①、高溫高壓(壓力蒸汽滅菌)法;
②、氣體熏蒸(環氧乙烷)法;
③、電離輻射(壓力蒸汽滅菌)法。
高溫高壓法是最早的滅菌方法,它的主要缺點是:滅菌不徹底;不適用於那些對熱敏感的材料(如塑料、某些橡膠制品等);這種方法還要消耗大量的能量;它不能連續作業,也不能大批量生產。這是壹種原始、落後的方法。
氣體熏蒸法是利用化學物質的氣體,對消毒物品進行熏蒸,主要使用的化學物質有環氧乙烷、溴甲烷等。與以往的方法相比,它有了很大的進步:可以更加大批量生產,殺菌更加徹底。但是,這種方法也有很多缺點:工藝參數的控制比較困難;不能連續生產;包裝材料必須能透氣(且不能透菌);被滅菌產品在壓榨後不能透氣會有微生物殘留;在產品中會有化學殘留物等。特別值得指出的是,這些化學物質都是強致癌物,雖然有明確的殘留量限制,但畢竟還是有殘留,對人體健康構成威脅。
繼前兩種方法之後,人們又采用了先進的輻射殺菌方法,使用的輻射源主要是放射性同位素鈷-60產生的γ射線和加速器產生的高能電子束或X射線。該方法是壹種環保的滅菌方法:它的滅菌過程易於控制(只需控制輻照劑量);滅菌徹底,不存在熱對流和氣體擴散問題;由於是在室溫下進行,該方法實用於各種熱敏性材料產品;可連續大規模生產;產品不會產生感官放射性,無汙染。
"自 1991 年以來,歐洲及其貿易夥伴已禁止在醫療保健領域使用環氧乙烷和溴甲烷熏蒸消毒。根據 1989 年為保護環境而制定的《蒙特利爾議定書》的規定,必須停止使用二溴乙烷、溴甲烷或環氧乙烷等破壞臭氧層的化學品進行食品熏蒸和消毒。取而代之的是無汙染的伽馬射線輻照殺菌法,如鈷-60"。(摘自《科學時報》)。
從以上對比不難看出,輻照滅菌法是目前最先進的滅菌方法,先進國家的醫療衛生用品大多采用這種方法滅菌。輻照滅菌法取代其他滅菌法已經是人們的**** 識,環氧乙烷氣體熏蒸滅菌法被淘汰已經是不可逆轉的趨勢。
事實上,輻照食品正逐漸進入尋常百姓家,如脫水蔬菜、方便面調料和真空包裝熟肉制品、保健飲料、土特產等。1998年6月1日起,凡在我國市場上銷售的輻照食品必須加貼輻照食品標簽,逐步被消費者認可、接受。
輻照食品是利用具有放射性的60Co伽馬射線、X射線或高能電子束穿過食品體內,使水分和多種營養成分發生電離後,破壞細胞內的DNA分子(細胞質的破壞和生物膜的破壞也是壹個重要過程),從而抑制蔬菜的發芽和生根。經過輻照的谷物在 3 年內不會生蟲和黴變;大蒜、土豆和洋蔥經過輻照後,保存期可延長 6 至 12 個月。
肉類和禽類食品經輻照後,可全部消除黴菌、大腸桿菌等腐敗性和致病性微生物,從而大大延長其保質期。輻照肉的發展,有利於增強我國肉制品在國際市場上的競爭實力。近年來,我國肉類產量持續增長,如1995年,我國畜肉產量達到4966萬噸,占世界總產量的20%,成為世界第壹;但出口量卻沒有同步增長,主要品種出口量甚至出現下降,其中壹個主要原因就是肉類產品的相關衛生標準達不到歐美發達國家和地區的進口要求。蒙特利爾公約》規定,發達國家到 2005 年、發展中國家到 2015 年將全面禁止使用傳統制冷劑溴甲烷。這對我們傳統的通過冷凍和冷藏保存肉類的方法提出了挑戰,但也為輻照肉市場的發展提供了機遇。例如,流通在各大超市裏面的定量小包裝鮮肉產品,壹般包裝在2~4℃下時,鮮肉的保質期是2天,即使采用真空包裝或真空充氣包裝,其保質期也只有5~7天,而如果采用真空包裝或真空充氣包裝後再用低劑量輻照處理,在2~4℃下的保質期為30天,其保質期為30天。