第758期【齐悦读—线上共读—透视新科技】《辐照灭病菌》
讲座题目：透视新科技——辐照灭病菌
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：王宏伟，中国核工业集团高级工程师。
孟颂东，中国科学院微生物所研究员。
讲座时间：2026年4月6日～4月12日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——辐照灭病菌
讲座内容：
各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目！我是主持人胜春。近一段时间进口冷链食品携带病菌的新闻，引起了社会的广泛关注。科研人员找到了一种消杀方式，可以杀灭冷链食品当中的病菌，我们通过短片来进入今天的节目。2022年4月，海关总署发出预警，提示不要食用某进口品牌巧克力。因为这种通过冷链运输的巧克力，受到了沙门氏菌污染，这种致病菌一旦进入人体，极易引起急性发热、腹泻，严重时可能导致患者死亡。近年来因进口食品冷链运输已造成多起境外病原微生物在国内传播的事件，为了保障冷链进口食品的卫生安全，我国研发出以钴60为放射源的新型辐照消杀设备。这种设备发射出的伽马射线可以杀灭冷链中的病毒、细菌等各类病原微生物。那么，这项新技术实际使用效果如何？它在使用过程中又是否安全？今天请来的两位嘉宾，一位是中核集团高级工程师王宏伟，王先生，欢迎您！另一位是中科院微生物所的研究员孟颂东，欢迎您！
我们传统的生活当中经常会说这个东西如果想保鲜时间长，就把它扔到冰箱的冷冻层里面，感觉好像这已经安全了，不会滋生太多病菌。实际上在冷链运输当中，为什么还会有那么多病菌的存活呢？我们把食品放到冰箱里，抑制食品上原有的那些微生物的增殖，因为我们知道尤其是细菌它和人一样，在低温情况下，它的这种代谢能力、增殖能力都大大地减缓，实际上我们放到这个冰箱里边，就是让原本在我们食物上的那些微生物，它增殖慢或者是不增值了。抑制它的繁殖了？对，抑制它的增殖，这样达到一个保鲜的作用。但是在低温条件下，那些细菌、病毒它的存活的时间会大大延长。我举个很形象的例子，像我们常见的沙门氏菌，那么它在常温下可能的存活期也就是两周时间。但如果放到冰箱，它的存活可能四五个月或者以上，它都可以存活，这就说明大部分细菌和病毒，它虽然在这个低温下，它增殖能力很缓慢或者不增值了，但是它的存活期也会大大延长了。
过去我们传统的灭病菌方式都有哪些？过去主要的通过化学的消杀，就是我们平时常见的像消毒水、酒精，它的原理也是作用于细菌或者是病毒的蛋白DNA（脱氧核糖核酸），只要把它灭活掉，细菌和病毒都会死亡。那么，还有一个就是我们更古老的用高温去灭菌，高温情况下它这个蛋白DNA都会变性，这样的话病毒和细菌也会被灭活，这是最主要的消杀的传统的方式。过去的这种传统消杀方式到底有多大用处？这个用处还是非常大的，那么现在用的这种化学剂，绝大部分只要它接触到那些病原微生物，包括病原细菌、病毒，它很快可以把它杀死。我在想消毒水，它喷在冷冻的食品上一定会有残留吧？那肯定是有残留的，化学的消杀还是主要是针对，就是说我们表面对冷链来说，我们是外包装与食品不接触的，那么如果与食品接触，那么这些化学消杀的消毒剂，那么就可能会被人体吸收，对人体造成影响。刚才您提到的是高温杀菌？高温的话对冷冻的食品显然是不合适的。你高温就要把这个冷冻的，说不定也煮熟了，高温我自己消费可以。如果你再进入咱们流通环节，你卖给消费者，没有人愿意用这个，除非就是熟食品这种情况。
