輻照食品的檢測

1、第十章第十章 輻照食品的檢測輻照食品的檢測 10.1 輻照技術介紹輻照技術介紹 v食品輻照是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的食品輻照是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的 一種食品加工和食品保藏技術，它以電離一種食品加工和食品保藏技術，它以電離 輻射照射糧食和其他食品，利用由此產(chǎn)生輻射照射糧食和其他食品，利用由此產(chǎn)生 的物理、化學、生物及生理學等變化進行的物理、化學、生物及生理學等變化進行 殺蟲、滅菌、抑制發(fā)芽和延緩成熟等。殺蟲、滅菌、抑制發(fā)芽和延緩成熟等。 v輻照處理的食品有較高的衛(wèi)生質(zhì)量，并能輻照處理的食品有較高的衛(wèi)生質(zhì)量，并能 在常溫和一般條件下保存較長的時間。在常溫和一般條件下保存較長的時間。 v食品

2、中的害蟲、寄生蟲和病原微生物對輻照很敏感，食品中的害蟲、寄生蟲和病原微生物對輻照很敏感， 因此利用電離輻射殺蟲滅菌，不僅節(jié)約能源而且無因此利用電離輻射殺蟲滅菌，不僅節(jié)約能源而且無 化學殘留和環(huán)境污染?；瘜W殘留和環(huán)境污染。 v食品輻照是一種冷加工過程，受照食品的溫度、外食品輻照是一種冷加工過程，受照食品的溫度、外 觀、形狀和內(nèi)在特性實際上沒有變化，因此保持了觀、形狀和內(nèi)在特性實際上沒有變化，因此保持了 食品原有的特性。食品原有的特性。 v食品輻照提供了食品包裝后進行一次處理的唯一可食品輻照提供了食品包裝后進行一次處理的唯一可 能性，這樣就消除了在食品生產(chǎn)與制備過程中的嚴能性，這樣就消除了在食品生

3、產(chǎn)與制備過程中的嚴 重交叉污染問題，并為生產(chǎn)特殊消費的食品創(chuàng)造了重交叉污染問題，并為生產(chǎn)特殊消費的食品創(chuàng)造了 條件，如為器官移植病人、白血病人、宇航員等提條件，如為器官移植病人、白血病人、宇航員等提 供無菌食品。供無菌食品。 v據(jù)據(jù)2000年統(tǒng)計，已有年統(tǒng)計，已有45個國家和地區(qū)批準個國家和地區(qū)批準 了了200余種食品和調(diào)味品可用輻照處理。余種食品和調(diào)味品可用輻照處理。 v我國于我國于1988年批準了馬鈴薯、洋蔥、大蒜、年批準了馬鈴薯、洋蔥、大蒜、 花生、蘑菇、大米、香腸和蘋果花生、蘑菇、大米、香腸和蘋果8種輻照食種輻照食 品的衛(wèi)生標準。到品的衛(wèi)生標準。到1997年我國已批準了年我國已批準了2

4、4 種輻照食品的衛(wèi)生標準。到種輻照食品的衛(wèi)生標準。到2001年，我國年，我國 批準的輻照工藝近批準的輻照工藝近20種。種。 10.2 輻照食品的安全性輻照食品的安全性 v幾十年的動物毒理試驗的研究結(jié)果一致表明，食用幾十年的動物毒理試驗的研究結(jié)果一致表明，食用 輻照食品的動物生長、發(fā)育、遺傳與食用不輻照食輻照食品的動物生長、發(fā)育、遺傳與食用不輻照食 品的動物完全相同，三致試驗（致畸、致癌、致突品的動物完全相同，三致試驗（致畸、致癌、致突 變）結(jié)果也沒有明顯變化，至今還沒有任何相反的變）結(jié)果也沒有明顯變化，至今還沒有任何相反的 報告。報告。 v國際食品輻照衛(wèi)生安全評價聯(lián)合專家委員會于國際食品輻照衛(wèi)

