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、腐敗微生物和病原菌，延長貨架期。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，可能對所處理的食品帶來一定的生物、化學(xué)和物理變化。這些變化有無潛在的毒性和是否符合食品營養(yǎng)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，是否涉及到對健康的未知危害，直接關(guān)系到消費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養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)與毒理學(xué)的衛(wèi)生安全性和有無感生放射性的問題?，F(xiàn)就輻照食品的衛(wèi)生安全性問題分述如下。
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養(yǎng)價值，并且在毒理學(xué)和微生物學(xué)上對人類的消費都是安全的。嚴(yán)格說來，沒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)險極小，并且能被有利的效益所平衡。從另一角度來講，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，各國科學(xué)家在食品的輻射化學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)與毒理學(xué)方面進行了大量細致的研究，積累了很多數(shù)據(jù)。在早期的輻照食品衛(wèi)生評價工作中，通常對每一種輻照食品分門別類地進行評估。隨著食品輻射化學(xué)研究的不斷發(fā)展，越來越多的證據(jù)表明，盡管特定的輻射效應(yīng)可能與具體的食品相關(guān)，但成分類似的食品對輻射具有共同的、絕大部分是非特異的反應(yīng)。因此，現(xiàn)在認為已沒有必要分門別類地評估每一種食品的衛(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。所以在評價輻照食品的衛(wèi)生性時，可從一個劑量外推至另一個劑量。食品在大于實際使用的劑量下進行輻照的衛(wèi)生性試驗是不可取的，因為過量的輻射有可能改變食品的感官接受性，使食品不適合人類消費，也會在動物喂養(yǎng)試驗中造成困難。
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 | 30 |
在動物喂養(yǎng)實驗中所用的方法就是將輻照食品投放給試驗動物，觀察動物的生物學(xué)反應(yīng)和行為。在使用標(biāo)準(zhǔn)毒理學(xué)和藥理學(xué)程序評價輻照食品的衛(wèi)生性時，一個難點是不可能按超過正常攝取的規(guī)定食物水平喂養(yǎng)實驗動物，以達到評價一種單一物質(zhì)所必需的程度。食品喂養(yǎng)的最大量僅能控制在實驗動物能忍受的水平，并且不引起營養(yǎng)問題或改變生物學(xué)反應(yīng)。
多代和長期喂養(yǎng)實驗需要大量的動物，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、毒性小而難以檢測出微小的損傷，所以人們尋找更好的、時問更短的評價方法?，F(xiàn)已發(fā)展了幾種可行方法，尤其是用于預(yù)測致癌和致突變的方法。致癌和致突變試驗結(jié)果解釋的有效性和相關(guān)性一直受到關(guān)注。所有的動物喂養(yǎng)試驗都有從實驗室動物種屬向人類外推的含義，但這種外推由于某些試驗采用體外(in vitro)程序或非哺乳動物種屬而引起更大的關(guān)注。盡管存在這些問題，各種實驗結(jié)果的積累被認為對衛(wèi)生評價仍然是有幫助的。
輻照食品的衛(wèi)生評價涉及一般毒理學(xué)、畸胎學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、感生放射性、致癌、致突變、微生物學(xué)、包裝等方面。評估方法包括化學(xué)、物理學(xué)方法、動物研究或適當(dāng)?shù)奈⑸餃y定。
二、輻照食品的毒理學(xué)評估