早在人类发现细菌、病毒等病原微生物之前，人们已经认识到，采用火烧、煮沸等高温方式，或使用一些传统方法就可以延长食物的保存周期，但直到17世纪人类逐步了解微生物后，对于消杀方式的研究才走上科学化道路，逐渐发展出关于高温消杀、化学消杀的科学理论以及相关设备。19世纪中期科学家们发现，细菌在吸收太阳光中紫外线后会快速死亡。随后，科研人员发明出紫外线消杀装置，给人类打开了辐照消杀技术的大门。那么紫外线这种传统辐照消杀技术有什么缺陷？我们为什么要研究新型辐照消杀技术。紫外线杀菌其实我们普通人非常熟悉的，甚至前一段我还看到新冠疫情肆虐的时候，有厂家做出了紫外线随身携带的杀菌的这个东西，它跟我们这种钴60的辐照灭菌的区别是什么？对于灭活这个病原微生物包括细菌、病毒，它的原理和效果都是基本上可以等效的。但是它的区别最主要的就是紫外线它穿透能力不能行。紫外线它的波长是比较长，它不具备穿透能力，但是伽马射线包括X射线，它的一个特点就是说它的波长足够短，可以从原子和原子之间的缝隙能钻过去。
射线，我们知道有很多类型，我们为什么采用这种伽马射线？我们射线常用类型，第一是X射线，第二个是电子束，第三个是伽马射线，还有紫外线，我们用伽马射线比较多的原因，因为伽马射线，它的穿透能力是比较好，高能的电子束，大概也就是穿透4到5（厘米）这么样，就是这样的一个厚度。但是对我们用钴源伽马射线来说，我们实际上是能够有效地穿透60（厘米）这样的一个厚度的物体。它的穿透能力在冷链消杀当中会有什么影响？冷链里边大包装，里边有小包装，小包装里边可能还有更小的包装，里边才是真正的我们的肉、鱼这些食品，那如果紫外（线）它只是把最外层的包装灭菌了，但是里边的那些细菌病毒，它没有任何的效果，不具备这个穿透力，所以这样它就达不到这种效果，而钴60可以做到。对，钴60它可以外包装、内包装都可以穿透。另外还有一点就是说它的能量比较高，伽马射线我们的能量要比紫外线要高1万倍以上，所以说伽马射线我们对病原微生物，我们的消杀能力是远远要强于紫外线的。
最初我们是怎么想到用钴60来进行冷链食品辐照灭菌的呢？现在在冷链食食品上面有个痛点，这个痛点就是说我们现在的我们的化学消杀，它只能是解决外表的问题，就是我们外包装最外层的一个问题。但是咱们口岸检疫在冷链食品它的内包装里面，然后在食品的表面，甚至食品的一定的深度都发现了有这种病原菌，病原微生物，包括病毒。那么怎么去处理呢？我们就想了有一定穿透能力，能量比较高的，能够穿透包装到达我们食品的内部，然后对内部所在部位这个病毒，我们把它消灭掉，是基于这样的一个想法。两位先给我们解释一下钴60到底是什么？钴60它是一种能发出伽马射线的一种核素，伽马射线它的穿透能力很强，然后它能够作用于生物大分子。钴60是一种具有放射性的金属元素，它在衰变过程中可以释放出高能量的伽马射线，这种射线具有极强的穿透性，就像一颗颗微小的子弹，能快速穿透包装表面，直达食品内部病原微生物体内，打断它们的DNA结构，阻止病菌的繁殖，从而彻底消灭它们，这种新型辐照消杀方式的优势体现在哪里？
辐照消杀它的优势体现在哪些方面？优势我觉得第一个那就是快，它很快就可以把冷链食品表面包括内部的这个病原微生物给灭活。第二个没有残留，照完了以后不会产生任何的残留，因为它这个只是一个射线，是个能量。比如说我们医用防护服，如果是用传统的环氧乙烷这种化学的消杀方式，这种方式需要14天，因为它有个解析期。然后如果用我们的辐照，可以做到一分钟，我们可以完成40件防护服的灭菌工作。即消即用？对，即消即用。咱们国内新冠疫情初期，在医用防护服紧缺，极度紧缺的那个时期，我们这个技术是发挥了重要用场的。钴60辐照消杀的应用，是什么样的？钴60的消杀实际上是起源于二战，二战实际上需要大量的这种食品运输到欧洲，当时也是采取的很古老的方法腌制，由于那时候的冷冻技术完全不成熟，二战的时候那只能是腌制。但是腌制你也知道，人吃多了亚硝酸盐，会对人体产生的这种毒害作用，所以除了腌制人们也在想各种办法，那时候在低温条件还不成熟的情况下，怎么把比如说像汉堡之类的食品，怎么把上面的微生物把它灭活，来增加这个食品的保质期，来运到战场上给士兵吃。那么，给汉堡进行辐照，发现辐照后的汉堡可以大大地增强在常温下，它的这种保质期，这也就是辐照最早的运用到食品的这个消毒灭菌。
