輻照食品的衛(wèi)生安全性（一）
2009-01-05
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輻照食品的衛(wèi)生安全性
食品輻照能夠殺滅害蟲(chóng)、腐敗微生物和病原菌，延長(zhǎng)貨架期。從這一角度看，輻照處理能夠提高食品的衛(wèi)生安全性。但輻照與其他食品保藏方法一樣，可能對(duì)所處理的食品帶來(lái)一定的生物、化學(xué)和物理變化。這些變化有無(wú)潛在的毒性和是否符合食品營(yíng)養(yǎng)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，是否涉及到對(duì)健康的未知危害，直接關(guān)系到消費(fèi)者的健康和輻照食品的發(fā)展前途。因此，需要考慮輻照食品在營(yíng)養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)與毒理學(xué)的衛(wèi)生安全性和有無(wú)感生放射性的問(wèn)題?，F(xiàn)就輻照食品的衛(wèi)生安全性問(wèn)題分述如下。
一、輻照食品衛(wèi)生安全性概述
衛(wèi)生(who1esomeness)是指一種食品具有可接受的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且在毒理學(xué)和微生物學(xué)上對(duì)人類(lèi)的消費(fèi)都是安全的。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，沒(méi)有一種食品在所有情況下是完全安全的，食品的安全性只是存在的風(fēng)險(xiǎn)極小，并且能被有利的效益所平衡。從另一角度來(lái)講，安全性的證據(jù)就是確保危害的不存在。
為了確定輻照食品的衛(wèi)生性，各國(guó)科學(xué)家在食品的輻射化學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)與毒理學(xué)方面進(jìn)行了大量細(xì)致的研究，積累了很多數(shù)據(jù)。在早期的輻照食品衛(wèi)生評(píng)價(jià)工作中，通常對(duì)每一種輻照食品分門(mén)別類(lèi)地進(jìn)行評(píng)估。隨著食品輻射化學(xué)研究的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的證據(jù)表明，盡管特定的輻射效應(yīng)可能與具體的食品相關(guān)，但成分類(lèi)似的食品對(duì)輻射具有共同的、絕大部分是非特異的反應(yīng)。因此，現(xiàn)在認(rèn)為已沒(méi)有必要分門(mén)別類(lèi)地評(píng)估每一種食品的衛(wèi)生安全性。
輻射化學(xué)的研究結(jié)果表明，輻射產(chǎn)物的量，即使在輻射滅菌的劑量下也是很少的。表2-3的數(shù)據(jù)表明在輻射滅菌的牛肉中各類(lèi)揮發(fā)性輻射分解化合物的總量大約是30mg／kg。在一定劑量和輻照溫度下，實(shí)際生成數(shù)量隨著牛肉中成分，尤其是脂肪含量而變化。在輻射完全滅菌的牛肉中已經(jīng)鑒定出大約65種不同揮發(fā)性化合物，每一種化合物的數(shù)量都很小。隨著輻照劑量的增加，輻射分解產(chǎn)物的數(shù)量也增加。不同劑量下形成同樣的輻射產(chǎn)物，但數(shù)量不同。輻照分解產(chǎn)物的量很小也可從食品輻照所用的能量大小推理出來(lái)。所以在評(píng)價(jià)輻照食品的衛(wèi)生性時(shí)，可從一個(gè)劑量外推至另一個(gè)劑量。食品在大于實(shí)際使用的劑量下進(jìn)行輻照的衛(wèi)生性試驗(yàn)是不可取的，因?yàn)檫^(guò)量的輻射有可能改變食品的感官接受性，使食品不適合人類(lèi)消費(fèi)，也會(huì)在動(dòng)物喂養(yǎng)試驗(yàn)中造成困難。
表2-3輻照完全滅菌牛肉的揮發(fā)物含量
化合物 | 揮發(fā)物含量／(mg／kg) | 化合物 | 揮發(fā)物含量／(mg／k) |
鏈烷 鏈烯 烷醛 硫化合物 | 12 14 1.5 1.0 | 烷酮 烷基苯 酯 | ＜0.4 ＜0.1 ＜0.1 |
合計(jì) | 30 |
在動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中所用的方法就是將輻照食品投放給試驗(yàn)動(dòng)物，觀察動(dòng)物的生物學(xué)反應(yīng)和行為。在使用標(biāo)準(zhǔn)毒理學(xué)和藥理學(xué)程序評(píng)價(jià)輻照食品的衛(wèi)生性時(shí)，一個(gè)難點(diǎn)是不可能按超過(guò)正常攝取的規(guī)定食物水平喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，以達(dá)到評(píng)價(jià)一種單一物質(zhì)所必需的程度。食品喂養(yǎng)的最大量?jī)H能控制在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物能忍受的水平，并且不引起營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題或改變生物學(xué)反應(yīng)。
