石 磊 教授级高工
程才娥 教授级高工
摘 要
本文介绍了食品辐射加工技术,在现代高新技术产业化中的地位,它是利用γ射线或电子束杀死食品中的寄生虫和致病菌的原理,来提高食品的卫生品质和延长保藏期。由于它穿透力强,灭菌彻底,因此受到人们欢迎,同时它具有节省能源,不污染环境,加工简间,又能保持食品的色、香、味、形、卫生、安全的特点。根据IAEA公报有38个国家共批准了224种辐照食品标准,27个国家的统计,每年共有50万吨辐照食品在市场销售。因而FAO/IAEA/WHO在全球扩大该技术的应用;特别是日内瓦会议宣言、乌拉圭条款的生效、CAC制定通用标准、WHO成员国对辐照食品国际贸易的承诺,蒙特利尔条约:2000年以前要在全球范围内禁止使用溴甲烷等,从法律上消除了国际上辐照食品推广应用的障碍,为全球商业化奠定了基础;还介绍了目前现状和发展趋势。我国政府非常重视,几十年来投入大量人力、物力、进行系统地全面研究:从辐照工艺,品质分析,到卫生安全性试验,人食试验、装置设计与建造、法规的建立,商业化生产,市场销售可接受性试验,均取得了丰硕成果,我国进一步商业化的有利条件和存在主要问题,应采取的对策和急待解决的问题。
一、前言
辐射加工或称辐射工艺,它是利用电离辐射与物质的相互作有用的物理、化学和生物效应对物质及材料进行加工处理的一种过程(含方法和装置)。食品辐射加工技术应用是其中一个重要方面,也是同人们生活最密切相关的重要应用技术。传统的食品保藏方法主要有“干藏、腌渍、熏蒸、冷冻、冷藏、气调、罐藏、加热、化学处理……这些方法均有不足之处,不仅耗能大,特别是要保持新鲜食品的色、香、味、形、卫生安全,无残留、无污染、目前唯一能够满足要求只有食品辐照技术,它是一种新兴的绿色加工技术。
改革开放以来我国经济飞速发展、我国人民的食品观念和食品结构都在发生重大变化,我国社会经济处在由温饱型向小康型过渡,把传统食品观念扩大为现代化食品概念。即由粮食、薯类等为主向以鱼、肉、蛋、奶、果蔬等新鲜食品为主的转变过程,对新鲜食品的需求量日益增加。新鲜食品类繁多,它的贮运保鲜难度大,要求高。必须也刺激保藏、保鲜技术的发展,据FAO统计世界粮食有20%由于虫鼠食和霉变而损失掉,热带水果和水产品损失高达50%,为了减少这个损失来满足世界人口增长的需要,在经济上也具有重大意义,要解决这个问题,不仅要发展食品生产,同时也要寻求保鲜、贮藏的新途径。
二、食品辐射保藏的特点
节省能源:据IAEA报告,冷藏食品耗能为90kw.h/t;巴斯德消毒为230kw.h/t;热消毒为300kw.h/t;脱水脉冲处理为700kw.h/t;辐射消毒只需要6.3kw.h/t;辐射巴氏消毒仅为0.76kw.h/t;可以节能70%~90%。意大利一份报告指出:土豆冷藏300天,耗能为10亿焦耳/吨,若辐照后在常温下保藏300天耗能只6740万焦耳/吨,即后者仅为前者的1/15。由于射线穿透力强;杀虫、灭菌彻底大大降低了食物引起的发病率。辐照还可以延迟果蔬的早熟、抑止发芽、减少腐烂和霉变损失。对新鲜食品深加工不会产生形态的变化,可以很好地保持食品的色、香、味、形等新鲜天然状态和外观品质,不改变食品天然特性。辐照食品是属于常温加工,对于不适用热加工食品和中成药,中草药更加显示出它的独特优越性;辐照食品是一种物理加工,因此无污染、无残留物、也无感生放射性;辐照食品可以包装成品进行连续工业化的生产。用低剂量照射果蔬食品可以减少维生素和叶绿素的损失;辐照可以改善食品的品质:如酒类加速陈酿增香,牛肉更加嫩滑可口,大豆易于消化、脱水食品减少烹调时间,面粉可以改进烘烤质量;成本适中,建辐照工厂的费用与建设冷藏库的投资相差不远,但辐射保藏操作简单,运行费用远比冷藏和化学处理成本低廉:如美国用化学法处理出口小麦的费用比辐射法约高出一倍。同时辐射可以作农副产品及新鲜水果进出口检疫处理手段、控制国外带来病虫害,更好地保护我国植物生态环境。
