水產品輻射保鮮技術研究進展

馮敘橋 ， 徐方旭 ， 劉詩揚 ， 蘇 陽 ， 王月華

（1.沈陽農業大學 食品學院，遼寧 沈陽 110866；2.渤海大學 化學化工與食品安全學院，遼寧 錦州 121013；3.沈陽藥科大學 后勤管理處，遼寧 沈陽 110016）

水產品是人類蛋白質的主要來源之一，它味道鮮美，營養豐富。目前，世界水產品的年產量已達到7000萬t以上，而中國是全球最大的水產品生產和輸出國[1-3]。據中國農業部統計，2008年中國水產品進出口總量達到684.8萬t，聯合國糧食及農業組織（FAO）預測，2020年中國水產品產量將達到7 612萬t[4-6]。隨著生活水平的不斷提高，水產品消費量的日益增加，消費者對其鮮度的要求也愈來愈高。然而水產品易腐敗變質，在運輸和保藏過程中容易變色、變味、甚至腐敗變質，往往造成巨大損失，如果僅靠冷凍方法貯藏來解決這些問題，就需要興建大量冷庫[7]。水產品保鮮不僅是水產事業的一個組成部分，還是生產、銷售、消費過程中的重要環節，因此也是當前倍受重視的社會生活問題，是保證水產品貯藏期品質穩定，實施遠距離或反季節貿易的關鍵。2008年，聯合國糧農組織FAO統計表明:鮮活水產品商品的需求量以每年超過10%的速度在遞增，這不僅反映了現代國際海產品消費動向，也反映了增加銷售鮮活海產品是全球經濟的一個新增長點[8-10]。

鑒于水產品品種、價格和供銷體系等方面發生的巨大變化，研究開發有效的水產品保鮮技術，便成為國內外研究人員進行廣泛研究的熱點之一。輻射保鮮技術作為一種新興的食品保藏技術，在延長水產品貨架期和保證水產品的衛生質量方面具有技術優勢。作者就目前國內外利用輻射保鮮技術對水產品研究現狀做一概述，并對水產品輻射保鮮的發展前景進行了展望，為促進食品衛生安全和水產品的貿易的技術發展提供參考。

1 水產品輻射保鮮技術特點

食品輻射保鮮技術是第二次世界大戰后和平利用原子能的標志，是繼承傳統的保鮮貯藏方法之后又一發展較快的新技術和方法。水產品輻射保鮮技術誕生于20世紀中葉，1950年，美國科學家Nickerson J T R等，首次以Co60的γ射線對鯖魚進行輻射保鮮，開創了水產品輻射保鮮的研究和應用先河[11-13]。目前，已有22個國家批準了各類水產品的輻射，包括淡水魚、海水魚、有殼的水產品、青蛙腿、干魚粉及各類干制的水產品。美國、加拿大等國家已經完成實驗室階段的研究工作，大多數國家著重于研究γ射線在水產品保鮮上的效果，也有不少國家則側重于研究輻射處理和冷凍處理相結合的方法，以解決海上捕獲的鮮魚運往內地或陸上貯藏時的保鮮問題[14-16]。研究表明，與傳統的水產品保鮮技術相比，輻射保鮮技術具有以下三個特點。

1.1 投入少，生產率高

輻射裝置的一次性投入成本費用不僅比常用的冷庫投資低，而且建成后的運轉費用也相對較低，與傳統的水產品保鮮加工技術相比，輻射保鮮技術的耗能比傳統保鮮技術消耗的能源要省十幾倍甚至幾十倍。據1976年國際原能機構報告顯示，水產品冷藏保存時，每噸能耗為90 kWh，巴斯德消毒為230 kWh，而輻射巴斯消毒僅僅為0.76 kWh。據估計，每公斤輻射水產品僅增加成本0.1～0.3元，而輻射后的水產品利用時間和季節差價每公斤可提價3～5元，投入和產出比高達100倍以上[17-18]。可見，輻射保鮮技術具有投入成本低，產品附加值高的特點。

