辐照食品的卫生安全性

食品辐照能够杀灭害虫、腐败微生物和病原菌，延长货架期。从这一角度看，辐照处理能够提高食品的卫生安全性。但辐照与其他食品保藏方法一样，可能对所处理的食品带来一定的生物、化学和物理变化。这些变化有无潜在的毒性和是否符合食品营养和卫生标准，是否涉及到对健康的未知危害，直接关系到消费者的健康和辐照食品的发展前途。因此，需要考虑辐照食品在营养学、微生物学与毒理学的卫生安全性和有无感生放射性的问题。现就辐照食品的卫生安全性问题分述如下。

一、辐照食品卫生安全性概述

     卫生(who1esomeness)是指一种食品具有可接受的营养价值，并且在毒理学和微生物学上对人类的消费都是安全的。严格说来，没有一种食品在所有情况下是完全安全的，食品的安全性只是存在的风险极小，并且能被有利的效益所平衡。从另一角度来讲，安全性的证据就是确保危害的不存在。

     为了确定辐照食品的卫生性，各国科学家在食品的辐射化学、营养学、微生物学与毒理学方面进行了大量细致的研究，积累了很多数据。在早期的辐照食品卫生评价工作中，通常对每一种辐照食品分门别类地进行评估。随着食品辐射化学研究的不断发展，越来越多的证据表明，尽管特定的辐射效应可能与具体的食品相关，但成分类似的食品对辐射具有共同的、绝大部分是非特异的反应。因此，现在认为已没有必要分门别类地评估每一种食品的卫生安全性。

     辐射化学的研究结果表明，辐射产物的量，即使在辐射灭菌的剂量下也是很少的。表2-3的数据表明在辐射灭菌的牛肉中各类挥发性辐射分解化合物的总量大约是30mg／kg。在一定剂量和辐照温度下，实际生成数量随着牛肉中成分，尤其是脂肪含量而变化。在辐射完全灭菌的牛肉中已经鉴定出大约65种不同挥发性化合物，每一种化合物的数量都很小。随着辐照剂量的增加，辐射分解产物的数量也增加。不同剂量下形成同样的辐射产物，但数量不同。辐照分解产物的量很小也可从食品辐照所用的能量大小推理出来。所以在评价辐照食品的卫生性时，可从一个剂量外推至另一个剂量。食品在大于实际使用的剂量下进行辐照的卫生性试验是不可取的，因为过量的辐射有可能改变食品的感官接受性，使食品不适合人类消费，也会在动物喂养试验中造成困难。

表2-3辐照完全灭菌牛肉的挥发物含量

     在动物喂养实验中所用的方法就是将辐照食品投放给试验动物，观察动物的生物学反应和行为。在使用标准毒理学和药理学程序评价辐照食品的卫生性时，一个难点是不可能按超过正常摄取的规定食物水平喂养实验动物，以达到评价一种单一物质所必需的程度。食品喂养的最大量仅能控制在实验动物能忍受的水平，并且不引起营养问题或改变生物学反应。

     多代和长期喂养实验需要大量的动物，这些研究一般都需多年才能完成，并伴有大量的辅助工作，如病理检查，既昂贵，又由于物质含量低、毒性小而难以检测出微小的损伤，所以人们寻找更好的、时问更短的评价方法。现已发展了几种可行方法，尤其是用于预测致癌和致突变的方法。致癌和致突变试验结果解释的有效性和相关性一直受到关注。所有的动物喂养试验都有从实验室动物种属向人类外推的含义，但这种外推由于某些试验采用体外(in vitro)程序或非哺乳动物种属而引起更大的关注。尽管存在这些问题，各种实验结果的积累被认为对卫生评价仍然是有帮助的。

     辐照食品的卫生评价涉及一般毒理学、畸胎学、营养学、感生放射性、致癌、致突变、微生物学、包装等方面。评估方法包括化学、物理学方法、动物研究或适当的微生物测定。

二、辐照食品的毒理学评估

     辐照食品的安全性从食品辐照技术的开始就成为人们关注的问题。人们采用动物喂养实验，研究辐照食品对动物生长、食品摄入、存活、血液学、临床化学、毒性、尿分析、生殖、致畸与致突变、整体和组织病理学方面的影响，以评估辐照食品对动物的生物学、营养学和遗传学效应。饲喂试验动物一定数量的辐照农产品或其制品，并经过几代时间，若没有发现引起慢性或急性疾病和致癌、致畸、致突变，就可以作为预测人类消费时安全评价的有力依据。根据动物喂养研究取得的数据来推断辐照食品对人类消费的安全性，是评价辐照食品的毒理学效应的一种常用方法。一些国家还进行了辐照食品的人体食用实验。国内外科学家通过大量长期与短期动物饲喂试验，观察临床症状、血液学、病理学、繁殖及致畸等指标，没有发现辐照农产品及其制品致突变现象出现，将辐照的饲料用于家畜饲养以及免疫缺陷的动物长期食用辐照的农产品及其制品，也未发现有任何病理变化。动物喂养试验和部分人体食用实验的结果均未显示出人类消费辐照食品在剂量达到10kGy时会出现任何健康危害。

