但某些产物的量也可能在某一剂量下达到峰值。
辐照剂量和环境条件对包装材料的降解产物乙醛的数量影响极其显著。如 50kGy 辐照拉伸聚酯可
检测到 40mgΠL 乙醛 ,这个浓度会严重影响食品的感官质量 ;10kGy 辐照则会产生“熟化塑料”味。10kGy
辐照高密度聚乙烯 (HDPE)会产生大量的烃类物质[1 ] 。聚酯的组成和形态会影响其辐照敏感性 ,纯度不
高的聚酯比纯聚酯对辐照更敏感。聚酯是一种耐辐照的多聚膜 ,在较低剂量下 (5～10kGy) 其理化特性
仅发生微弱的变化 ,但由于检测到聚合膜内链间反应形成二甲乙基环丁烷 (DEG) 、聚酯内二甲乙基环丁
烷片段的分子量近似于原来的两倍 ,聚酯能否用作辐照预制食品包装还需进一步的研究[7 ] 。
应用于高密度聚乙烯的抗氧化剂经辐照后可检到的降解产物的数量和种类特别多[8 ] 。抗氧化剂的
降解程度受辐照剂量、抗氧剂和聚合物本质的影响 ,剂量越大降解程度就越大 ,在固态和液态塑料中 ,γ
射线降解抗氧化剂的动力学和机理不同。抗氧化剂降解由易至难顺序为 :硫代二甲酸双十八烷酯 > 辐
抗氧剂 TBP > 主抗氧剂 1076 > 2 ,2 ,6 ,62四甲基242哌定基癸二酸酯 > 主抗氧剂 1330 ,同样用 10kGy 辐照 ,
抗氧化剂在 PP 中的降解程度比在 PE的大。作为食品包装材料 ,当然尽可能不用或少用添加剂 ,因此 ,
PS、PA 等类较稳定的高分子聚合物用于食品包装时 ,一般不加添加剂 ,适宜作辐照食品包装材料。
4 　辐照与其它保鲜技术应用于预制食品的协同作用
411 　辐照与包装技术应用于预制食品的协同作用
气调包装或真空包装由于阻氧、阻气等特性均能不同程度地延长预制食品的货架期。预制食品可
能会在包装前污染 ,就包装本身而言并不能减少致病菌的数量 ,辐照处理会使包装后可能的污染微生物
失活 ,从而保证了预制食品的安全性 ,延长其货架期。因此辐照与包装处理在保证预制食品安全性和延
长货架期方面有一定的协同作用。
以不同包装和辐照处理的香肠为研究对象的结果证实了两种处理的协同作用。经真空和气调包装
的香肠样品经 0、2 和 4kGy 辐照后 ,在 5 ±2 ℃的条件下贮存并定期检测。结果表明 2kGy 辐照与真空包
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装处理相结合 ,烟熏香肠的货架期从 42d 延长到 60d ;用 2kGy 辐照真空包装和气调包装的样品 ,随即检
测发现细菌总数分别减少 2815 %和 6819 % ;而用 4kGy 辐照真空包装的样品 ,菌含量下降 7111 %[2 ] 。包
装条件对香肠的感官也有影响 ,低密度聚乙烯袋包装的烟熏香肠表现出很好的色泽 ,真空包装和气调包
装的样品则颜色较差 ,但 2 和 4kGy 辐照处理真空包装的样品比气调包装的样品的色泽更稳定 ,用 2kGy
辐照的真空包装香肠比用 4kGy 辐照和未辐照的样品质地更坚硬[1 ] 。因而选用 4kGy 辐照剂量和真空包
装形式相结合适宜香肠的辐照处理。
412 　辐照与抗菌涂层技术应用于预制食品的协同作用
有人研究了γ辐照处理和抗菌涂层 (含 019 %香油和 118 %反式肉桂醛的蛋白溶液) 相结合对预制
小虾和即烤比萨的货架期的影响。经过抗菌涂层处理的小虾和比萨存放于 4 ℃的有氧环境中。结果发
现γ辐照和抗菌涂层对预制小虾的协同影响显著 ( P ≤0105) ,用抗菌涂层膜包被小虾 ,大大减少了好氧
菌总数和假单胞菌的数量 ,辐照处理使微生物开始生长的最后时期显著推迟 ,在整个存样期 1 和 2kGy
辐照处理样品的好氧菌数明显低于相应的对照样 ( P ≤0105) 。不经辐照处理也未经抗菌涂层处理样品
的最长贮存期限为 9d ;抗菌涂层处理的样品的最长贮存期限为 14d ;经 2kGy 辐照和涂层处理后贮存期
延长到 21d[1 ] 。2kGyγ辐照和抗菌涂层处理使小虾和比萨的货架期分别延长了 11d 和 18d 以上。然而 ,
用于抗菌涂层的浓缩液对气味和口感有影响 ,有必要对利用精炼油中的活性因子作为抵御微生物的屏
障做进一步的研究。
5 　结论与建议
本项目的研究结果证明辐照作为延长冷鲜或常温贮存预制食品的货架期的方法 ,是行之有效的。
辐照技术的应用可以使发达国家的预制食品以冷藏销售代替冷冻销售 ,并可具有充足的货架期和微生
物安全性 ;辐照技术的应用也可以使发展中国家的预制食品在冷藏条件或常温条件下销售。
预制食品消费在发达国家增长很快 ,一些国家已抓住市场机遇使得预制食品生产发展成为了出口
创汇行业 ,如爱尔兰在 2001 年出口产品的 50 %是预制食品 ,创汇达到 814 亿欧元。我国各类预制食品
虽然发展也很快 ,但大多产品的质量管理没有标准化 ;我国的预制食品如水饺、肉丸和肉串等方面得到
了较大的发展 ,但有关产品安全、营养、感官等质量特征的测定 ,加工、贮存与烹调过程中的最佳工艺参
数的设计 ,生产操作与质量管理规范等尚不完备 ,利用辐照和臭氧等冷杀菌、快速成熟嫩化、风味调理、
低温综合保鲜等新技术应用还处于初级阶段。
我国是举世闻名的烹饪文化高度发达国家 ,可发展预制食品种类多样 ,相对欧美等西方发达国家具
有明显的文化、资源与人力资源丰富等发展冷鲜预制食品优势。由 1990 —2002 年间预制食品产量由 30
余万吨增长到 1000 余万吨 ,肉类预制品水饺等产量增长超过冷鲜肉与各类肉制成品产量 ,增长 1 倍以
上。从鸡肉串出口量超过其他各种肉类产品出口总量可以看出 ,冷鲜预制食品对于提高我国农产品市
场竞争力、增加农民收入、促进农村经济发展具有极其重要的意义。因此 ,我们建议国家有关部门应广
泛深入了解目前国际利用辐照等技术保障预制食品安全与质量技术研究进展状况 ,立项开展相关的研
究工作 ,加快我国冷鲜预制食品发展。
参考文献 :
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