三、国内外辐照食品商业化的进程
辐照食品是一种特殊的高新技术,由于它涉及到放射性的应用,它的产业化,首先就是辐照食品的卫生安全性、技术可靠性和经济的可行性。因此国际上开展了大量研究和试验工作。它历来受到了联合FAO/IAEA/WHO的高度重视,许多有关辐照食品的重大决策、文件和活动都由三个国际组织的联合行动。我国的辐射食品也受到政府主管部门的高度重视,国家科委、国防科工委、卫生部、核工业总公司、农业部和中国科学院对食品辐照的研究和开发给予大力的支持,使得我国食品辐照研究、开发和商业化工作在国际上始终处于领先地位。FAO/IAEA联合处主管辐照食品的官员说“辐照食品商业化发展前景看好的是亚太地区,而在这个地区的发展则要看中国。”可见我国辐照食品商业化已受到联合国的重视和关注。
1、国外辐照食品商业化进展概况
食品辐照研究开始于40年代,经历了50年的历程,最初是美国陆军总部的纳蒂克实验室为了解决军队战备食品的贮藏做了大量研究工作。同时也做了人食试验。58年美国把辐照食品作为添加剂对待,使辐照食品卫生安全性研究经历了一个很难的历程,美国仅辐照牛肉和辐照鸡肉二项卫生安全性研究都投入了上亿美元的资金,耗时十年之久。同时,先后全世界有几十国家和地区科学家在辐射工艺学、辐射化学、微生物学和毒理学方面开展了大量研究工作。FAO/IAEA/WHO从1966年~1977年召开三次国际辐照食品科学讨论会,对辐照食品卫生安全性进行了广泛讨论;三个组织在1963年成立了“辐照食品安全性联合专家委员会”64~80年又进行了四次国际辐照食品卫生安全性讨论和评价,在76年总结研究了30年来大量资料后,提出了新概念,即“辐照是一种处理食物的物理过程……评价辐照食品卫生安全性的微生物学、营养学和毒理学途径必须基于食品辐照是一种物理处理的概念”……最终结论:“为贮存的目的,任何食品受到10KGy以下照射量的照射,并不会因辐照引起毒理性危害,因此用这种方法处理食品不再需要进行毒理学方面的试验”。后来得到世界食品法典委员会的认可,并且在83年对辐照食品制定了通用标准。为各国辐照食品卫生法规制定提供法律依据,从而促进了商业化进程。88年在日内瓦召开了“辐照食品接受性、控制和国际贸易大会”有75个国家250位政府人员参加,会议通过了宣言,对全世界促进辐照食品国际贸易起了重要的推动作用。在94年乌拉圭回合多边贸易谈判(URMTN)中卫生及植物卫生协议(ASPM)已被采纳为其中一项条款,并于95年正式生效。WHO成员国对一些符合国际标准、规格及推荐指标的食品实施进口限制时,必须提出充分的理由。WHO官员强调指出:一个国家政府若允许销售辐照食品,不仅使其国民有更多机会享用安全食品,而且保障了国民的健康。这一切是从法律上消除了辐照食品在国际贸易上的障碍。
世界上最早正式批准辐照食品供人食用的国家是前苏联(58年批准土豆标准)接着是加拿大、美国,到66年三个国家批准8个标准;70年9个国家14种,76年18个国家24种,83年26个国家45种,86年已有33个国家共有82种。据IAEA(95年10月)公报全世界38个国家已批准224种辐照食品卫生标准;据27个国家的统计,每年市场总销售照射食品已超过50万吨之多。批准最多的是南非(82种),其次是墨西哥(49种)……
目前,美国、荷兰、法国等均有专门的食品辐照工厂,辐照食品提高卫生品质可以减少食源性疫病的发生和减少食品损失、逐渐成为人们的共识。近年来IAEA将辐照食品列为全世界重点推广技术之一,因此全球辐照食品正向商业化迈进。
由于FAO/IAEA/WHO三个国际组织积极倡导,辐照食品正全世界逐渐商业化,其特点是:
