辐照灭菌分析检测技术及过程质量控制

黄鉴辉

摘要：作为一种店里辐射加工技术，辐照技术在食品、医疗器械灭菌的应用越来越广泛，且逐渐形成了规范的检测标准，为食品、医疗器械行业的发展提供了强大的技术支持。本文阐述了物理方法、化学方法、DNA方法以及生物方法，以及辐照食品、医疗器械灭菌的过程质量控制方法，望对业界人士提供良好的参考。

关键词：辐照；灭菌；分析检测技术；质量控制；

前言：在食品生产辐照技术的应用主要是用来细菌、杀虫和抑制植物发芽，并呈现出了突出优势，延长了食品货架寿命，并为众多的国家和企业所认可，得到了广泛的应用和普及。在医疗器械行业，高剂量辐照技术可以安全有效地杀灭细菌，确保医疗器械的安全。

1物理辐照方法

辐照技术中的物力检测方法主要用于辐照后观察食品中电子和自由基的动态变化情况，并针对电子和自由基在样品的吸收进行检测，获得相应的数据结果，更好的指导其食品的安全生产。

1.1电子自旋共振

电子自旋共振也称电子顺磁共振（ElectronSpinResonance，ESR），其原理基于量子理论，检测无机和有机配合物过渡金属离子中的所产生的辐射自由基顺磁性的活性位点。在检验含有结晶糖、纤维素等食品，经常用标准的ESR检测方法来进行检测，并获得了良好的效果。早在1950年代，因为其食品中的自由基稳定且水分含量少，辐照引发的骨中自由基就经常应用ESR方法。通过众多的学者研究表明，将骨磨碎之后，经过ESR检测，检测峰信号强且峰宽，检测结果要强于未磨碎之前的检测。因为高水分含量的食物在辐照过程中其所含的自由基稳定性较差，所以一般ESR法不用于高水分含量的食物的检测。

1.2发光技术

发光技术的原理众所周知，物体在接受放射性物质照射的情况下会发光，因而发光现象已经被广泛应用于辐照食品的检测。

热释光（ThermoLuminescence，TL）和化学发光（ChemoLuminescence，CL）辐照固体发光是食品辐照技术中常用的技术，并获得了良好的效果。蔬菜、谷类、块茎、草药等食品都可以用热释光技术来进行检测。但是其成本高且影响因素较多且不确定，有待进一步的研究。化学发光分析在食品行业中，用于奶粉和香料的检测，具有广阔的市场前景，获得了食品加工行业的广大关注。

2化学辐照方法

2.1脂质的变化

在辐照条件下，食品中的脂质由甘油三酯（TG）组成，经过辐照之后，α、β的位置会发生变化，进一步生成烷基多烯。在辐照作用下，会产生内酯、酮、烷烃等还有其他低分子物质。通过调整辐照的温度和辐照剂量来检测脂肪酸的组成。

2.2邻位酪氨酸

芳香族氨基酸存在多数食品中的蛋白质，用色谱法来对辐照作用下羟基自由基和芳香族氨基酸产生的间位酪氨酸和邻位酪氨酸进行详细的检测，来最终确定该食品是否经过辐照。经过众多学者的研究，针对食品中的邻位酪氨酸进行液相色谱－串联质谱的技术来进行测量，经过数据的收集和分析发现，对样品进行2.0kGy辐照后，历经半年时间的零下20摄氏度的保存，仍然可以检测出邻位酪氨酸成分，且含量较高。邻位酪氨酸检测方法因为具有突出的优势，所以在食品生产的众多企业中获得了良好的推广和普及，为其提供了良好的技术支持，比如实用性较强、灵敏度高，且其检测过程较为简便和准确的检测结果。但是其有一个弊端，就是不能用于区分自然产生和辐照产生的邻位酪氨酸，所以在食品行业的检测中还要继续进行优化。

还有其他的化学方法都可以用于辐照食品的检测，比如免疫印迹法在多肽和蛋白质中的检测，都取得了良好的效果。

3DNA方法

3.1DNA彗星分析法

在辐照条件下，DNA是电离辐射的主要靶细胞，生物的DNA损伤会引起其失去活性并严重抑制了其生长以及其他方面的深远影响。所以，为了电离治疗的良好发展，通过强化对DNA损伤的研究力度来尽快实现。基本伤害、单键断裂以及双键断裂是DNA经过辐照之后发生的主要变化，经过深入研究发现，引发其变化的根本性原因是自由基的产生，可以采取不同的技术收单来进行检测。比如琼脂糖凝胶电泳方法来进行具体的分析DNA。在阳极方向，辐照样品会在呈现明显的拖尾现象，而没有经过辐照的样品就会产生不明显拖尾甚至是不拖尾现象。在亚麻籽、葡萄、大豆、草莓等众多食品的检验中，DNA彗星分析法得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。

3.2线粒体DNA琼脂糖凝胶电泳

在辐照过程中，DNA受到DNA酶作用的影响，导致DNA链的断裂到底是因为酶促反应还是辐照引起的。辐照不会对线粒体DNA酶产生保护作用，但是线粒体膜会起到相应的保护作用。辐照环境下，琼脂糖凝胶电泳方法用来分离线性DNA变成环状和超螺旋形式转变两种形式。