在 30 天的保質期內,經過輻照處理的鮮肉已有效殺滅各種寄生蟲和致病菌,大大有利於預防各類食源性疾病。輻射化工產品是輻射加工技術中發展最快的領域。輻射化工是在電離輻射的作用下使材料產生化學變化(化合、分解、交聯、聚合、接枝、固化、降解等)以實現材料改性的壹種新型加工方法。它與傳統加工技術(熱加工、光學加工、化學加工等)相比,主要特點是:無需添加引發劑或催化劑,可在常溫至低溫反應的基礎上,可合成或制備用普通方法難以獲得的高性能特種材料。
輻射化工產品附加值高、應用範圍廣,涉及通信電子、電力交通、石油化工、航空航天等國民經濟的許多重要領域,在同類輻射技術產業中占有十分重要的地位。近年來,隨著世界範圍內產業結構的升級和環保意識的增強,輻射化工作為壹種高效、節能、無汙染、易控制的綠色化工產業受到世界各國的普遍關註,呈現出勃勃生機。由於其工藝簡單、操作方便、產品質量好、效益好,正以高速度迅速實現產業化。輻射化工主要是通過γ射線輻照引發聚合反應,生產多相高分子聚合物的化工產品。表 4 詳細列出了其應用領域。在這壹領域,已經出現了許多產品,並已形成規模化生產,如熱縮材料,已應用到電力和各個部門。在農業領域,利用輻射誘導人工突變被稱為突變育種,即利用突變來改良品種。也就是說,從篩選出的有用品質中,可直接用作品種,或用作交配的親本材料。其目的是提高產量和使用早熟品種。在這些領域已經取得了可喜的成果。
②、動物飼料殺菌:很早以前在外飼料添加劑中,就有30多個品種被指定為輻射加工對象。用輻射加工技術處理無菌飼料已得到長足發展,其應用前景十分看好。實驗證明,高劑量輻照蛋白質和氨基酸幾乎不會引起營養變化,除維生素 A 和 E 外,維生素不存在輻射分解問題。維生素 A 和 E 的分解程度與熱處理相似,特別是在實驗動物飼料中,絕大多數飼料都是通過輻射處理的。我國飼料行業的龍頭企業,如湖南衢化正虹科技集團、正大集團等,可以考慮引進這壹技術和項目,應用於飼料生產和肉制品保鮮領域。
3、輻射加工澱粉:輻射加工澱粉已受到廣泛重視,它可作為水產精煉產品、嬰兒食品、病人食品、幹芡實餡料的副產品。總之,輻射處理澱粉的目的是作為工業原料,作為食品原料殺菌和提高加工適應性。
4、固定化酶的輻射加工處理:酶是壹種對生物物體起催化作用的蛋白質,因為溶於水,所以只能使用壹次,反應後酶的活性有殘留,但對於酶來說是不可回收的,受熱凝固沈澱後只能取出扔掉。從節約資源的角度來看,這樣使用酶並不經濟。如果能將酶固化參與合成反應就可以實現自動化和連續化的酶反應,這種絡合物是在 60Co γ 射線照射下生成的。如日本川島1975年將丙烯酰胺單體和酶混合物放在幹冰丙酮上冷凍,用60Coγ射線以每小時1-9Gy的劑量照射5-10分鐘,不置換氮氣,使其結合,解凍後能生成具有海綿膜結構或念珠狀結構的固定化酶。
5、皮革消毒、殺菌、防腐:特別是對那種造成新鮮、剛剝下來的皮革有特殊的效果。例如,剛剝下的牛皮。羊皮經輻射處理後,可使其不變質、不變味,可使其保持長久不腐。
6、牧草:牛、羊食用的牧草帶有許多微生物和病菌,為了保證牛、羊的健康繁殖,壹直在對食用的牧草進行輻射加工處理、飼餵。特別是這些出口牧草,都要經過輻射加工處理。
⑦,在其他方面的應用也很多,如商品養護、鮮花保鮮等。
由上可見,輻照技術應用的領域非常廣泛。事實證明,輻照加工技術是壹項產業化、商品化的高新技術,也說明輻照加工技術是極具生命力的事業。