⑴由于日内瓦宣言、乌拉圭回合条款,CAC制定法典通用标准。WHO成员国对辐照食品国际贸易的承诺,从法律上消除了国际上辐照食品的障碍,提供了适合辐照食品商业化的国际环境和条件。
⑵粮食和其他食品化学熏蒸有残留、有致癌的危险,根据蒙特利尔条约,在2000年以前全球禁止使用溴甲烷已成为全世界共识,因此逐渐禁止使用,为寻求新的杀虫、灭菌方法成为迫切的任务,而辐照食品是首选技术,因此很多国家都在建设辐照食品专用的装置,特别专用电子加速器已有170余台,可见是重要的发展方向之一。
⑶随着经济发展,提高食品卫生品质减少食源性疫病的发生,并且把这个常温消毒辐射法列为首选,为全球辐照食品商业化提供了发展最佳机遇。
⑷近年来经济发达的国家建造一批大型专业化辐照食品装置,从辐照工艺,营养学、规范化管理方面提供了成功的经验,为发展中国家解决食品损失和安全卫生食品提供了很好示范。为世界辐照食品商化提供了很好的科学依据。
⑸国际上对制定辐照食品的卫生标准向着类别化发展,为改变以前每一个国家每一项食品审批的模式提供了成功经验,为加快全世界辐照食品商化进程提供了正确的导向。(ICGFI)并正在着手制定一系列辐照食品分类的GIP法规,16号文件按食品类别批准辐照及工艺剂量限制的建议:品种有谷物、予包装禽、畜肉类、香料和调味品、蔬菜和水果、块茎及鳞茎、干鱼和咸鱼、水产品和蛙腿等。
2、我国辐照食品商业化的基本情况:
我国辐照食品研究始于1958年由中国科学院同位素委员组织粮食部所属12个单位参加的“粮食辐射保藏研究协作组”对稻谷的辐射杀虫,土豆辐射抑制发芽等进行研究,同时进行营养学、毒理学、人体试食试验。由于文革停止了十年,70年代又重新开始,在郑州、成都、天津、济南、上海、北京等地成立了食品辐照研究协作组;各地有所侧重:河南重点进行土豆、洋葱、大蒜辐射抑制发芽;四川重点研究粮食、猪肉、香肠及薯干酒;山东辐照白兰地酒、花生仁;天津辐照鱼类和蛋类;上海辐照以水果(苹果、荔枝、草梅);广东是磨菇,陕西是板栗等协作组。在国家科委、国防科工委、卫生部、核工业总公司、农业部、中国科学院、行业协会的关心和支持下,发展非常之快,我国进行了研究的食品已有200多种,经过鉴定的已有100余种,几乎涉及到所有的食品领域,从辐照工艺、品质分析到卫生安全性试验与评价,人食试验、人员培训、装置设计和建造、法规的建立,商业化生产和销售试验,公众接受性试销等领域均作了大量深入研究工作,取得了丰硕的成果。到目前为止已批准了18种辐照食品卫生标准,正在待批的还有六类七项分类辐照食品卫生标准共50多种(见表1),特别提出的是:
中国辐照食品类别卫生标准(报批稿)表1
编号 |
类 别 |
品 种 |
辐照处理目的 |
吸收剂量(kGy) |
1 |
豆类谷类及其制品 |
绿豆、红豆、大米、面粉、玉米渣、小米 |
控制生虫 |
0.2(豆类)0.4~0.6(谷类) |
2 |
干果果脯 |
空心莲、桂园、核桃、杏脯、山楂脯、大枣、小枣 |
控制生虫 |
0.4 |
3 |
熟畜禽肉 |
捆蹄、六合牛脯、扒鸡(山东)、扒鸡(沈阳)、烧鸡(河南)、烧鸡(安徽)、盐水鸭、熟兔肉 |
灭菌、延长保质期 |
8.0 |
4 |
冷冻分割畜禽肉类 |
猪、牛、羊、鸡 |
杀灭沙门氏菌及减少腐败菌污染 |
2.5 |
5 |
干香料 |
五香粉、八角、花椒 |
杀菌、防霉、延长保质期 |
10 |
6 |
方便面固体汤料 |
方便面固体汤料(复合) |
杀菌、防霉、延长保质期 |
8 |
7 |
新鲜水果蔬菜 |
土豆、洋葱、大蒜、生姜、刀豆、花菜、卷心菜、茭白、胡萝卜、冬笋、番茄、荔枝、弥猴桃、苹果、葡萄、磨菇、草梅 |
抑制发芽 延缓后熟 |
0.1~0.2 0.5~1.5 |
⑴人体膳食试验;
⑵辐照食品公众接受性市场销售试验;
⑶辐照食品的商业化生产和销售试验;