多代和長(zhǎng)期喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)需要大量的動(dòng)物，這些研究一般都需多年才能完成，并伴有大量的輔助工作，如病理檢查，既昂貴，又由于物質(zhì)含量低、毒性小而難以檢測(cè)出微小的損傷，所以人們尋找更好的、時(shí)問(wèn)更短的評(píng)價(jià)方法?，F(xiàn)已發(fā)展了幾種可行方法，尤其是用于預(yù)測(cè)致癌和致突變的方法。致癌和致突變?cè)囼?yàn)結(jié)果解釋的有效性和相關(guān)性一直受到關(guān)注。所有的動(dòng)物喂養(yǎng)試驗(yàn)都有從實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物種屬向人類(lèi)外推的含義，但這種外推由于某些試驗(yàn)采用體外(in vitro)程序或非哺乳動(dòng)物種屬而引起更大的關(guān)注。盡管存在這些問(wèn)題，各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的積累被認(rèn)為對(duì)衛(wèi)生評(píng)價(jià)仍然是有幫助的。
輻照食品的衛(wèi)生評(píng)價(jià)涉及一般毒理學(xué)、畸胎學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、感生放射性、致癌、致突變、微生物學(xué)、包裝等方面。評(píng)估方法包括化學(xué)、物理學(xué)方法、動(dòng)物研究或適當(dāng)?shù)奈⑸餃y(cè)定。
二、輻照食品的毒理學(xué)評(píng)估
輻照食品的安全性從食品輻照技術(shù)的開(kāi)始就成為人們關(guān)注的問(wèn)題。人們采用動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究輻照食品對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)、食品攝入、存活、血液學(xué)、臨床化學(xué)、毒性、尿分析、生殖、致畸與致突變、整體和組織病理學(xué)方面的影響，以評(píng)估輻照食品對(duì)動(dòng)物的生物學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)和遺傳學(xué)效應(yīng)。飼喂試驗(yàn)動(dòng)物一定數(shù)量的輻照農(nóng)產(chǎn)品或其制品，并經(jīng)過(guò)幾代時(shí)間，若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)引起慢性或急性疾病和致癌、致畸、致突變，就可以作為預(yù)測(cè)人類(lèi)消費(fèi)時(shí)安全評(píng)價(jià)的有力依據(jù)。根據(jù)動(dòng)物喂養(yǎng)研究取得的數(shù)據(jù)來(lái)推斷輻照食品對(duì)人類(lèi)消費(fèi)的安全性，是評(píng)價(jià)輻照食品的毒理學(xué)效應(yīng)的一種常用方法。一些國(guó)家還進(jìn)行了輻照食品的人體食用實(shí)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家通過(guò)大量長(zhǎng)期與短期動(dòng)物飼喂試驗(yàn)，觀察臨床癥狀、血液學(xué)、病理學(xué)、繁殖及致畸等指標(biāo)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品致突變現(xiàn)象出現(xiàn)，將輻照的飼料用于家畜飼養(yǎng)以及免疫缺陷的動(dòng)物長(zhǎng)期食用輻照的農(nóng)產(chǎn)品及其制品，也未發(fā)現(xiàn)有任何病理變化。動(dòng)物喂養(yǎng)試驗(yàn)和部分人體食用實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均未顯示出人類(lèi)消費(fèi)輻照食品在劑量達(dá)到10kGy時(shí)會(huì)出現(xiàn)任何健康危害。