3.3免疫学检测修饰的DNA

在DNA分子中，腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶是其存在的碱基。DNA样本经过辐照，水分和部分胸腺嘧啶就会发生反应，进一步产生二氢脱氧胸腺嘧啶（DiHT），该物质是DNA辐照标志物。采用核磁共振波谱和薄层色谱来进行对半抗原DiHT－COOH的检测。采用活化酯法和混合酸酐法偶联载体蛋白BSA和OVA进行与半抗原，制备二氢脱氧胸腺嘧啶的人工抗原和包被原，通过紫外扫描和SDS－PAGE凝胶电泳方法对其进行鉴定，偶联比分别为9．8∶1和12∶1。人工抗原偶联成功后免疫BALB/c小鼠制备多抗血清，间接非竞争ELISA方法检测效价达1∶2．56×104，表明人工抗原合成成功。且成功获得了高效价，特异性较好的多抗血清，为进一步研制ELISA检测辐照食品试剂盒提供了基础资料。

3.4其他DNA方法

流式细胞仪和脉冲凝胶电泳、过滤洗脱对于破碎的DNA也能进行分析。检测辐照的洋葱，我们采用了流式细胞仪（FCM），辐照后的洋葱样品变异系数达到了4%～78%，而非辐照样品的G0/G1的变异系数为2.39%，区分非辐照和辐照洋葱样品的工作可以通过借助FCM对DNA指数测定来实现。

4生物方法

4.1微生物数量的改变

因为在多种食品中，因为蔬菜和水果中的革兰氏阴性菌对于感知辐照具有敏感性，并会产生生物数量改变的现象，所以经常用微生物数量的改变作为判断食品是否经过了辐照处理。

4.2鲎试验法检测革兰氏阴性菌（LAL/GNB）

鲎试验法对于检测辐照后细菌数目具有良好的效果，可以测定食品样品表明的脂多糖（LPS）含量和革兰氏阴性菌的数目进行检测。但是针对在细菌毒素的影响下所导致的细菌数目减少的检测效果较差。通过检测LPS的含量，就可以推测活性或者死亡的革兰氏阴性菌的含量。当脂多糖和革兰氏阴性菌两者之间的数目存在数量差异巨大，就可以断定，该样品在很大程度上接受了辐照处理。

4.3直接荧光过滤技术/平板计数法（DEFT/APC）

判定食品是否经过辐照处理就可以结合平板计数法APC和直接荧光过滤技术DEFT，通过数据的对比来进行结果的预测。在辐照条件下，总菌落数（包括

无活性的细胞EN13783：2001）由DEPT检测出来，活菌数由APC检测出来。在样品进行5～10kGy的辐照强度的前提下，通过APC和DEPT的对比，两种检测结果可呈现3～4个对数单位的差异。但是因为DEFT、APC受到了众多因素的影响，导致了其应用范围受到限制。

5辐照食品、医疗器械过程质量控制

辐照食品及医疗器械灭菌需要保证产品的密闭包装不受外界环境细菌污染。辐射加工的过程质量，主要通过受照射的剂量实现。对产品进行前期试验，对细菌进行检测和计量验证，确定常规辐照灭菌剂量。在日常加工中，按照设定的辐射剂量对其进行加工。

辐照加工企业，应建立ISO9001质量管理体系，建立风险意识，对于服务对象涉及医疗器械灭菌的企业，应建立并运行ISO13485及ISO11137管理体系，通过管理体系的正确运行，确保提供的辐射灭菌过程质量。

结束语：

综上所述，我国的辐照食品、医疗器械的检测技术已经获得了巨大的进步，随着科技的发展，对产品的灭菌不断提出了新的技术要求，我们就要针对这一情况，不断进行完善和创新，通过剂量设定、管理体系的运行等为辐照食品、医疗器械灭菌提供最领先的技术支持，推动辐照行业的快速发展。

参考文献：

[1]哈益明，周洪杰.辐照食品分析检测技术的研究进展[J].食品科学，2005（06）：260-265.

[2]朱珍，王宁，李振兴.辐照食品检测技术的研究进展[J].中国渔业质量与标准，2015，5（02）：56-64.

[3]冯敏，刘春泉，朱佳廷.辐照食品鉴定方法研究进展及展望[J].江苏农业科学，2007（06）：271-275.

[4]程静，卢业举，赵成仕，蒋俊树.辐照食品分析检测技术进展[J].中国标准化，2008（11）：6-8+14.

[5]赵良娟，张海滨，曲鹏，张宏伟，张霞，赵宏，高旗利，郑文杰.辐照食品检测标准及检测方法研究进展[J].食品研究与开发，2012，33（09）：208-213.

[6]周鑫瑶．基于ESＲ技术建立农产品辐照检测方法的研究[D]．杭州：浙江大学，2013．

[7]汪昌保，赵永富，哈益明，等．ESR法在五种植物类辐照食品检测中应用[J]．核农学报，2013，27（5）：613－618．