60Coγ射线辐照对3种保健食品中维生素C,E含量的影响
LI WeiWei, WANG Feng, LUO Li, JI AiLing, CAO ZiPeng, SHI YongLiang, GAO ShuangBin
Department of Nutrition & Food Hygiene, School of Military Preventive Medicine，Fourth Military Medical University, Xian 710033, China
【Abstract】 AIM: To investigate the effects of 60Coγ ray irradiation on the contents of vitamin C and E in 3 health care products. METHODS: Three kinds of health care foods were irradiated by different dosages of 60Coγ ray for sterilization. The contents of vitamin C,E, total count of bacterium and coli groups were compared before and after irradiation. RESULTS: The contents of vitamin C and E did not have significant deviation when irradiated by 5 and 10 kGy γ ray(P>0.05). However, the contents changed significantly when irradiated by 15 and 20 kGy γ ray (P<0.05). The total count of bacterium and coli groups achieved the government standard after irradiated by 5 kGy γ ray and were sterilited by 10, 15 and 20 kGy. CONCLUSION: The γ ray below moderate dosage (5-10 kGy) does not have effect on the contents of vitamin C and E in healthcare food, but highdosage (15, 20 kGy) γ ray irradiation can significantly decrease the contents of vitamin C and E.
【Keywords】 food irradiation; ascorbic acid; vitamin E; dietary supplements; general bacterial population; coli group
【摘要】 目的： 研究60Coγ辐照灭菌对3种保健品中维生素C, E含量的影响. 方法： 对3种保健食品采用不同剂量的60Coγ射线辐照处理，并对辐照前后样品中维生素C, E含量和细菌总数以及大肠菌群进行测定. 结果： 在5~20 kGy剂量范围内，5, 10 kGy辐照前后维生素C, E含量变化均无显著性差异(P>0.05); 15 kGy辐照对保健产品中维生素C, E降低不明显；20 kGy辐照对保健食品中维生素C, E含量均显著降低(P<0.05). 经5 kGy辐照后细菌总数和大肠肝菌均可达到国家卫生标准，经10, 15, 20 kGy辐照后均可彻底杀灭细菌. 结论： 中小剂量(5, 10 kGy)辐照对保健食品中的维生素C, E无显著性影响，但高剂量(15, 20 kGy)辐照可使保健品中维生素C, E含量显著降低.
【关键词】 食品辐射；抗坏血酸；维生素E；营养保健品；细菌总数；大肠菌群
食品辐照技术是利用辐射源产生的γ射线以及加速器产生的高能电子束辐照农产品和食品，抑制发芽、推迟成熟、杀虫灭菌和改进品质的储藏保鲜和加工技术[1]. 现在许多保健食品也采用辐照灭菌. 但是我国目前尚无保健食品辐照灭菌标准，由于保健食品其独特的特点[2]，也无法参照现有的标准执行. 60Coγ辐照对保健食品内维生素有何种影响，相关的研究报道较少. 我们以市售的3种保健食品为研究对象，检测经过5～20kGy60Coγ辐照后，保健食品中维生素C(Vit C), E(Vit E)含量的变化及细菌总数和大肠菌群数，为保证其产品的有效成分和卫生质量提供实验依据.
1材料和方法
1.1材料21金维他10盒(购于陕西省医药大厦，生产批号国药准字H20003795，生产日期2005年4月1号)；婴幼儿奶粉3袋[购于西安人人乐超市，生产批号陇卫食字(2004)第373号，生产日期2005年3月5号]；升态口服液10瓶[购于西安人人乐超市，生产批号卫食健字(2003)第0443，生产日期2005年6月11号]. FA1004电子分析天平(上海恒平科学仪器有限公司)；754紫外可见分光光度计(日本岛津公司)；去离子水；实验所用试剂均为分析纯.
1.2方法
1.2.1照射剂量辐照分4组分装于30 cm×30 cm×10 cm的纸箱内，在第四军医大学辐照中心以5, 10, 15, 20 kGy剂量辐照，照射率分别为466.87, 939.24, 1616.04, 1894.66 cGy/min. 辐照后于(-80±4)℃冷冻箱中保存，辐照处理均在常温下进行. 试样分别做3份平行.