早在1926年德國(guó)就進(jìn)行了輻照食品的動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)。自從20世紀(jì)40年代以來(lái)，世界上許多國(guó)家進(jìn)行了輻照食品的動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)。在動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)中，美國(guó)Raltech實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)并得出了在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有說(shuō)服力的結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)室研究了60Co產(chǎn)生的γ射線和機(jī)械源產(chǎn)生的電子束輻照雞肉的毒理學(xué)，實(shí)驗(yàn)的劑量最高時(shí)達(dá)到58kGy，研究?jī)?nèi)容為輻照食品對(duì)小鼠和狗的喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的畸形學(xué)和致突性實(shí)驗(yàn)，共計(jì)使用了134t的雞肉，并比較了高劑量輻照和熱處理滅菌的雞肉的毒理學(xué)。該研究的結(jié)果認(rèn)為高劑量輻照的雞肉對(duì)小鼠和狗沒(méi)有引起任何的副作用，并在20世紀(jì)80年代中期由美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)公布了這一研究成果。
在過(guò)去40多年中，許多國(guó)家還對(duì)輻照食品的大鼠、小鼠和其他動(dòng)物的喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了廣泛的研究，結(jié)果表明輻照食品對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不構(gòu)成任何危害。奧地利、澳大利亞、加拿大、法國(guó)、德國(guó)、日本、瑞典、英國(guó)和美國(guó)的食品和藥物及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了25～50kGy的輻照食品喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)輻照食品對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有致畸、致突變和致癌作用。20世紀(jì)70年代，中國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織開(kāi)展了全國(guó)范圍的輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品動(dòng)物毒理試驗(yàn)研究項(xiàng)目，在此期問(wèn)完成了慢性毒性試驗(yàn)、多代繁殖試驗(yàn)、致畸試驗(yàn)和誘變?cè)囼?yàn)等。實(shí)驗(yàn)選用大鼠和狗兩個(gè)不同屬的動(dòng)物，檢測(cè)多種輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品(大米、馬鈴薯、豬肉香腸、蘑菇等)的生物效應(yīng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品相關(guān)的有害作用。中國(guó)華西醫(yī)科大學(xué)研究了60Coγ射線輻照處理的鮮豬肉飼喂親代(Po)大鼠的效應(yīng)，結(jié)果表明飼喂26kGy和52kGy輻照鮮豬肉的各代大鼠健康狀況良好，體態(tài)活潑，體重增長(zhǎng)持續(xù)上升；各代動(dòng)物受孕、活產(chǎn)率、哺乳存活率及平均產(chǎn)仔數(shù)與對(duì)照組無(wú)顯著差異；組織病理檢查，其心、肝、肺、腎、腦、腸、睪丸、子宮等組織病理形態(tài)不具特殊性，病理變化無(wú)顯著的分布差異；攝食輻照食物與畸胎無(wú)關(guān)，無(wú)顯著致死性、致突變作用，也不會(huì)引起微核異常改變。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位研究了60Coγ射線輻照的捆蹄的生物毒性，結(jié)果表明飼喂經(jīng)8kGy和12kGy輻照的捆蹄，大鼠、小鼠雌雄兩性的急性毒性LD50均大于15 000mg／kg，屬實(shí)際無(wú)毒食物類(lèi)范圍；小鼠微核試驗(yàn)陰性，小鼠精子畸變?cè)囼?yàn)陰性，微粒酶系統(tǒng)(Ames)試驗(yàn)呈陰性。