1.2 射線穿透力強，安全防護性好

微生物腐敗是水產品產生腐敗的重要原因之一。由于射線具有極強的穿透力，因此能殺滅水產食品中的沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、副溶血弧球菌、志賀氏菌等腸道病原菌及其它寄生蟲，以避免水產品失去食用價值和商品價值[19]。輻射保鮮處理對任何材料和形式包裝的水產品均可起到延緩自身代謝、降低微生物數量和抑制微生物生長，延長保鮮期的作用。因此，可提高水產品的衛生質量。輻射處理一般在產品包裝好后進行，這樣一旦輻射殺菌后，樣品可不再與外界環境發生接觸而發生二次污染。羅繼泉[20]等人曾對烹制整形黃河鯉魚用Co60的γ射線6～8 kGy劑量照射，發現微生物指標能達到國家食品衛生標準。

螺內酯誘導神經母細胞瘤SK-N-SH細胞株凋亡及其機制 … ………………… 韓蓮花，等(12):1407

1.3 無殘留，能保持風味和品質

水產品的輻射處理不像其他化學試劑和添加劑那樣會留下有害的殘留物；輻射保鮮技術屬于冷加工，因此不會破壞水產品的食品結構和營養成分，易于保持水產品的色、香、味和外觀品質[21]；也不存在每日攝入量的限制；它也不像加熱蒸煮方法那樣破壞水產品的鮮味與營養成分。陳榮輝[22]等人用電子束10 kGy劑量輻射熟鮮魷魚，不產生輻射味，在常溫下可保鮮貯藏60 d。而且，在一些水產品中，一定劑量的輻射處理可以改進水產品的質量，提高水產品的食用品質，例如:有報道認為在某些對蝦和扇貝中，輻射產品的風味要好于非輻射產品[23]。

2)閾值分割。根據實驗的特點，選擇迭代閾值與自適應閾值法的結合的方法。自適應閾值法即為最大類間方差法[1,2]，由日本學者大津于1979年提出，又叫大津法(簡稱OSTU)。該方法對圖像進行閾值分割具有較好的分割效果，如圖3(c)所示。

可見，劑量的大小直接影響輻射作用的效果。劑量越大，對水產品的殺菌效果越好，但負作用也隨之增大。為了保證水產品質量，因此應根據水產品種類及處理指標將輻射劑量限制在一個合適范圍內，以達到最佳輻射效果。

2 輻射劑量對水產品品質的影響

水產品輻射保鮮過程必須選用合適的劑量，過高和過低都達不到滿意的效果，國外在這方面曾做過大量的研究工作[24]。例如:美國麻省理工學院使用250 krad輻射鱈魚片，在6～8℃保藏可延長至7 d，在0～5℃可使保藏期延長至14 d；西雅圖商業漁業研究所用200 krad輻射蟹肉并在0.55℃下可保藏35 d；麻薩諸塞州商業漁業局洛斯特研究所用280 krad和450 krad分別輻射新鮮的鱈魚和蛤，可使冷凍保藏期延長三倍；加拿大漁業海洋部的漁業發展部門在Halifax進行的輻射試驗表明，用0.5 Mrad輻射A級的鱈魚、鯖魚和扇貝，冰藏14 d后，只有鯖魚片發現質量上有輕微的變化，而在13℃保藏時，4 d后大約有20%的鱈魚片變成B級，未經輻射處理的鱈魚片有95%的質量不合格。這些結果表明，未經冷凍的魚，通過輻射可以保持它們的質量和減少鮮度損失；西德曾將淡水魚真空包裝進行輻射，其中鱒魚經5×104rad輻照后可貯藏15～21 d，鯉魚用5×105rad輻照后可貯藏35 d；蘇聯有人曾用150×104R倫照射鯉魚、鯰魚和鯡魚等，可達到完全滅菌的程度，然而卻不能抑制其酶的活動；Chouliara[25]等利用γ射線對真空包裝冷藏的腌制金鯛魚進行輻射，結果表明，高輻射量可以使產品的貨架期延長將近1倍的時間。