1.2.2维生素含量测定[3]
1.2.2.1Vit C测定按GB/T5009.862003采用2,4二硝基苯肼比色法. 将3种试样各称取4 g分别放入乳钵内，加入10 g/L草酸溶液磨成匀浆，倒入100 mL容量瓶内，用10 g/L草酸溶液稀释至刻度，混匀，过滤. 取25 mL滤液加2 g活性炭摇匀，过滤. 取10 mL此提取液加入20 g/L硫脲溶液10 mL，混匀，再取4 mL稀释液于试管内加20 g/L 2,4二硝基苯肼溶液1 mL，放入37℃热水浴中保温3 h，后取出置于冰水中向每一试管中加850 mL/L硫酸5 mL，将试管自冰水中取出，在室温中放置30 min后比色. 根据公式x=(c·V)/m·F·100/1000计算结果. 式中x： 试样中总Vit C含量，mg/100 g; c: 由标准曲线查得“试样氧化液”中总Vit C的浓度，mg/L; V: 试样用10 g/L草酸溶液定容的体积，mL; m: 试样质量，g; F: 试样氧化处理过程中的稀释倍数.
1.2.2.2Vit E测定按GB/T5009.822003采用分光光度法,将3种试样各称取3 g粉碎，过60目筛放入索氏抽提器中，加无水乙醇50 mL, Vit C 0.3 g，充入氮气，置水浴加热回流提取16～18 h，收集提取液用无水乙醇稀释至50 mL，吸取10 mL抽提液，充入氮气加1 mL饱和KOH溶液，皂化15 min后倒入盛有40 mL蒸馏水的分液漏斗中，加乙醚30 mL振摇抽提，分层后将下层水相再用20 mL乙醚抽提2次，合并乙醚提取液，用蒸馏水洗去碱液，用无水硫酸钠干燥，过滤，在二氧化碳气流下将溶剂乙醚蒸干，所得残渣加乙醇20 mL，在水浴上加热溶解，冷却，以乙醇稀释至25 mL. 取3 mL样品液，用乙醇稀释至3.5 mL. 加1, 10二氮杂菲、三氯化铁及磷酸溶液各0.5 mL，测定样品液光密度. 根据公式x=(c·V)/m·100/1000 计算结果. 式中x： 试样中Vit E含量，mg/100 g; c: 由标准曲线上查得试样中Vit E的含量，mg/L; m: 试样质量，g; 100以每百克试样计. V: 提取后定容之体积，mL.
1.2.3微生物分析[4]① 细菌菌落总数的测定: 按GB4789.22003采用平皿菌落计数法. ② 大肠菌群的测定: 按GB4789.32003采用乳糖胆盐发酵培养，参照大肠菌群最可能数(MPN)检索表计数. ③ 结果判定： 细菌指标依据《保健食品通用卫生要求》[5]进行判定.
统计学处理： 数据处理应用SPSS11.0软件进行方差分析，各辐照组与对照组之间使用Dunnettt检验以P<0.05显示统计的显著性.
2结果
2.1γ射线辐照对3种保健产品中Vit C的影响经5, 10 kGy辐照后，3种保健产品中Vit C含量基本不变(P>0.05)；15 kGy辐照后保健产品中Vit C含量降低不明显，无统计学意义；20 kGy辐照后保健产品中Vit C含量明显降低(P<0.05, 表1).表1辐照对3种保健产品中维生素C,E含量的影响
2.2不同剂量对3种保健产品辐照灭菌效果在5～20 kGy范围内，辐照后保健产品与辐照前相比细菌总数和大肠菌群存活数量大幅度下降，且随辐照剂量的增加而递减. 经5.0 kGy的辐照后含菌量已降低到国家保健食品通用卫生要求标准范围内(细菌数量≤1000个/g，大肠菌群数量≤90个/g)，10.0 KGy的辐照可基本达到彻底灭菌的效果(表2).