食品輻照化學(xué)及各種動(dòng)物的毒理學(xué)研究結(jié)果均證明了輻照食品的衛(wèi)生安全性。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，一些國(guó)家進(jìn)行了輻照食品的人體食用實(shí)驗(yàn)。美國(guó)陸軍納蒂克(Natick)實(shí)驗(yàn)室1955～1959年間除進(jìn)行一些小動(dòng)物試驗(yàn)外，還進(jìn)行了短期人體食用實(shí)驗(yàn)，由志愿者對(duì)54種輻照食品，其中包括肉類(lèi)11種、魚(yú)類(lèi)5種、水果9種、蔬菜14種、谷物制品9種及其他6種食品分別進(jìn)行了人的食用試驗(yàn)。膳食中輻射食品的總熱量卡數(shù)為32％~100％。受試者經(jīng)過(guò)全面的醫(yī)學(xué)檢查，包括臨床檢查以及各種生理檢查，結(jié)果無(wú)一例出現(xiàn)毒性反應(yīng)。中國(guó)在20世紀(jì)60年代末進(jìn)行了食用輻照馬鈴薯的人體試食實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)指標(biāo)包括體重、血液指標(biāo)和一些血漿酶活性，結(jié)果表明食用輻照馬鈴薯實(shí)驗(yàn)組與食用未輻照馬鈴薯的對(duì)照組之問(wèn)沒(méi)有顯著差異。輻照食品的安全性也可從一些病人食用輻照食品的反應(yīng)得到說(shuō)明。對(duì)手一些嚴(yán)重病人，例如一些化療和器官移植的病人，對(duì)細(xì)菌和病毒感染非常敏感，需要提供完全滅菌的食品。美國(guó)和英國(guó)的一些醫(yī)院對(duì)病人提供輻照滅菌的食品數(shù)周或幾個(gè)月，可以為病人提供營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生和美味的食物，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)。美國(guó)Fred Hutchinson癌癥研究中一心在20世紀(jì)70年代中期對(duì)病人提供了幾年的輻照滅菌食品，均表現(xiàn)出很好的效果。
印度國(guó)立營(yíng)養(yǎng)研究所(NIN)在20世紀(jì)70年代中期曾連續(xù)發(fā)表數(shù)篇研究報(bào)告，報(bào)道喂食經(jīng)0.75kGy劑量輻照的小麥(輻照后20d內(nèi))12周后，能夠增加營(yíng)養(yǎng)不良的兒童、小鼠、大鼠和猴子骨髓中的細(xì)胞多倍體，并認(rèn)為該現(xiàn)象與食用輻照小麥有關(guān)。但該實(shí)驗(yàn)報(bào)告在統(tǒng)計(jì)分析上存在明顯的缺陷，在統(tǒng)計(jì)細(xì)胞多倍體時(shí)僅觀察了100個(gè)細(xì)胞，而要得到具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果則需要觀察幾千個(gè)細(xì)胞。該報(bào)告發(fā)表后立即引起了世界范圍內(nèi)的關(guān)注。印度政府委托印度盂買(mǎi)原子研究中心(BARC)成立一個(gè)專(zhuān)家委員會(huì)，研究和評(píng)估印度國(guó)立營(yíng)養(yǎng)研究所(NIN)的報(bào)告。該委員會(huì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析認(rèn)為，NIN的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說(shuō)明食用輻照小麥與細(xì)胞多倍體增加之間的關(guān)系，并且經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)即使食用45kGy輻照的小麥的大鼠，在統(tǒng)計(jì)了3000個(gè)細(xì)胞時(shí)，沒(méi)有觀察到食用輻照小麥能使細(xì)胞多倍體增加的現(xiàn)象。與此同時(shí)，澳大利亞、加拿大、丹麥、法國(guó)、英國(guó)和美國(guó)的一些國(guó)立研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了輻照食品與細(xì)胞多倍體關(guān)系的研究，他們的研究結(jié)果認(rèn)為印度國(guó)立營(yíng)養(yǎng)研究所(NIN)的研究結(jié)果是完全無(wú)法接受的，不能說(shuō)明輻照食品能夠增加細(xì)胞多倍體。
中國(guó)于1982年開(kāi)始了以短期人體試驗(yàn)為主的輻照食品衛(wèi)生安全性研究，共有29個(gè)研究所參加了這項(xiàng)工作。該項(xiàng)研究到1985年底共完成了8次短期的人體食用輻照食品實(shí)驗(yàn)，供試的輻照食品包括大米、馬鈴薯、蘑菇、花生、香腸等，所用的最高輻照劑量為8kGy(豬肉香腸)，輻照食品食用量為全飲食量的60％～66％，試驗(yàn)連續(xù)時(shí)間為7～15個(gè)星期，參加試驗(yàn)輻照食品的志愿者達(dá)439人次。經(jīng)詳細(xì)體檢后的各項(xiàng)指標(biāo)表明，食用輻照食品對(duì)人體未產(chǎn)生任何有害的影響，尤其證明了染色體沒(méi)有明顯改變，進(jìn)一步否定了印度國(guó)立營(yíng)養(yǎng)研究所(NIN)報(bào)道的人或動(dòng)物食用輻照食品后可能引起多倍體增加這一說(shuō)法。國(guó)際輻射應(yīng)用委員會(huì)(CRA)于1986年8月發(fā)表了“多倍體：中國(guó)的研究結(jié)束了爭(zhēng)論”的文章，肯定了中國(guó)關(guān)于輻照食品毒理學(xué)研究結(jié)果的作用和意義。