輻照食品的安全性從食品輻照技術(shù)的開始就成為人們關(guān)注的問題。人們采用動物喂養(yǎng)實驗，研究輻照食品對動物生長、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，以評估輻照食品對動物的生物學(xué)、營養(yǎng)學(xué)和遺傳學(xué)效應(yīng)。飼喂試驗動物一定數(shù)量的輻照農(nóng)產(chǎn)品或其制品，并經(jīng)過幾代時間，若沒有發(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)測人類消費時安全評價的有力依據(jù)。根據(jù)動物喂養(yǎng)研究取得的數(shù)據(jù)來推斷輻照食品對人類消費的安全性，是評價輻照食品的毒理學(xué)效應(yīng)的一種常用方法。一些國家還進行了輻照食品的人體食用實驗。國內(nèi)外科學(xué)家通過大量長期與短期動物飼喂試驗，觀察臨床癥狀、血液學(xué)、病理學(xué)、繁殖及致畸等指標(biāo)，沒有發(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)以及免疫缺陷的動物長期食用輻照的農(nóng)產(chǎn)品及其制品，也未發(fā)現(xiàn)有任何病理變化。動物喂養(yǎng)試驗和部分人體食用實驗的結(jié)果均未顯示出人類消費輻照食品在劑量達到10kGy時會出現(xiàn)任何健康危害。
早在1926年德國就進行了輻照食品的動物飼喂實驗。自從20世紀(jì)40年代以來，世界上許多國家進行了輻照食品的動物飼喂實驗。在動物飼喂實驗中，美國Raltech實驗室進行了長期的實驗并得出了在統(tǒng)計學(xué)上有說服力的結(jié)果。該實驗室研究了60Co產(chǎn)生的γ射線和機械源產(chǎn)生的電子束輻照雞肉的毒理學(xué)，實驗的劑量最高時達到58kGy，研究內(nèi)容為輻照食品對小鼠和狗的喂養(yǎng)實驗的畸形學(xué)和致突性實驗，共計使用了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)果認為高劑量輻照的雞肉對小鼠和狗沒有引起任何的副作用，并在20世紀(jì)80年代中期由美國食品和藥物管理局(FDA)公布了這一研究成果。
在過去40多年中，許多國家還對輻照食品的大鼠、小鼠和其他動物的喂養(yǎng)實驗進行了廣泛的研究，結(jié)果表明輻照食品對實驗動物不構(gòu)成任何危害。奧地利、澳大利亞、加拿大、法國、德國、日本、瑞典、英國和美國的食品和藥物及相關(guān)研究機構(gòu)進行了25～50kGy的輻照食品喂養(yǎng)實驗動物實驗，沒有發(fā)現(xiàn)輻照食品對實驗動物有致畸、致突變和致癌作用。20世紀(jì)70年代，中國國家科學(xué)技術(shù)委員會組織開展了全國范圍的輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品動物毒理試驗研究項目，在此期問完成了慢性毒性試驗、多代繁殖試驗、致畸試驗和誘變試驗等。實驗選用大鼠和狗兩個不同屬的動物，檢測多種輻照農(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，體重增長持續(xù)上升；各代動物受孕、活產(chǎn)率、哺乳存活率及平均產(chǎn)仔數(shù)與對照組無顯著差異；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，病理變化無顯著的分布差異；攝食輻照食物與畸胎無關(guān)，無顯著致死性、致突變作用，也不會引起微核異常改變。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，屬實際無毒食物類范圍；小鼠微核試驗陰性，小鼠精子畸變試驗陰性，微粒酶系統(tǒng)(Ames)試驗呈陰性。
食品輻照化學(xué)及各種動物的毒理學(xué)研究結(jié)果均證明了輻照食品的衛(wèi)生安全性。在動物實驗的基礎(chǔ)上，一些國家進行了輻照食品的人體食用實驗。美國陸軍納蒂克(Natick)實驗室1955～1959年間除進行一些小動物試驗外，還進行了短期人體食用實驗，由志愿者對54種輻照食品，其中包括肉類11種、魚類5種、水果9種、蔬菜14種、谷物制品9種及其他6種食品分別進行了人的食用試驗。膳食中輻射食品的總熱量卡數(shù)為32％~100％。受試者經(jīng)過全面的醫(yī)學(xué)檢查，包括臨床檢查以及各種生理檢查，結(jié)果無一例出現(xiàn)毒性反應(yīng)。中國在20世紀(jì)60年代末進行了食用輻照馬鈴薯的人體試食實驗，檢測指標(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驗組與食用未輻照馬鈴薯的對照組之問沒有顯著差異。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)得到說明。對手一些嚴(yán)重病人，例如一些化療和器官移植的病人，對細菌和病毒感染非常敏感，需要提供完全滅菌的食品。美國和英國的一些醫(yī)院對病人提供輻照滅菌的食品數(shù)周或幾個月，可以為病人提供營養(yǎng)、衛(wèi)生和美味的食物，沒有發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)。美國Fred Hutchinson癌癥研究中一心在20世紀(jì)70年代中期對病人提供了幾年的輻照滅菌食品，均表現(xiàn)出很好的效果。