以上三项得到国际公认和好评,这也是我国对世界辐照食品商业化作出了重大的贡献,对推动国际辐照食品商业化的进程到积极推动作用。到目前为止我国已有各类γ辐照装置共120多座。其中商业化装置已有45座,
设计装源能力为1×1018Bq(2750万居里),实际装源量为4.25×1017Bq(约1150万居里)分布在28个省、市、自治区。65个城市(含县),其中设计37PBq(100万居里)以上共四座,最大的是青岛为500万居里,其次是深圳400万居里、100万居里以上还有北京和广州,其中三座是从国外引进的,一座是我国自行设计和制造的,经过几十年进程全国已有几千人,门类齐全,经验丰富,辐照食品的研究、设计、开发和生产科技人员。为促进商业化打下了良好的基础。据成都、上海和北京三地辐照食品商业化销售和消费者接受性试验结果,我国广大消费者可接受性基本上没有任何问题,反应良好,信誉很高。到96年底在全国已销各类辐照食品八万余吨(见表2)。河南、山东的大蒜,四川的白酒,全国各地的调味和其他食品,证明辐照加工经济效益也是很好的。
表2 我国食品辐照加工处理量(吨)
项目 |
大蒜 |
土豆 |
洋葱 |
薯干酒 |
大米 |
苹果 |
香料、调味品 |
脱水蔬菜 |
肉制品 |
番茄 |
保健食品 |
生物活性食品 |
总计 |
1981~1991 |
21890 |
1050 |
1350 |
18720 |
— |
920 |
536 |
— |
545 |
40 |
— |
— |
45000 |
1992~1995 |
20300 |
150 |
200 |
5000 |
852 |
50 |
800 |
1750 |
800 |
20 |
790 |
4210 |
35000 |
总计 |
42190 |
1200 |
1550 |
23720 |
850 |
970 |
1336 |
1750 |
1545 |
60 |
790 |
4210 |
80000 |
四、我国辐照食品商业基本条件:
1、首先是我国政府的重视,几十年来,全国的努力对辐照工艺,营养分析,辐解产物,微生物学,毒理学,人食试验,装置设计与建造,并已建成一大批装置,法规的制定,还培养了一大批经验丰富的科技人才,同时也取得了丰硕成果,而且取得了很好的社会效益和经济效益,为今后进一步商业化打下了坚定的基础。各方面工作在国际上都处于领先地位。
2、FAO/IAEA/WHO为全世界大力推动辐照食品的应用,并且为国际贸易和各国制定自己法规提拱法律依据。
3、我国经济迅速发展人们生活的改善,对食品要求越来越高,寻求新的绿色加工技术提拱广阔的天地,还有丰富食品和强大的物资基础。
4、由于领导重视加工科技工作者各方面的宣传,我国广大消费对辐照食品有初步认识,市场销售试验证明,消费者可接受性不存在问题,只要再加大宣传力度,我国大众对辐照食品完全可以接受。市场潜力大。
5、技术可靠,经济可行,只要项目选择好了,试验对对路效果一定很好,特别是河南、山东大蒜、四川的白酒为我国农副产品用辐射提高品质,减少损失和增收创汇提供了有意的经验。全国各地调味品已经得到人们厚爱。
五、辐照食品商业化的几点建议:
1、加强领导,统一规划:
建议由国家科委、国防科工委、核工业总公司、卫生部、农业部粮食部、行业协会为主成立一个领导小组:统一规划,协调全国,吸取国外先进经验,总结国内好的典型及管理经验,有计划地推广应用。特别是要加强应基础研究抓点带面,目前国内装置繁多,试验项目五花八门,根据各地特点应有所分工、协作、减少低水平重复,把人力、物力用到刀刃上。给研究院所高校、企业牵线搭桥。可以自愿基础上组织跨行业跨地区科技开发集团,使我国辐照食品早日上档次、上规模,形成新兴产业。
2、辐照工艺应规范化,法制化管理。