3讨论
辐照灭菌是利用电离辐射作用与微生物细胞内的DNA，使其分子键断裂，或产生自由基和过氧化物，破坏细胞代谢有关的酶，使微生物失去活性，从而具有广谱杀菌作用. 经过辐照后，对于一个微生物群体，微生物存活数与辐照剂量之间存在着相关性，辐照剂量越大，微生物存活量越小，随着辐照剂量的增加被辐照物趋于无菌[6-7]. 由于电离辐射穿透力强，可以对包装好的产品进行消毒灭菌，因此辐照灭菌是保健产品消毒灭菌的最佳方法. 表2不同剂量辐照对3种保健产品的灭菌效果辐照保藏食品技术与传统食品保藏技术相比较有很多的优点： ① 食品辐照可以杀菌、消毒,降低食品的病原体污染. ② 食品辐照通常又叫“冷巴氏杀菌”. 辐照处理的食品温度几乎不会升高 (<2℃),特别适用于用传统方法处理而失去风味、芳香性和商品价值的食品. 而且可以最大限度的延长货架期. ③ 辐照食品不会留下任何残留物,也无污染. 有助于促进国际贸易. ④ 射线穿透力强,杀虫、灭菌彻底. 对不适用于加热、熏蒸、湿煮的食品(谷物、果实、冻肉等)中深藏的害虫、寄生虫和微生物,起到化学药品和其它处理方式所不能及的作用. ⑤ 辐照食品应用类型广泛. 辐照可以杀死果蔬上的害虫,延缓瓜果的衰老,抑制根茎类蔬菜的发芽,减少腐烂和损失. 辐照还可以对一些食品包装材料和医用器械进行灭菌处理. ⑥ 辐照食品节约能源[1]. 据世界粮农组织、国际原子能机构和世界卫生组织(FAO/IAEA/WHO)专家委员会于1980年提出高于10kGy的食品辐照剂量不会产生毒理学危害，不会引起特殊的营养学问题的结论. 联合工作组的评估结果，在满足食品辐照工艺规范的条件下，高于10 kGy的辐照食品也是安全的[8-9].
我们的结果表明，3种保健产品达到国家保健食品通用卫生要求的辐照灭菌剂量为5.0 kGy(液态： 细菌总数≤1000,大肠菌群≤40;固体： 细菌总数≤30000, 大肠菌群≤1000). 经10.0 kGy剂量辐照后，3种保健产品中有效成分含量基本不变，表明灭菌剂量下(≤10 kGy)的60Coγ射线辐照不影响保健产品的有效成分含量. 而经15, 20 kGy剂量辐照后保健产品中营养素含量明显降低. 因此保健食品的辐照灭菌剂量应在10 kGy以下为宜. 它具有最大限度地保持食品的品质和减少风味的损失，较好地防止食品腐败变质，延长货架期，节约能源，降低成本，提高保健食品质量等优越性. 这种既可以有效地消除保健食品中的病菌和不良微生物，延长保健食品的保质期，又不会破坏保健食品原有质量的辐照技术，应当在保健食品加工领域中得到更为广泛的推广应用.
【参考文献】
[1] 汪勋清，哈益明，高美须. 食品辐照加工技术[M]. 北京： 化学工业出版社，2005:1.
[2] 杨月欣，王光亚，潘兴昌. 中国食物成分表[M]. 北京： 北京大学医学出版社，2002:52-53.
[3] 中国国家标准化管理委员会，中华人民共和国卫生部. 食品卫生检验方法，理化部分(一)[M]. 北京： 中国标准出版社，GB/T5009-2003.
[4] 中国国家标准化管理委员会，中华人民共和国卫生部. 食品卫生微生物学检验[M]. 北京： 中国标准出版社. 2004:7-18,101-106.
[5] 中华人民共和国卫生部. 保健食品通用卫生要求[M]. 北京： 卫法监发[1996]38号.
[6] 梁欣，海春旭，秦绪军，等. Vit.C, E对60Coγ线照射家兔血清和肝脏SOD和MDA影响[J]. 第四军医大学学报，2002,23(11):1019-1022.
[7] 梁欣，海春旭，秦绪军，等. Vit.C, E对60Coγ线照射家兔外周血的影响和剂量效应的关系[J].第四军医大学学报，2002,23(2):187-190.
[8] 孔保华，罗欣，彭增起. 肉制品工艺学[M]. 哈尔滨： 黑龙江科学技术出版社,1996:37-39.
[9] 李明刚. 食品辐照的发展与研究[J]. 食品科学,2000,21(4):23.
