基于輻照保鮮技術(shù)的綠色大米加工工藝研究

陳玲玲

（廣西南寧市儲備糧管理有限責(zé)任公司，廣西 南寧530021）

1 引言

隨著人們消費(fèi)水平的提高，無公害的綠色食品備受青睞。黑龍江省由于其得天獨(dú)厚的自然生態(tài)環(huán)境，為生產(chǎn)無公害的綠色大米創(chuàng)造出優(yōu)越的條件。該省是種植粳稻主要生產(chǎn)基地，米質(zhì)優(yōu)、食味好，深受人們的喜愛。但由于在高溫潮濕的地方不適合大米的保鮮貯藏，倉庫害蟲如玉米象、赤擬谷盜、印度古螟及麥娥等害蟲危害著大米的貯藏，有些害蟲的卵、幼蟲、蛹均生活在被封閉的谷粒內(nèi)。條件一旦適宜，這些害蟲就會迅速生長、大量繁殖，從而影響稻米品質(zhì)。用傳統(tǒng)的殺蟲技術(shù)如化學(xué)防腐劑、化學(xué)藥劑熏蒸等方法只能殺滅谷粒表面的蟲卵，不能殺滅谷粒內(nèi)部的蟲卵，并且有藥劑殘留，影響食品的色、香、味及營養(yǎng)價值。用60Co～γ射線所產(chǎn)生的輻射生物學(xué)效應(yīng)可有效的殺滅谷物中所有的害蟲，由于它具有無殘留、無污染、穿透力強(qiáng)的特性，可均勻穿透谷粒，殺滅谷粒內(nèi)部及大包裝產(chǎn)品內(nèi)部的各發(fā)育階段的害蟲，效果明顯。輻照殺蟲是在常溫下進(jìn)行，適宜的輻照吸收劑量對大米的營養(yǎng)成分及品質(zhì)不產(chǎn)生影響。本項(xiàng)技術(shù)可大量處理小包裝糧食、豆類產(chǎn)品，由于該技術(shù)殺蟲徹底，可確保產(chǎn)品上市后無害蟲出現(xiàn)，深受廠家和客戶的歡迎。

2 大米儲藏特性

大米含水量對米飯的黏度、硬度以及食味均有很大的影響。因?yàn)榇竺孜账种饕峭ㄟ^淀粉細(xì)胞間隙進(jìn)入米粒內(nèi)部，而米粒腹部和背部的細(xì)胞間隙不同，腹部細(xì)胞間隙較大，是米粒吸收水分的主要滲透路線。

當(dāng)米粒本身含水量低于14%，浸漬時米粒腹部急速吸水后與背部產(chǎn)生水分差，兩部分體積產(chǎn)生偏差后瞬間引起表面龜裂，即產(chǎn)生開花現(xiàn)象，米粒淀粉粒從龜裂處涌出，使米粒失去應(yīng)有彈性。水分為15%～16%的粳米，在濕度50%的環(huán)境下，袋裝堆放8h，降水2.48%，裂紋率由原來的20%增到100%；水分為11%的糙米，在濕度100%的環(huán)境中堆放2h也會全部產(chǎn)生裂紋。無論是原料稻谷還是成品大米，在加工或儲藏過程中，濕度波動越大，大米產(chǎn)生裂紋的可能性就越大。裂紋大米商品價值低，儲藏性差，食味變劣。

稻谷的含水量影響著大米的加工與儲藏。用低水分稻谷加工大米時，雖然容易脫殼，但是由于糙米的皮層與胚乳的黏結(jié)度要比濕潤的稻谷緊密得多，因此碾削時皮層難于脫落。如果水分過高，籽粒硬度降低，容易碾碎，使碎米增多，出米率大為下降，同時還使篩理困難，單位篩理面積產(chǎn)量降低，能耗增加，加工成本增加。低水分的稻谷，雖然易儲藏，但口感不好；而水分偏高的稻谷（水分大于14%）雖然儲藏困難，但較好地保持大米固有的品質(zhì)，口感良好。低水分的大米在常規(guī)條件下儲藏，呼吸強(qiáng)度小，霉菌不易繁殖，品質(zhì)劣變慢；而高水分的大米在常規(guī)條件下儲藏，呼吸旺盛，酶活力高，營養(yǎng)物質(zhì)消耗多，霉菌繁殖快，品質(zhì)劣變快。游離脂肪酸、總酸和還原糖與儲藏時間呈正相關(guān)，黏度與儲藏時間呈負(fù)相關(guān)。在常規(guī)條件下儲藏大米，其含水量不應(yīng)超過14.0%。

3 輻照保鮮原理

物理殺菌是一種近年來才興起的冷殺菌技術(shù)，運(yùn)用物理手段，如場（包括電場、磁場）、高壓、電子、光等的單一或者2種以上共同作用，在低溫或常溫下達(dá)到殺菌的目的。大米物理保鮮方法主要有微波保鮮技術(shù)、電子束消毒殺菌保鮮技術(shù)。日本農(nóng)林省國立食品研究所研制的低能電子束輻照消毒殺菌系統(tǒng)，能殺死谷物表面的各種微生物，對谷物品質(zhì)無不良影響。