早在1926年德国就进行了辐照食品的动物饲喂实验。自从20世纪40年代以来，世界上许多国家进行了辐照食品的动物饲喂实验。在动物饲喂实验中，美国Raltech实验室进行了长期的实验并得出了在统计学上有说服力的结果。该实验室研究了60Co产生的γ射线和机械源产生的电子束辐照鸡肉的毒理学，实验的剂量最高时达到58kGy，研究内容为辐照食品对小鼠和狗的喂养实验的畸形学和致突性实验，共计使用了134t的鸡肉，并比较了高剂量辐照和热处理灭菌的鸡肉的毒理学。该研究的结果认为高剂量辐照的鸡肉对小鼠和狗没有引起任何的副作用，并在20世纪80年代中期由美国食品和药物管理局(FDA)公布了这一研究成果。

     在过去40多年中，许多国家还对辐照食品的大鼠、小鼠和其他动物的喂养实验进行了广泛的研究，结果表明辐照食品对实验动物不构成任何危害。奥地利、澳大利亚、加拿大、法国、德国、日本、瑞典、英国和美国的食品和药物及相关研究机构进行了25～50kGy的辐照食品喂养实验动物实验，没有发现辐照食品对实验动物有致畸、致突变和致癌作用。20世纪70年代，中国国家科学技术委员会组织开展了全国范围的辐照农产品及其制品动物毒理试验研究项目，在此期问完成了慢性毒性试验、多代繁殖试验、致畸试验和诱变试验等。实验选用大鼠和狗两个不同属的动物，检测多种辐照农产品及其制品(大米、马铃薯、猪肉香肠、蘑菇等)的生物效应，没有发现与辐照农产品及其制品相关的有害作用。中国华西医科大学研究了60Coγ射线辐照处理的鲜猪肉饲喂亲代(Po)大鼠的效应，结果表明饲喂26kGy和52kGy辐照鲜猪肉的各代大鼠健康状况良好，体态活泼，体重增长持续上升；各代动物受孕、活产率、哺乳存活率及平均产仔数与对照组无显著差异；组织病理检查，其心、肝、肺、肾、脑、肠、睾丸、子宫等组织病理形态不具特殊性，病理变化无显著的分布差异；摄食辐照食物与畸胎无关，无显著致死性、致突变作用，也不会引起微核异常改变。江苏省农业科学院等单位研究了60Coγ射线辐照的捆蹄的生物毒性，结果表明饲喂经8kGy和12kGy辐照的捆蹄，大鼠、小鼠雌雄两性的急性毒性LD50均大于15 000mg／kg，属实际无毒食物类范围；小鼠微核试验阴性，小鼠精子畸变试验阴性，微粒酶系统(Ames)试验呈阴性。 

     食品辐照化学及各种动物的毒理学研究结果均证明了辐照食品的卫生安全性。在动物实验的基础上，一些国家进行了辐照食品的人体食用实验。美国陆军纳蒂克(Natick)实验室1955～1959年间除进行一些小动物试验外，还进行了短期人体食用实验，由志愿者对54种辐照食品，其中包括肉类11种、鱼类5种、水果9种、蔬菜14种、谷物制品9种及其他6种食品分别进行了人的食用试验。膳食中辐射食品的总热量卡数为32％~100％。受试者经过全面的医学检查，包括临床检查以及各种生理检查，结果无一例出现毒性反应。中国在20世纪60年代末进行了食用辐照马铃薯的人体试食实验，检测指标包括体重、血液指标和一些血浆酶活性，结果表明食用辐照马铃薯实验组与食用未辐照马铃薯的对照组之问没有显著差异。辐照食品的安全性也可从一些病人食用辐照食品的反应得到说明。对手一些严重病人，例如一些化疗和器官移植的病人，对细菌和病毒感染非常敏感，需要提供完全灭菌的食品。美国和英国的一些医院对病人提供辐照灭菌的食品数周或几个月，可以为病人提供营养、卫生和美味的食物，没有发现不良反应。美国Fred Hutchinson癌症研究中一心在20世纪70年代中期对病人提供了几年的辐照灭菌食品，均表现出很好的效果。