印度國立營養(yǎng)研究所(NIN)在20世紀(jì)70年代中期曾連續(xù)發(fā)表數(shù)篇研究報告，報道喂食經(jīng)0.75kGy劑量輻照的小麥(輻照后20d內(nèi))12周后，能夠增加營養(yǎng)不良的兒童、小鼠、大鼠和猴子骨髓中的細胞多倍體，并認為該現(xiàn)象與食用輻照小麥有關(guān)。但該實驗報告在統(tǒng)計分析上存在明顯的缺陷，在統(tǒng)計細胞多倍體時僅觀察了100個細胞，而要得到具有統(tǒng)計意義的結(jié)果則需要觀察幾千個細胞。該報告發(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原子研究中心(BARC)成立一個專家委員會，研究和評估印度國立營養(yǎng)研究所(NIN)的報告。該委員會經(jīng)過實驗和分析認為，NIN的實驗結(jié)果不能說明食用輻照小麥與細胞多倍體增加之間的關(guān)系，并且經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)即使食用45kGy輻照的小麥的大鼠，在統(tǒng)計了3000個細胞時，沒有觀察到食用輻照小麥能使細胞多倍體增加的現(xiàn)象。與此同時，澳大利亞、加拿大、丹麥、法國、英國和美國的一些國立研究機構(gòu)開展了輻照食品與細胞多倍體關(guān)系的研究，他們的研究結(jié)果認為印度國立營養(yǎng)研究所(NIN)的研究結(jié)果是完全無法接受的，不能說明輻照食品能夠增加細胞多倍體。
中國于1982年開始了以短期人體試驗為主的輻照食品衛(wèi)生安全性研究，共有29個研究所參加了這項工作。該項研究到1985年底共完成了8次短期的人體食用輻照食品實驗，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％，試驗連續(xù)時間為7～15個星期，參加試驗輻照食品的志愿者達439人次。經(jīng)詳細體檢后的各項指標(biāo)表明，食用輻照食品對人體未產(chǎn)生任何有害的影響，尤其證明了染色體沒有明顯改變，進一步否定了印度國立營養(yǎng)研究所(NIN)報道的人或動物食用輻照食品后可能引起多倍體增加這一說法。國際輻射應(yīng)用委員會(CRA)于1986年8月發(fā)表了“多倍體：中國的研究結(jié)束了爭論”的文章，肯定了中國關(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單的化學(xué)物質(zhì)，而是一個多成分的復(fù)雜系統(tǒng)，因此主要依靠動物飼喂實驗研究輻照食品的毒理學(xué)。評價輻照食品毒理學(xué)安全的另一個方法就是食品輻射化學(xué)的研究，通過應(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)物被鑒定出來并被測定，就可以對其毒理學(xué)作用進行評價?；谳椛浠瘜W(xué)研究取得的信息用來評價輻照食品毒理學(xué)安全性的方法，稱為“化學(xué)準(zhǔn)許(chemiclearance)”，是一種很有價值的評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)威性評論，認為輻照加工與熱加工相比輻解產(chǎn)物的量很少。各國的動物飼喂試驗并未發(fā)現(xiàn)有任何有害的作用。美國陸軍納蒂克(Natick)實驗室和其他各國著名實驗室的分析結(jié)果，都證明輻射降解產(chǎn)物是無毒的，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。
動物喂養(yǎng)實驗和化學(xué)準(zhǔn)許方法在評估輻照食品的毒理學(xué)研究中互相支持，互為補充。動物喂養(yǎng)實驗?zāi)軌蛉嬖u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)進行有效的評價。綜上所述，多年來通過大量的毒理試驗，均未發(fā)現(xiàn)輻照食品對動物和人體有不良影響。適宜劑量照射的食品供人類食用是安全的。輻照農(nóng)產(chǎn)品及其制品，在進行動物實驗中均未發(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)合專家委員會分別在1964年、1969年、1976年和1980年召開會議，評估輻照食品的毒理學(xué)和其他問題，認為食用輻照食品不會產(chǎn)生任何毒理學(xué)問題。世界衛(wèi)生組織(WHO)的一個獨立專家組，于1992年評估了1980年以來有關(guān)輻照食品安全性的材料和數(shù)據(jù)，進一步確認食用輻照食品的安全性。FAO／WHO／IAEA聯(lián)合專家組1997年在瑞士日內(nèi)瓦舉行的會議上，專家組得出“從毒理學(xué)的角度考慮，高于10kGy的輻照劑量將不會導(dǎo)致對人體健康產(chǎn)生危害的食品成分的變化”。