5、生安全評價聯(lián)合專家委員會于 1980年在日內(nèi)瓦正式宣告：用年在日內(nèi)瓦正式宣告：用10kGy以下劑量處以下劑量處 理的任何食品，不會產(chǎn)生毒理學上的問題，今后可理的任何食品，不會產(chǎn)生毒理學上的問題，今后可 以不再進行毒理學試驗，而允許市售。這充分表明以不再進行毒理學試驗，而允許市售。這充分表明 了輻照食品的安全性。了輻照食品的安全性。 v我國規(guī)定：對輻照食品，除在食品標簽上我國規(guī)定：對輻照食品，除在食品標簽上 要進行標注以外，還需在銷售的輻照食品要進行標注以外，還需在銷售的輻照食品 上貼上輻照食品標識，標識為圓形、白底上貼上輻照食品標識，標識為圓形、白底 綠色，圖案上方標中文綠色，圖案上方標中文“

6、輻照食品輻照食品”，下，下 方標英文方標英文“IRRADIATED FOOD”。 v食品輻照加工劑量一般在食品輻照加工劑量一般在0.01-10kGy之間，之間， 但有相當數(shù)量的食品，輻照加工劑量在但有相當數(shù)量的食品，輻照加工劑量在 0.01-1.0kGy之間。輻照引起食品的外觀、之間。輻照引起食品的外觀、 形狀、溫度及組成上的變化是十分微小的。形狀、溫度及組成上的變化是十分微小的。 因此檢測食品是否已被輻照和估測輻照食因此檢測食品是否已被輻照和估測輻照食 品的吸收劑量是十分困難的。品的吸收劑量是十分困難的。 v目前用于食品加工的電離輻射主要包括：目前用于食品加工的電離輻射主要包括： 60Co或

7、 或137Cs核素衰變釋放的核素衰變釋放的射線；能量射線；能量 不大于不大于10MeV10MeV的的X X射線。這些輻射有以下特點：射線。這些輻射有以下特點： 有較強穿透物質(zhì)的能力，能使其受到均勻的有較強穿透物質(zhì)的能力，能使其受到均勻的 輻射；輻射的能量都低于食品種各組成元素輻射；輻射的能量都低于食品種各組成元素 可能誘生放射性的閾能，因此不會在食品中可能誘生放射性的閾能，因此不會在食品中 誘生放射性。誘生放射性。 10.3 輻照食品的檢測輻照食品的檢測 v電離輻射與食品物質(zhì)的相互作用，可在食品電離輻射與食品物質(zhì)的相互作用，可在食品 組分上誘發(fā)復雜的化學變化，這些變化是由組分上誘發(fā)復雜的化學變

8、化，這些變化是由 自由基過程產(chǎn)生的。不是所有化學變化的結(jié)自由基過程產(chǎn)生的。不是所有化學變化的結(jié) 果都能用來指示食品是否已被輻照，只有其果都能用來指示食品是否已被輻照，只有其 中的一些輻照專一性輻解產(chǎn)物，一些在食品中的一些輻照專一性輻解產(chǎn)物，一些在食品 輻照前后含量有明顯變化的產(chǎn)物，以及輻照輻照前后含量有明顯變化的產(chǎn)物，以及輻照 在食品組成上誘導的某些化學特性，才能用在食品組成上誘導的某些化學特性，才能用 于輻照食品的檢測。于輻照食品的檢測。 v目前發(fā)展最好的方法是電子自旋共振光目前發(fā)展最好的方法是電子自旋共振光 譜檢測輻照食品所包含的剛性材料；譜檢測輻照食品所包含的剛性材料； v熱熒光技術來檢

9、測草、香料及干制食品熱熒光技術來檢測草、香料及干制食品 組分；組分； v含脂肪食品中來源于脂肪的揮發(fā)性碳氫含脂肪食品中來源于脂肪的揮發(fā)性碳氫 化合物及化合物及2-烷基環(huán)丁烷的鑒定；烷基環(huán)丁烷的鑒定； vO酪氨酸方法來檢測含蛋白質(zhì)食品；酪氨酸方法來檢測含蛋白質(zhì)食品； v通過黏度來檢測香料及香草。通過黏度來檢測香料及香草。 10.3.1 脂類的輻解和含脂輻照食品的檢測脂類的輻解和含脂輻照食品的檢測 1. 利用揮發(fā)性碳氫化合物檢測含脂輻照食品利用揮發(fā)性碳氫化合物檢測含脂輻照食品 雖然在未輻照的脂肪中也存在揮發(fā)性雖然在未輻照的脂肪中也存在揮發(fā)性 的產(chǎn)物，但它們的碳鏈長度比輻照生成的的產(chǎn)物，但它們的碳鏈