輻照造成昆蟲死亡或不育的原因是由于電離輻射能夠引起昆蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)及核蛋白分子水平的變化，破壞了新陳代謝，抑制核糖核酸和脫氧核糖核酸的代謝。最終導(dǎo)致昆蟲生理代謝、發(fā)育速度、活動能力和繁殖能力的下降。輻射對昆蟲的各種效應(yīng)與組成的細(xì)胞輻射效應(yīng)有密切的關(guān)系，輻射細(xì)胞的敏感性與細(xì)胞的繁殖活動成正比、與分化程度成反比，因此正在分裂的昆蟲細(xì)胞對輻射敏感。對成蟲而言，性腺細(xì)胞的分裂較為頻繁，輻照使生殖細(xì)胞的染色體產(chǎn)生斷裂、易位，造成不對稱組合，形成帶有顯著性致死突變的配子，使與正常成蟲交配后所形成的合子死亡，所以經(jīng)輻射處理的成蟲交配后產(chǎn)生的卵不能孵化而喪失生殖能力，從而達(dá)到不育的目的或?qū)е侣训乃劳觥］椪諏Σ煌N儲糧害蟲、同種儲糧害蟲的不同發(fā)育時期和性別的輻射效應(yīng)不同。

4 輻照保鮮裝置

主要有γ射線輻照器和電子加速器輻照器，γ射線輻照器以放射性同位素60Co和137Cs作輻射源，目前多采用60Co作輻射源。由于γ射線的穿透性強(qiáng)，所以這種輻照裝置幾乎適用于所有的食品輻射處理。目前國內(nèi)已建立了30多個γ射線輻照加工中心、100多家γ射線輻照科研及加工單位。電子加速器輻照器以電子加速器作為輻射源，它在食品處理上的適用范圍沒有γ射線輻照器廣泛，原因是電子束的穿透能力不強(qiáng)，只能作食品的表面輻射處理用。如果將電子射線轉(zhuǎn)換成X射線，往往轉(zhuǎn)換效率不高，目前還難與γ射線相爭。

5 輻照安全性

糧食在輻照的過程中必然會產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)和生物變化，為了確定這些變化是否會對人身健康產(chǎn)生影響，各國在輻照食品的衛(wèi)生安全性上做了大量的工作。

谷物成分的主要元素是碳、氫、氧、氮，這些元素有可能產(chǎn)生的放射性能量必須超過10MeV，而食品輻照用的輻照源為60Co（1.17MeV、1.33MeV）、137Cs（0.66MeV）、10MeV以下的電子束和5MeV以下的 X射線。因此，被輻照糧食不會產(chǎn)生放射性，近年來的研究表明7.5MeV的X射線不會使輻照產(chǎn)品產(chǎn)生放射性。另外，食品進(jìn)行輻照時，不直接與放射源接觸，不存在放射性污染的問題。

在1983～1998年，世界衛(wèi)生組織（WHO）先后聲明輻照食品是安全的，不存在毒理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)問題。我國在20世紀(jì)70年代開展了大規(guī)模的輻照食品動物毒理試驗(yàn)，1982～1985年在大量動物試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，組織了綜合人體試食實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明食用吸收劑量在10kGy以下的輻照食品對人體無異常影響。GB14891.8～1997《輻照豆類、谷類及其制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定谷類輻照的平均吸收劑量為0.4～0.6kGy，這一劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10kGy，因此輻照后的糧食是安全的。

6 輻照優(yōu)勢

在保證大米食味品質(zhì)的基礎(chǔ)上，采用綠色的儲糧技術(shù)和用非化學(xué)方法殺菌除蟲保鮮水分含量較高的大米的方法將受到高度重視。為確保優(yōu)質(zhì)食味大米能在夏秋季（6～11月）保持食味品質(zhì)，可將低溫儲藏和輻照處理技術(shù)集成運(yùn)用，以達(dá)大米儲藏保鮮的目的。同時還可以解決以下問題：①用化學(xué)殺菌除蟲劑所帶來的環(huán)境污染、抗藥性、藥劑殘留對食品風(fēng)味的影響，特別是對食品安全性的危害已引起全世界對化學(xué)法殺菌除蟲的警惕；②低溫或氣調(diào)儲藏僅能抑制蟲卵生長，大米在銷售過程中特別是夏季，一旦條件適合，蟲卵仍可以孵化，特別是在夏季，蟲卵孵化和生長的速度較快，在幾天內(nèi)就能完成，而采用單一技術(shù)很難達(dá)到大米防霉、防蟲和保鮮的目的。

在膳食結(jié)構(gòu)多樣化的今天，大米仍然是人類的主食，全世界有39個國家以大米為主要食物，尤其是亞洲國家對稻米的依賴性更強(qiáng)。利用輻照保鮮加工技術(shù)可以抑制蟲害生長、霉變，延長優(yōu)質(zhì)食味大米儲藏期，保持大米特有的營養(yǎng)成分，為大米深加工提供了一項(xiàng)綠色保鮮貯藏加工技術(shù)。

［1］ 鄭繼舜，楊冒舉.食品貯藏原理與運(yùn)用［M］.北京：中國財政經(jīng)濟(jì)出版社，1989.

［2］ ［美］梅子熙.食品與農(nóng)產(chǎn)品的輻照殺蟲［M］.北京：原子能出版社，1989.

［3］ 施培新.食品輻照加工原理與技術(shù)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2004.