(第四军医大学军事预防医学系营养与食品卫生教研室，陕西 西安 710033)
编辑王睿·, 百拇医药(李玮玮，王枫，罗莉，季爱玲，曹子鹏，史永亮，高双斌)
Department of Nutrition & Food Hygiene, School of Military Preventive Medicine，Fourth Military Medical University, Xian 710033, China
【Abstract】 AIM: To investigate the effects of 60Coγ ray irradiation on the contents of vitamin C and E in 3 health care products. METHODS: Three kinds of health care foods were irradiated by different dosages of 60Coγ ray for sterilization. The contents of vitamin C,E, total count of bacterium and coli groups were compared before and after irradiation. RESULTS: The contents of vitamin C and E did not have significant deviation when irradiated by 5 and 10 kGy γ ray(P>0.05). However, the contents changed significantly when irradiated by 15 and 20 kGy γ ray (P<0.05). The total count of bacterium and coli groups achieved the government standard after irradiated by 5 kGy γ ray and were sterilited by 10, 15 and 20 kGy. CONCLUSION: The γ ray below moderate dosage (5-10 kGy) does not have effect on the contents of vitamin C and E in healthcare food, but highdosage (15, 20 kGy) γ ray irradiation can significantly decrease the contents of vitamin C and E.
【Keywords】 food irradiation; ascorbic acid; vitamin E; dietary supplements; general bacterial population; coli group
【摘要】 目的： 研究60Coγ辐照灭菌对3种保健品中维生素C, E含量的影响. 方法： 对3种保健食品采用不同剂量的60Coγ射线辐照处理，并对辐照前后样品中维生素C, E含量和细菌总数以及大肠菌群进行测定. 结果： 在5~20 kGy剂量范围内，5, 10 kGy辐照前后维生素C, E含量变化均无显著性差异(P>0.05); 15 kGy辐照对保健产品中维生素C, E降低不明显；20 kGy辐照对保健食品中维生素C, E含量均显著降低(P<0.05). 经5 kGy辐照后细菌总数和大肠肝菌均可达到国家卫生标准，经10, 15, 20 kGy辐照后均可彻底杀灭细菌. 结论： 中小剂量(5, 10 kGy)辐照对保健食品中的维生素C, E无显著性影响，但高剂量(15, 20 kGy)辐照可使保健品中维生素C, E含量显著降低.
【关键词】 食品辐射；抗坏血酸；维生素E；营养保健品；细菌总数；大肠菌群
食品辐照技术是利用辐射源产生的γ射线以及加速器产生的高能电子束辐照农产品和食品，抑制发芽、推迟成熟、杀虫灭菌和改进品质的储藏保鲜和加工技术[1]. 现在许多保健食品也采用辐照灭菌. 但是我国目前尚无保健食品辐照灭菌标准，由于保健食品其独特的特点[2]，也无法参照现有的标准执行. 60Coγ辐照对保健食品内维生素有何种影响，相关的研究报道较少. 我们以市售的3种保健食品为研究对象，检测经过5～20kGy60Coγ辐照后，保健食品中维生素C(Vit C), E(Vit E)含量的变化及细菌总数和大肠菌群数，为保证其产品的有效成分和卫生质量提供实验依据.
1材料和方法
1.1材料21金维他10盒(购于陕西省医药大厦，生产批号国药准字H20003795，生产日期2005年4月1号)；婴幼儿奶粉3袋[购于西安人人乐超市，生产批号陇卫食字(2004)第373号，生产日期2005年3月5号]；升态口服液10瓶[购于西安人人乐超市，生产批号卫食健字(2003)第0443，生产日期2005年6月11号]. FA1004电子分析天平(上海恒平科学仪器有限公司)；754紫外可见分光光度计(日本岛津公司)；去离子水；实验所用试剂均为分析纯.
1.2方法
1.2.1照射剂量辐照分4组分装于30 cm×30 cm×10 cm的纸箱内，在第四军医大学辐照中心以5, 10, 15, 20 kGy剂量辐照，照射率分别为466.87, 939.24, 1616.04, 1894.66 cGy/min. 辐照后于(-80±4)℃冷冻箱中保存，辐照处理均在常温下进行. 试样分别做3份平行.
