1956年4月:用原子辐射保存您的肉类和农产品

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本文最初发表于 《大众科学》 1956年4月刊。您可以通过此链接探索我们140年的档案库。

“在你做的汉堡变质前,把它放回冰箱,”我妻子建议。“你在做什么,做白日梦?”

她说得对。在了解了所谓的辐射灭菌法之后,我开始不自觉地活在一个我们可能很快就会共同生活的世界里。在这个世界里,肉类不再一天或一周就变质,面包不会发霉,新鲜的水果和蔬菜也能保持新鲜。

他们告诉我,这就是原子能带来的未来。你拿一块猪排或一束芦笋,让它暴露在原子辐射下几分钟或几秒钟。辐射可以是来自反应堆乏燃料棒的伽马射线,也可以是来自高压机器的电子束。射线会杀死细菌、霉菌以及所有导致食物腐败的生命体。所以,我告诉妻子,你的猪排和芦笋就不会变质了。

“嘿,听起来很方便,”她说。“我就可以提前几周购买新鲜的肉类和蔬菜,不用担心它们会坏掉。”

“露营也很方便,”我补充说。“带上牛排和鸡肉,可以吃上一两周,就不需要六个冰柜了。”

“这是真的会发生,还是仅仅是某人的异想天开?”

“山姆大叔正押注1000万美元或更多,相信这件事可以做到。国防部目前每年投入约112.5万美元来支持这个想法。”

“这和国防有什么关系?”

“假设发生战争,比如朝鲜战争,士兵们就要进驻。过去,他们要靠罐头食品度过几个月,直到冷藏船赶到,并把移动冰箱拖上岸。这样他们就能吃到新鲜的食物,无论他们去哪里。

“海军支持辐照食品,因为它将实际提高军舰的续航能力。航母和巡洋舰不必经常停下来补充易腐食品。对于那些本来航程几乎无限的原子动力舰艇来说,这一点尤其重要。

“军队每年购买近20亿美元的易腐食品,其中仅新鲜肉类就达27.5亿磅。他们估计,仅仅维持一名士兵的食品冷藏成本每年就达40美元。如果辐照食品能节省其中四分之一,每年就能为200万军队节省2000万美元的伙食费。所以,总的来说,这看起来是一种强大的新原子武器。”

“但这会像原子弹一样成为军事机密吗?”

“不,先生。关于这种辐照食品的一切都是绝对公开的。所有包装商、罐头商以及所有生产我们食品的人,都会被鼓励使用他们正在研发的工艺。”

“‘他们’到底是谁?”

“这个想法是由芝加哥的陆军军需官团食品和包装研究所开发的。与他们合作的是美国顶尖的科研人才——大约40个来自大学、基金会和私营企业的科研团队,以及原子能委员会等关键政府机构。”

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以下是他们迄今为止取得的成就和成功之处的亮点。

作为证据A,你可以通过彩色照片亲眼看到一些食物辐照试验的结果。五种不同的食物在接受了所示剂量的辐射后,在室温下保存了数周或数月,没有明显变质。辐照马铃薯以防止其在储存过程中发芽,是该工艺的另一项创新。

这些照片并不意味着所有这些辐照食品都能通过餐桌测试。

用辐射进行的“冷灭菌”与传统的罐头食品加工(将食物在240华氏度下加热一小时或更长时间)形成对比。消除这种破坏性的热灭菌应该有助于保存新鲜食物的风味和质地。然而,大量辐射本身也会影响某些食物的风味。

那种能让“易腐食品”在冰箱外长时间保存的“奇观”,需要完全灭菌——杀死食物中的每一个微生物。这需要高达几百万伦琴的辐射。考虑到400到500伦琴就能杀死一个普通人,你可以想象这些微生物有多么顽强。

研究人员发现,许多食物的风味即使在高达两百万伦琴的照射下也能很好地保持。在这些最有希望进行辐照的食品清单中,有培根、鸡肉、猪肉、牛肝、鳕鱼饼、青豆、西兰花、芦笋、胡萝卜、华夫饼;还有其他几种。

其他“对辐射敏感”的食物则无法承受如此高的辐射剂量。牛奶就是一个糟糕的例子,它会产生烧焦的味道。“异味”或异味也会使奶酪、香肠以及橙汁和柠檬汁不适合完全灭菌。

在这两者之间,有一组令人着迷的食品,它们几乎能达到标准——包括牛排、羊排、玉米、豌豆、面包。强烈的辐射只会稍微损害其风味、气味、颜色或质地。目前,实验人员正试图改进这些“中间”食品,并正在跟进一些有前景的想法:例如先冷冻食品,在辐照过程中排除氧气,或者添加各种防腐剂。

无论他们最终是否能完全灭菌牛排,他们都能看到一些即使达不到完全灭菌水平的早期且有趣的可能性。

将肉类、鱼类和蔬菜进行“巴氏杀菌”剂量(50,000至1,000,000伦琴)的辐射处理的计划已接近实现。这不足以影响食物的风味,也不会完全灭菌,但它能杀死表面上的细菌。

这样处理过的肉类在冰箱里可以比平时保存五到十倍的时间。这种辐照肉类有望在年底前上市。

在更小的剂量下,辐射足以用于一些看起来最迫切的特殊应用:杀死猪肉中的旋毛虫,清除谷物中的害虫,以及抑制储存的马铃薯发芽。

辐照也可能与其他工艺相结合。肉类和蔬菜的天然酶会不利地影响一些食物的保质期。虽然酶对辐射免疫,但需要补充处理——温和加热或焯水——来使其失活。

辐照食品可以在聚乙烯塑料制成的热封袋中出售,这些袋子可以直接进行射线处理。毫无疑问,它们也会被装在罐头和其他任何可以密封以阻止细菌进入的容器中。

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哪种辐射源最终会胜出,目前尚不清楚——他们正在尝试所有这些。

试验中使用了来自反应堆铀燃料棒、放射性钴以及核废料(原子炉的“灰烬”)的深穿透伽马射线。现在,国防部在原子能委员会的帮助下,正在建造一个专门的原子反应堆来辐照食品。现有的反应堆无法做到这一点,因为它们的 neutrons 可能会使食物具有放射性;但有几种方法可以设计一个只暴露食物于伽马射线的新反应堆。这些伽马射线,以及能量不是太高的电子,都不会在食物中诱导放射性。

电子束的穿透力不如伽马射线,但也有其优点。你可以在一天结束时或进行维修时关闭它们——这是放射性源做不到的——并且所需的屏蔽也更少。它们来自通用电气公司的一台一百万伏的谐振变压器;还有一些名称是 Van de Graaf、Capacitron、Genetron 的设备。一家相对较新的公司,加利福尼亚州核桃溪的 Applied Radiation Corp.,提出了一种名为直线加速器的有趣设备。最近,Arco 完成了一个可以安装在普通加工厂中的设备,取代目前用于加热的设备,供一家位于伊利诺伊州罗克福德的食品加工机械制造商使用。它每小时可以完全灭菌两吨食物,或巴氏杀菌20吨到几百吨食物。

国防部自己计划在1958年前建造一个每月1000吨的食品辐照工厂——这是商业工厂的试点规模原型。这个想法即将成为主流。

这些项目的绿灯将是美国食品药品监督管理局对辐照食品的批准。首先,它必须完全确信暴露在辐射下的食物中没有任何已知或未知的危险。为此,实验人员已经喂食辐照食品给小鼠、大鼠、鸡、狗和猴子。它们都健康成长。现在,志愿者人类受试者已经以辐照食品为食近一年。到目前为止,报告都是积极的,最终报告即将公布。

 

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