国家卫生部已有“辐照食品卫生管理办法”和“辐照卫生标准”,但是现有辐照加工的单位,不一定完全理解,特别是要根据自身条件制定严格的辐照食品管理细则,因此对辐照单位实行严格管理。首先各省、市、自治区、卫生主管监督部门要严格审批和监督与检查。对操作人员经过培训与考试,持证上岗,把辐照食品加工生产始终置于国家统一控制之下;其次是辐照单位有一套送报审查制度,严格的剂量测量与监控保证辐照剂量的均匀性及照前、后微生物检查及留样操作制度,特别是加强CMP原则的实施,防止已变质,变坏产品,用辐照来掩盖,对一切数据详细记录归档备查,每年辐照食品应将加工品种、数量报告卫生监督部门备案。
3、开发新的应用邻域:
(1)特别低剂量辐照农副产品杀虫,防止发芽,延迟果蔬早熟支援三高农业,应积极与农业科研部门、农副产品加工单位开展合作攻关,为减少损失,提高农副产品质量多出一分力量,为科技扶贫走出一条新路子,为农业科技上新台阶做出更大贡献。
(2)推广小包装熟食品的加工辐射巴氏灭菌技术,为了人们健康提供卫生安全食品,特别高温高压下不能保持风味食品和旅游食品快餐食品,不仅为人们提供方便卫生食品,也会带来很好社会效益和经济效益。
(3)超市对冷、真空,小包装食品如新鲜畜、禽肉、辐照杀灭寄生虫和肠胃至病菌,使消费者吃到真正的放心肉。
(4)建议组织力量对水产品和保健用品进行研究,早日提拱卫生标准和切实可行工艺规程。吸收剂量在10KGy以上食品,应组织力量研究。同时加大投入,出成果后可以有偿使用。这不仅是国内发展需要,而且为我国高质量食品出口创汇,也是与国际接轨的一件大事。
(5)应组织力量研制辐照食品专用工业电子加速器;将来这些装置待定型后逐渐进入食品生产在线消毒灭菌及进出口口岸杀虫、检疫。
(6)加大宣传力度,利用报刊、电视、广播、展览大力宣传辐照食品的基础知识,使辐照技术早日进入食品工业列打下思想基础。同时组织行业情报纲落及交流和推广先进技术。
4、国家有关部门对新建辐照装置,应建立一套严格的审批制度:
(1)进行可行性论证时,要有一些有资格的专家参加。证论后签字人员应对其技术、经济可行性在负法律责任。
(2)设计单位不仅要持有资格证,而且对其技术可靠性、安全性、投资落实情况严格把关,设计时首先保证安全,装置要有先进性,实用性、射线利用率要高。否则应拒绝设计,若设计之后要负责,安装,调试甚至于改造要负责到底。对早期建造装置,应有计划地逐渐进行改造,也可以引进或与国外合作使我国辐射装置尽快与国际接轨。
(3)目前国内装置不少,但装源量不到设计量的40%,有的不到20%。我们目前应提倡提高现有装置的利用率,尽量装源达到设计指标,而且争取满负荷运行、充分发挥装置的经济效益。
(4)新建装置应由国家科委,核工业总公司、卫生部、公安部联合审批,否则各省、市、自治区、卫生监督部门和公安一律不准施工,目前应从严掌握。
参考文献
1.中国辐射加工产业化基础调查报告1996.8
2.祝疆:国际原子能机构,RCA和核技术应用1996.7
3.徐志成:辐射食品商业化及食品辐照技术各食品工业的转换1996.7
4.陈其勋:辐照食品加工技术的国内外现状,1996.5
5.IAEA,Supplement to Food lrradiation Newsleter,vo.119,NO.2,1995、9
6.FAO IAEA WHO1995年9月25日公布,世界各国已批准的辐照食品一览表
7.WHO Safety and Natritional Adegucy of lrradiated Food WHO/78 Geneva WHO,1994
8.ICGFI,Dooument NO16,Training Manual on Food lrradiation Food Control Officials.1992
关键词:辐照、食品、商业化。