10、長度比輻照生成的 要短的多，即二者產(chǎn)物的定量分布十分不要短的多，即二者產(chǎn)物的定量分布十分不 同。因此，同。因此，Cn-1、Cn-2的烷烴和烯烴以及的烷烴和烯烴以及Cn 醛可認為是輻照專一產(chǎn)物。醛可認為是輻照專一產(chǎn)物。 脂肪的提?。何焱橹镜奶崛。何焱?異丙醇的混合溶劑異丙醇的混合溶劑 采用真空蒸餾法或以戊烷為洗脫劑，硅酸采用真空蒸餾法或以戊烷為洗脫劑，硅酸 鎂為擔體的柱色譜法將碳氫化合物分離。鎂為擔體的柱色譜法將碳氫化合物分離。 碳氫化合物可采用氣相色譜法測定，使用碳氫化合物可采用氣相色譜法測定，使用 氫火焰離子檢測器和石英毛細管柱，也可采氫火焰離子檢測器和石英毛細管柱，也可采 用液相色譜法或

11、用液相色譜法或LC-MS法測定。法測定。 此法適用于所有含脂食品，包括含脂量很低此法適用于所有含脂食品，包括含脂量很低 的食品。的食品。 2. 利用利用2-烷基烷基-環(huán)丁酮檢測含脂輻照食品環(huán)丁酮檢測含脂輻照食品 2-烷基烷基-環(huán)丁酮只存在于輻照的甘油三酸酯環(huán)丁酮只存在于輻照的甘油三酸酯 中，而不存在于加熱或氧化的脂肪中。因此中，而不存在于加熱或氧化的脂肪中。因此 2-烷基烷基-環(huán)丁酮可作為含脂食品輻照的標志環(huán)丁酮可作為含脂食品輻照的標志 化合物?；衔铩?至今已有一些國家的實驗室已經(jīng)使用這個方至今已有一些國家的實驗室已經(jīng)使用這個方 法。法。CAC也采用了此方法。也采用了此方法。 脂肪提?。涸跓o

12、水硫酸鈉存在的情況下，用己脂肪提?。涸跓o水硫酸鈉存在的情況下，用己 烷提取烷提取 2-烷基烷基-環(huán)丁酮的分離：用環(huán)丁酮的分離：用20去活化的硅酸鎂去活化的硅酸鎂 單體柱色譜分離，用單體柱色譜分離，用1乙醚正己烷溶液淋洗乙醚正己烷溶液淋洗 2-烷基烷基-環(huán)丁酮測量：采用環(huán)丁酮測量：采用GC/MS測定測定2-烷基烷基- 環(huán)丁酮環(huán)丁酮 2-烷基烷基-環(huán)丁酮在貯藏條件下下很穩(wěn)定，且在商環(huán)丁酮在貯藏條件下下很穩(wěn)定，且在商 用劑量范圍內(nèi)其生成量與吸收劑量成線性關系，用劑量范圍內(nèi)其生成量與吸收劑量成線性關系， 因此可利用產(chǎn)物濃度劑量標準曲線估算被照因此可利用產(chǎn)物濃度劑量標準曲線估算被照 食品的吸收量。食品的

13、吸收量。 10.3.2 利用生成的長壽命自由基檢測輻照食品利用生成的長壽命自由基檢測輻照食品 電子自旋共振法電子自旋共振法 v電離輻射是產(chǎn)生自由基的重要手段，在電離輻射電離輻射是產(chǎn)生自由基的重要手段，在電離輻射 作用下形成的原初產(chǎn)物作用下形成的原初產(chǎn)物激發(fā)分子、正離子和激發(fā)分子、正離子和 電子都能進一步反應產(chǎn)生自由基。電子都能進一步反應產(chǎn)生自由基。 v在一個體系中，大多數(shù)自由基的壽命很短，它們在一個體系中，大多數(shù)自由基的壽命很短，它們 可通過自由基相互反應很快消失。而一些特殊的可通過自由基相互反應很快消失。而一些特殊的 體系（干燥固體樣品）或含有硬組織（如骨頭、體系（干燥固體樣品）或含有硬組織