     印度国立营养研究所(NIN)在20世纪70年代中期曾连续发表数篇研究报告，报道喂食经0.75kGy剂量辐照的小麦(辐照后20d内)12周后，能够增加营养不良的儿童、小鼠、大鼠和猴子骨髓中的细胞多倍体，并认为该现象与食用辐照小麦有关。但该实验报告在统计分析上存在明显的缺陷，在统计细胞多倍体时仅观察了100个细胞，而要得到具有统计意义的结果则需要观察几千个细胞。该报告发表后立即引起了世界范围内的关注。印度政府委托印度盂买原子研究中心(BARC)成立一个专家委员会，研究和评估印度国立营养研究所(NIN)的报告。该委员会经过实验和分析认为，NIN的实验结果不能说明食用辐照小麦与细胞多倍体增加之间的关系，并且经实验发现即使食用45kGy辐照的小麦的大鼠，在统计了3000个细胞时，没有观察到食用辐照小麦能使细胞多倍体增加的现象。与此同时，澳大利亚、加拿大、丹麦、法国、英国和美国的一些国立研究机构开展了辐照食品与细胞多倍体关系的研究，他们的研究结果认为印度国立营养研究所(NIN)的研究结果是完全无法接受的，不能说明辐照食品能够增加细胞多倍体。

     中国于1982年开始了以短期人体试验为主的辐照食品卫生安全性研究，共有29个研究所参加了这项工作。该项研究到1985年底共完成了8次短期的人体食用辐照食品实验，供试的辐照食品包括大米、马铃薯、蘑菇、花生、香肠等，所用的最高辐照剂量为8kGy(猪肉香肠)，辐照食品食用量为全饮食量的60％～66％，试验连续时间为7～15个星期，参加试验辐照食品的志愿者达439人次。经详细体检后的各项指标表明，食用辐照食品对人体未产生任何有害的影响，尤其证明了染色体没有明显改变，进一步否定了印度国立营养研究所(NIN)报道的人或动物食用辐照食品后可能引起多倍体增加这一说法。国际辐射应用委员会(CRA)于1986年8月发表了“多倍体：中国的研究结束了争论”的文章，肯定了中国关于辐照食品毒理学研究结果的作用和意义。

     辐照食品不是一种简单的化学物质，而是一个多成分的复杂系统，因此主要依靠动物饲喂实验研究辐照食品的毒理学。评价辐照食品毒理学安全的另一个方法就是食品辐射化学的研究，通过应用高灵敏度的分析技术鉴定出食品的辐射分解产物。只要辐射分解产物被鉴定出来并被测定，就可以对其毒理学作用进行评价。基于辐射化学研究取得的信息用来评价辐照食品毒理学安全性的方法，称为“化学准许(chemiclearance)”，是一种很有价值的评估辐照食品安全性的方法。

关于辐照降解产物的毒理学问题，大量研究表明辐照并未形成具有足够量的具有毒理作用的任何物质。美国麻省理工学院的Ari Beynjolfsson博士曾于1985年发表了一篇权威性评论，认为辐照加工与热加工相比辐解产物的量很少。各国的动物饲喂试验并未发现有任何有害的作用。美国陆军纳蒂克(Natick)实验室和其他各国著名实验室的分析结果，都证明辐射降解产物是无毒的，是食品主要成分的正常分解产物。即使在很高剂量辐照下产生的苯，也只有十亿分之几，与热加工相比大体上处于相同水平。

     动物喂养实验和化学准许方法在评估辐照食品的毒理学研究中互相支持，互为补充。动物喂养实验能够全面评估辐照食品的生物学、生理学和遗传学效应，而采用鉴定所形成的特定化合物以及测量每种化合物的数量的辐射化学方法非常灵敏。因此利用这些方法能够对辐照食品的毒理学进行有效的评价。综上所述，多年来通过大量的毒理试验，均未发现辐照食品对动物和人体有不良影响。适宜剂量照射的食品供人类食用是安全的。辐照农产品及其制品，在进行动物实验中均未发现有异常现象，就是发生一些变化，也都不至于产生危害和损伤，也没有观察到发生致癌、致畸、致突变以及遗传性的改变。

     FAO／WHO／IAEA联合专家委员会分别在1964年、1969年、1976年和1980年召开会议，评估辐照食品的毒理学和其他问题，认为食用辐照食品不会产生任何毒理学问题。世界卫生组织(WHO)的一个独立专家组，于1992年评估了1980年以来有关辐照食品安全性的材料和数据，进一步确认食用辐照食品的安全性。FAO／WHO／IAEA联合专家组1997年在瑞士日内瓦举行的会议上，专家组得出“从毒理学的角度考虑，高于10kGy的辐照剂量将不会导致对人体健康产生危害的食品成分的变化”。