1.2.2维生素含量测定[3]
1.2.2.1Vit C测定按GB/T5009.862003采用2,4二硝基苯肼比色法. 将3种试样各称取4 g分别放入乳钵内，加入10 g/L草酸溶液磨成匀浆，倒入100 mL容量瓶内，用10 g/L草酸溶液稀释至刻度，混匀，过滤. 取25 mL滤液加2 g活性炭摇匀，过滤. 取10 mL此提取液加入20 g/L硫脲溶液10 mL，混匀，再取4 mL稀释液于试管内加20 g/L 2,4二硝基苯肼溶液1 mL，放入37℃热水浴中保温3 h，后取出置于冰水中向每一试管中加850 mL/L硫酸5 mL，将试管自冰水中取出，在室温中放置30 min后比色. 根据公式x=(c·V)/m·F·100/1000计算结果. 式中x： 试样中总Vit C含量，mg/100 g; c: 由标准曲线查得“试样氧化液”中总Vit C的浓度，mg/L; V: 试样用10 g/L草酸溶液定容的体积，mL; m: 试样质量，g; F: 试样氧化处理过程中的稀释倍数.
1.2.2.2Vit E测定按GB/T5009.822003采用分光光度法,将3种试样各称取3 g粉碎，过60目筛放入索氏抽提器中，加无水乙醇50 mL, Vit C 0.3 g，充入氮气，置水浴加热回流提取16～18 h，收集提取液用无水乙醇稀释至50 mL，吸取10 mL抽提液，充入氮气加1 mL饱和KOH溶液，皂化15 min后倒入盛有40 mL蒸馏水的分液漏斗中，加乙醚30 mL振摇抽提，分层后将下层水相再用20 mL乙醚抽提2次，合并乙醚提取液，用蒸馏水洗去碱液，用无水硫酸钠干燥，过滤，在二氧化碳气流下将溶剂乙醚蒸干，所得残渣加乙醇20 mL，在水浴上加热溶解，冷却，以乙醇稀释至25 mL. 取3 mL样品液，用乙醇稀释至3.5 mL. 加1, 10二氮杂菲、三氯化铁及磷酸溶液各0.5 mL，测定样品液光密度. 根据公式x=(c·V)/m·100/1000 计算结果. 式中x： 试样中Vit E含量，mg/100 g; c: 由标准曲线上查得试样中Vit E的含量，mg/L; m: 试样质量，g; 100以每百克试样计. V: 提取后定容之体积，mL.
1.2.3微生物分析[4]① 细菌菌落总数的测定: 按GB4789.22003采用平皿菌落计数法. ② 大肠菌群的测定: 按GB4789.32003采用乳糖胆盐发酵培养，参照大肠菌群最可能数(MPN)检索表计数. ③ 结果判定： 细菌指标依据《保健食品通用卫生要求》[5]进行判定.
统计学处理： 数据处理应用SPSS11.0软件进行方差分析，各辐照组与对照组之间使用Dunnettt检验以P<0.05显示统计的显著性.
2结果
2.1γ射线辐照对3种保健产品中Vit C的影响经5, 10 kGy辐照后，3种保健产品中Vit C含量基本不变(P>0.05)；15 kGy辐照后保健产品中Vit C含量降低不明显，无统计学意义；20 kGy辐照后保健产品中Vit C含量明显降低(P<0.05, 表1).表1辐照对3种保健产品中维生素C,E含量的影响
2.2不同剂量对3种保健产品辐照灭菌效果在5～20 kGy范围内，辐照后保健产品与辐照前相比细菌总数和大肠菌群存活数量大幅度下降，且随辐照剂量的增加而递减. 经5.0 kGy的辐照后含菌量已降低到国家保健食品通用卫生要求标准范围内(细菌数量≤1000个/g，大肠菌群数量≤90个/g)，10.0 KGy的辐照可基本达到彻底灭菌的效果(表2).