綜上所述，輻射保鮮技術作為水產品保鮮的新工藝，具有效果好，安全衛生，加工程序簡便，易于規模化生產，可保持水產品的生鮮風味等特點，具有極大的經濟效益和社會效益。應用輻射方法來保藏水產品比用冷凍或熱加工方法更為方便和有效，因此也日益受到世界各國的重視。

如圖4所示算法包括兩個主要步驟.步驟1，我們允許延遲緩沖器的延遲下限自由變化.因為在(3)中ri的限制是未知的.例如，每一次采樣中，我們最小化所需要的延遲緩沖器的數量并把可調整的值向0逼近.壓縮這些可調整值以縮小緩沖器延遲的范圍.最終選擇包括最多延遲調整的范圍以決定可配置延遲緩沖器的下界.

要想實現財務信息化建設，就要結合當前燃氣企業管理模式來進行，該項系統并非一個單一的電子化系統，而是涉及了諸多現代化管理理念和方式，涉及范疇較為廣泛，需要進行綜合改革。從燃氣企業自身角度來說，需要從企業組織框架入手，給予財務信息化建設工作高度注重，樹立良好的財務理念，加強對各個環節的管理和評判，將財務信息化自身優勢全面發揮。

表1 不同類別水產品的輻射劑量Table 1 Radiation dose of various aquatic products

傳統作業模式中，以還原率、利潤率等估價參數的確定為例，往往依賴估價師經驗進行決策，很多估價人員知其然而不知其所以然。大數據可通過數據決策的方式，使估價更趨近科學化、估價結果更趨向市場化。

3 輻射水產品的安全性評價

水產品經過輻射后，首先應考慮的是是否會引發或殘留放射性。研究表明，目前所允許的輻射源，能量很低，不足以誘發放射性，所以在推薦劑量范圍內處理水產品，輻射安全性有充分保障。有關專家介紹:“水產品在接受照射時，不直接與放射源接觸，只接觸由射線、射線或電子束帶來的能量，因此不存在水產品帶有放射性或殘留問題。同時，對輻照水產品進行的輻射化學、毒理學、營養學研究也證明，輻照后的水產品不會產生放射性。”

3.1 輻射安全問題

國內外對于水產品輻射保鮮技術的研究已達到一定的水平，但是人們對于輻照水產品的衛生安全性更為重視，同時這也是輻射保鮮技術能否使用和推廣的關鍵問題。特別是近年來不斷出現的有關食品安全隱患的報道，更是引起了人們的廣泛關注，因此對于我國這樣一個漁業大國來說，水產品保鮮的首要要求是安全、無害。我國輻照食品也受到政府主管部門的高度重視，食品輻照研究、開發和商業化工作在國際上已經處于領先地位。然而遺憾的是，目前仍有不少公眾還對輻照水產品的安全性持有懷疑態度。

3.2 毒性安全問題

經過大量研究還沒有發現任何證據，表明水產品在輻射處理時會產生毒性。1980年10月，聯合國糧農組織（FAO）、國際原子能機構（IAEA）與世界衛生組織（WHO）輻照食品專家委員會正式向全世界宣布，經平均劑量10 kGy以下輻照的任何食品都不存在毒理學和營養學方面的任何問題，不存在任何危害，是衛生安全的，受試動物經4～6代的觀察都沒有發現致癌、致畸、生育和發育不良以及其他遺傳變異現象[30]。關于輻射水產品的動物試驗情況，美國陸軍后勤部的NaticK實驗室和印度巴巴原子能研究中心都發表過詳細的研究報告。我國衛生部食品衛生監督檢驗所，預防醫學中心衛生所，華西醫科大學，四川核應用技術研究所、上海原子能研究所和成都軍區醫科所等29個單位共同承擔的“輻射食品安全性毒理學評價”的項目已順利完成，他們在國外大量動物試驗均證明輻射食品未見危害的基礎上，在三年時間里，進行了8次輻射食品的人體試食試驗和兩項動物試驗，所得結果均未發現輻射食品對受試者產生相關的毒害作用[31]。