14、（如骨頭、 硬果殼、籽、核等）的體系，輻照在這些部位產(chǎn)硬果殼、籽、核等）的體系，輻照在這些部位產(chǎn) 生的自由基通常有較長的壽命，它們對輻照食品生的自由基通常有較長的壽命，它們對輻照食品 的檢測具有實際意義。的檢測具有實際意義。 v自由基含有未成對電子，具有凈電子自旋角動量，自由基含有未成對電子，具有凈電子自旋角動量， 因此可用電子自旋共振因此可用電子自旋共振ESR波譜技術測定。波譜技術測定。 vESR可成功地用于某些含骨頭或鈣化組織的輻照可成功地用于某些含骨頭或鈣化組織的輻照 食品的檢測，也可用于其他干燥食品核香辛料調(diào)食品的檢測，也可用于其他干燥食品核香辛料調(diào) 味品的輻照檢測。味品的輻照檢測。

15、v優(yōu)點：準確、靈敏，可檢測用優(yōu)點：準確、靈敏，可檢測用0.2kGy劑量輻照劑量輻照 的食品，并可用以估測受照食品的吸收劑量的食品，并可用以估測受照食品的吸收劑量 v缺點：在測量前必須將樣品研磨成一定大小的顆缺點：在測量前必須將樣品研磨成一定大小的顆 粒，此過程本身可產(chǎn)生自由基。粒，此過程本身可產(chǎn)生自由基。 10.3.3 利用熱釋光和化學發(fā)光技術利用熱釋光和化學發(fā)光技術 檢測輻照食品檢測輻照食品 v測量熱釋光和化學發(fā)光是輻射劑量學種使用的測量熱釋光和化學發(fā)光是輻射劑量學種使用的 兩個常規(guī)技術。目前，這些方法已能用于許多兩個常規(guī)技術。目前，這些方法已能用于許多 干燥食品的檢測。干燥食品的檢測。 v

16、由各種物質(zhì)組成的固體樣品，用電離輻照后，由各種物質(zhì)組成的固體樣品，用電離輻照后， 它們可在與水或溶液接觸時產(chǎn)生光發(fā)射，也可它們可在與水或溶液接觸時產(chǎn)生光發(fā)射，也可 在被加熱到大約在被加熱到大約50-400時產(chǎn)生光發(fā)射，前者時產(chǎn)生光發(fā)射，前者 為化學發(fā)光（為化學發(fā)光（CL），后者為熱釋光（），后者為熱釋光（TL）。）。 熱釋光熱釋光 v熱釋光現(xiàn)象普遍存在于輻照和未輻照的固熱釋光現(xiàn)象普遍存在于輻照和未輻照的固 體樣品中，因此要區(qū)分輻照和未輻照樣品，體樣品中，因此要區(qū)分輻照和未輻照樣品， 就需要一個建立在廣泛實驗基礎上的閾值。就需要一個建立在廣泛實驗基礎上的閾值。 將未知樣品的將未知樣品的TL強度值

17、與閾值比較，若未強度值與閾值比較，若未 知樣品的知樣品的TL強度值大于閾值，則此樣品是強度值大于閾值，則此樣品是 輻照的，反之則是未輻照的。輻照的，反之則是未輻照的。 例：將一種類型的未輻照香辛料的最高例：將一種類型的未輻照香辛料的最高TL強強 度值的度值的2-4倍作為簡便這類香辛料是否已被倍作為簡便這類香辛料是否已被 輻照的閾值。假如從未輻照樣品測得的最輻照的閾值。假如從未輻照樣品測得的最 大大TL強度為強度為5nC，則，則10nC就是判別這種樣就是判別這種樣 品是否輻照的閾值。若待檢樣品的品是否輻照的閾值。若待檢樣品的TL強度強度 在在10nC以上，則說明它已被輻射。反之，以上，則說明它已被輻射。反之， 則是未輻