3讨论
辐照灭菌是利用电离辐射作用与微生物细胞内的DNA，使其分子键断裂，或产生自由基和过氧化物，破坏细胞代谢有关的酶，使微生物失去活性，从而具有广谱杀菌作用. 经过辐照后，对于一个微生物群体，微生物存活数与辐照剂量之间存在着相关性，辐照剂量越大，微生物存活量越小，随着辐照剂量的增加被辐照物趋于无菌[6-7]. 由于电离辐射穿透力强，可以对包装好的产品进行消毒灭菌，因此辐照灭菌是保健产品消毒灭菌的最佳方法. 表2不同剂量辐照对3种保健产品的灭菌效果辐照保藏食品技术与传统食品保藏技术相比较有很多的优点： ① 食品辐照可以杀菌、消毒,降低食品的病原体污染. ② 食品辐照通常又叫“冷巴氏杀菌”. 辐照处理的食品温度几乎不会升高 (<2℃),特别适用于用传统方法处理而失去风味、芳香性和商品价值的食品. 而且可以最大限度的延长货架期. ③ 辐照食品不会留下任何残留物,也无污染. 有助于促进国际贸易. ④ 射线穿透力强,杀虫、灭菌彻底. 对不适用于加热、熏蒸、湿煮的食品(谷物、果实、冻肉等)中深藏的害虫、寄生虫和微生物,起到化学药品和其它处理方式所不能及的作用. ⑤ 辐照食品应用类型广泛. 辐照可以杀死果蔬上的害虫,延缓瓜果的衰老,抑制根茎类蔬菜的发芽,减少腐烂和损失. 辐照还可以对一些食品包装材料和医用器械进行灭菌处理. ⑥ 辐照食品节约能源[1]. 据世界粮农组织、国际原子能机构和世界卫生组织(FAO/IAEA/WHO)专家委员会于1980年提出高于10kGy的食品辐照剂量不会产生毒理学危害，不会引起特殊的营养学问题的结论. 联合工作组的评估结果，在满足食品辐照工艺规范的条件下，高于10 kGy的辐照食品也是安全的[8-9].
我们的结果表明，3种保健产品达到国家保健食品通用卫生要求的辐照灭菌剂量为5.0 kGy(液态： 细菌总数≤1000,大肠菌群≤40;固体： 细菌总数≤30000, 大肠菌群≤1000). 经10.0 kGy剂量辐照后，3种保健产品中有效成分含量基本不变，表明灭菌剂量下(≤10 kGy)的60Coγ射线辐照不影响保健产品的有效成分含量. 而经15, 20 kGy剂量辐照后保健产品中营养素含量明显降低. 因此保健食品的辐照灭菌剂量应在10 kGy以下为宜. 它具有最大限度地保持食品的品质和减少风味的损失，较好地防止食品腐败变质，延长货架期，节约能源，降低成本，提高保健食品质量等优越性. 这种既可以有效地消除保健食品中的病菌和不良微生物，延长保健食品的保质期，又不会破坏保健食品原有质量的辐照技术，应当在保健食品加工领域中得到更为广泛的推广应用.
【参考文献】
[1] 汪勋清，哈益明，高美须. 食品辐照加工技术[M]. 北京： 化学工业出版社，2005:1.
[2] 杨月欣，王光亚，潘兴昌. 中国食物成分表[M]. 北京： 北京大学医学出版社，2002:52-53.
[3] 中国国家标准化管理委员会，中华人民共和国卫生部. 食品卫生检验方法，理化部分(一)[M]. 北京： 中国标准出版社，GB/T5009-2003.
[4] 中国国家标准化管理委员会，中华人民共和国卫生部. 食品卫生微生物学检验[M]. 北京： 中国标准出版社. 2004:7-18,101-106.
[5] 中华人民共和国卫生部. 保健食品通用卫生要求[M]. 北京： 卫法监发[1996]38号.
[6] 梁欣，海春旭，秦绪军，等. Vit.C, E对60Coγ线照射家兔血清和肝脏SOD和MDA影响[J]. 第四军医大学学报，2002,23(11):1019-1022.
[7] 梁欣，海春旭，秦绪军，等. Vit.C, E对60Coγ线照射家兔外周血的影响和剂量效应的关系[J].第四军医大学学报，2002,23(2):187-190.
[8] 孔保华，罗欣，彭增起. 肉制品工艺学[M]. 哈尔滨： 黑龙江科学技术出版社,1996:37-39.
[9] 李明刚. 食品辐照的发展与研究[J]. 食品科学,2000,21(4):23.
(第四军医大学军事预防医学系营养与食品卫生教研室，陕西 西安 710033)
编辑王睿·, 百拇医药(李玮玮，王枫，罗莉，季爱玲，曹子鹏，史永亮，高双斌)