我國的國家標準GB-14891.7（1997）和行業標準NY l256（2006）等也對冷凍水產品輻照殺菌保鮮工藝進行了詳細的規范[26]。我國一些學者對輻照保鮮進行了相關探索，例如:丁增成[27]等采用γ射線低劑量保溫輻照工藝處理冷凍龍蝦仁，結果表明，輻照對蛋白質無明顯影響，且延長了保鮮期；劉超剛[28]等試驗證明，輻照劑量為1～10 kGy時，水產品的色澤、味道幾乎沒有變化，營養成分蛋白質、氨基酸、脂肪、維生素等沒有明顯損失；王克勤[29]等采用8～9 kGy吸收劑量處理真空包裝的鮮魚片，室溫下鮮魚片至少可保存2～3個月，鮮度可達一級。Gidding對于不同類別的水產品的輻射劑量總結出如下的建議，詳見表1。

3.3 微生物安全問題

需要考慮水產品經過輻射處理后是否會引起微生物突變，由此而產生更具毒性的病原菌；輻射在減少各種腐敗菌數量的同時，是否會促使那些難以檢測的病原菌增殖。由于沒有充分證據，FDA并不認為輻射會誘發微生物突變。Farkas在1989年研究認為，輻射很有可能會減小各種病原菌的毒性。不過FDA一直需要證據，即在實際情況中輻射能抑制難以檢測的肉毒桿菌繁殖的毒素生成，以此證明對于微生物而言，輻射處理反而是有利的。世界衛生組織、聯合國糧農組織和國際原子能機構共同認定并批準，以 10×104～20×104Gy 輻射劑量來處理魚類，可以減少微生物，延長鮮魚在3℃以下的保鮮期的同時，對人體不會造成傷害[32-33]。

在我國，最需要解決的問題就是要讓消費者科學認識“輻照技術”，從而消除顧慮。同時，商家也要進行產品標識，這不僅有助于推廣現代食品加工技術，從法律法規的層面上來說，也是必須予以明示的。目前，國家相關部門正在對商家的不標注行為進行管理，但這只是輻照食品市場監管的一個方面。為了保證國家食品安全和本國公眾的身體健康，國際上已有50多個國家批準了對240多種食品進行輻照處理，并且制定了相關法規。在國際農產品貿易中，進口國往往要求輻照后的食品必須明確告知并貼上標簽。于是國內商家便只將出口產品送檢，其他產品則不送檢。專家認為，對此國家必須建立強制機制，加強食品輻照處理的鑒定檢驗工作，以使食品輻照健康有序地發展。

4 展望

綜上所述，我們可以看到，通過幾十年的大量實驗和研究表明，輻射保鮮技術可以有效地應用于水產品的保藏，并越來越受到世界各國的重視，取得了令人矚目的成就，在國內外有著廣闊的發展前景。雖然輻射方法不是萬能的，但采用適當的照射劑量和照射條件，可以延長水產品的保鮮期，減少它們的細菌性腐敗，這是肯定的。大多數學者對輻射技術在水產品上的應用前途持樂觀的態度，某些水產品應用輻射處理所涉及到的質量問題，仍需進一步的研究。

我國在水產品輻照源、輻照批準的條件、輻照設施的管理、輻照衛生學鑒定、檢疫和評估等方面的規定與國際相關原則相比較還存在很大差距。因此，我國目前主要的工作重點是建立一種基于HACCP原理的水產品輻照相關認證制度體系；盡快發布實施輻照水產品的衛生標準和工藝標準；加強輻照水產品的管理；加強輻照水產品的鑒定檢驗方法的研制工作；加強國際國內的相關交流與合作；加強輻照水產品的宣傳，并通過各種渠道讓消費者和企業了解輻照水產品的優點，提高輻照水產品的接受性，改變消費者對輻照水產品的認識，開展能夠促進輻照水產品市場化方面的研究，從而促使輻照水產品的市場規范化，多視角全方位深入廣泛地開展研究工作。可以預料，水產品輻射保鮮技術必將向著更為廣闊的空間發展和邁進。

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