輻照食品不是一種簡(jiǎn)單的化學(xué)物質(zhì)，而是一個(gè)多成分的復(fù)雜系統(tǒng)，因此主要依靠動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)研究輻照食品的毒理學(xué)。評(píng)價(jià)輻照食品毒理學(xué)安全的另一個(gè)方法就是食品輻射化學(xué)的研究，通過(guò)應(yīng)用高靈敏度的分析技術(shù)鑒定出食品的輻射分解產(chǎn)物。只要輻射分解產(chǎn)物被鑒定出來(lái)并被測(cè)定，就可以對(duì)其毒理學(xué)作用進(jìn)行評(píng)價(jià)?；谳椛浠瘜W(xué)研究取得的信息用來(lái)評(píng)價(jià)輻照食品毒理學(xué)安全性的方法，稱(chēng)為“化學(xué)準(zhǔn)許(chemiclearance)”，是一種很有價(jià)值的評(píng)估輻照食品安全性的方法。
關(guān)于輻照降解產(chǎn)物的毒理學(xué)問(wèn)題，大量研究表明輻照并未形成具有足夠量的具有毒理作用的任何物質(zhì)。美國(guó)麻省理工學(xué)院的Ari Beynjolfsson博士曾于1985年發(fā)表了一篇權(quán)威性評(píng)論，認(rèn)為輻照加工與熱加工相比輻解產(chǎn)物的量很少。各國(guó)的動(dòng)物飼喂試驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)有任何有害的作用。美國(guó)陸軍納蒂克(Natick)實(shí)驗(yàn)室和其他各國(guó)著名實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果，都證明輻射降解產(chǎn)物是無(wú)毒的，是食品主要成分的正常分解產(chǎn)物。即使在很高劑量輻照下產(chǎn)生的苯，也只有十億分之幾，與熱加工相比大體上處于相同水平。
動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)準(zhǔn)許方法在評(píng)估輻照食品的毒理學(xué)研究中互相支持，互為補(bǔ)充。動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉嬖u(píng)估輻照食品的生物學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)效應(yīng)，而采用鑒定所形成的特定化合物以及測(cè)量每種化合物的數(shù)量的輻射化學(xué)方法非常靈敏。因此利用這些方法能夠?qū)椪帐称返亩纠韺W(xué)進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。綜上所述，多年來(lái)通過(guò)大量的毒理試驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)輻照食品對(duì)動(dòng)物和人體有不良影響。適宜劑量照射的食品供人類(lèi)食用是安全的。輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品，在進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中均未發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，就是發(fā)生一些變化，也都不至于產(chǎn)生危害和損傷，也沒(méi)有觀察到發(fā)生致癌、致畸、致突變以及遺傳性的改變。
FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì)分別在1964年、1969年、1976年和1980年召開(kāi)會(huì)議，評(píng)估輻照食品的毒理學(xué)和其他問(wèn)題，認(rèn)為食用輻照食品不會(huì)產(chǎn)生任何毒理學(xué)問(wèn)題。世界衛(wèi)生組織(WHO)的一個(gè)獨(dú)立專(zhuān)家組，于1992年評(píng)估了1980年以來(lái)有關(guān)輻照食品安全性的材料和數(shù)據(jù)，進(jìn)一步確認(rèn)食用輻照食品的安全性。FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專(zhuān)家組1997年在瑞士日內(nèi)瓦舉行的會(huì)議上，專(zhuān)家組得出“從毒理學(xué)的角度考慮，高于10kGy的輻照劑量將不會(huì)導(dǎo)致對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的食品成分的變化”。