（20世纪）70年代这个时候，咱们有国际三大组织，就是国际原（子）能机构，国际粮农组织，还有（世界）卫生组织，组织开展了一个对各种食品辐照以后，这种效应做了非常深入的研究，然后形成了一个报告，这个也是给我们辐照食品应用也是奠定了一个基础。我们国家是从什么时候开始用这种辐照技术，来杀灭食品当中的病菌？咱们国家应该说是在1958年的时候，就开始这方面的研究。在（20世纪）70年代，国际三大组织发布了辐照食品安全性的这样一个公告之后，然后咱们国家在有关部委支持下，我们也是开展了大量的这种研究，同时就开始编制了一些咱们国内的一些标准，那么到目前已经初步建立了，我们食品辐照的这样的一个标准体系，辐照食品这个产业。那么现在应该说产业发展是比较快的，我这儿有个数据，到2020年，中国辐照食品总量达到95万吨。这是一个什么概念？95万吨这个量应该说是，在世界范围内辐照食品我们占到有一半以上。
经过辐照消杀的食品都有哪些呢？经过辐照消杀食品很多，现在有43个国家批准了200多种的这种辐照食品，那么对咱们国内来说的话，标准体系里面有70个标准，我们常见的辅照食品，比如说香辛料调味品的处理，然后脱水的蔬菜，还有可能大家经常能吃到的泡椒凤爪，经过辐照的泡椒凤爪，它里面它不含有这种防腐剂，因此口感还是有自己的特色。近段时间我们听到了很多关于冷链食品传播新冠疫情这样的事件，所以很多人担心新冠病毒是怎么能够在冷链当中存活的，我们的辐照技术怎么去消杀它？新冠（病毒）实际上有大量的研究，发现它在这种常温下，那么它很快会死亡在物体表面，但是在这个低温下那么它存活时间和其他的病原微生物一样，存活时间会很长，这样的话由于冷链食品就给它提供了一个很好的存活的这样一个条件，所以它就随着这种冷链食品从国外疫区可能就传到国内，它可能是存活几十天，一两个月它都可以在那个食品上，它一旦污染那个食品，它都可以存活。
我们的检疫部门，在冷链食品的外包装、内包装以及食品的表面上，我们都检测到活的这种病毒。那么，现有的咱们这种消杀方式，主要是化学消杀，只能够解决表面的问题。那么在里面的问题，对里面如果再有携携带这种病毒，我们现有的方法是无能为力，是没法杀灭病毒的。如果我们用这种射线，用我们的伽马射线，可以用这个射线的这种穿透能力，我们可以深入到我们食品的内部。我们作用到携带这个病毒，我们把这个病毒去杀死，是基于这样一个原理。核技术是战略性高新技术，但它距离我们普通人的生活并不遥远，已经进入到了我们生活的各个领域。以钴60辐照技术为例，上世纪50年代末，我国就开始了相关研究，并在60年代应用于工农业领域，70年代随着农业大发展，农产品的长时间存储成为了棘手的问题，辐照技术及时跟进，开始广泛应用于农产品的保鲜保藏工作。到90年代中期，我国辐照技术在医疗领域有了新突破，研制出旋转伽马刀，此时虽然我国在辐照应用方面各项技术全面发展，但却没有掌握钴60放射源的生产技术，完全依赖进口。为使这一关键技术自主可控，按照国家原子能机构的发展规划，我国新建两座研究堆，一座快堆用于放射性同位素研究。终于2010年，秦山三期核电生产的钴60放射源出堆，这意味着我国打破了加拿大、俄罗斯等国在该领域的垄断，形成了完整的辐照技术产业链，为该技术的应用与发展提供强有力支撑。那么，目前辐照技术还存在哪些问题？
钴60，其实这个概念我们最早接触是在很多年前的，引进内地日本的电视连续剧叫《血疑》，因为先入为主就觉得钴60是可以辐射到人体，可以得白血病的。既然钴60这种物质可以导致人体的病变，它在冷链运输当中去消杀，对着这个冷鲜肉去消杀，难道不会产生问题吗？这是不会的，因为这个钴60，它主要是作用DNA，DNA产生了断裂或者诱变，我们知道肿瘤都是基因突变，基因变异产生的，你刚才说的引起白血病的，它就是因为人体，活的一个人体接受了这个射线，产生了他的DNA的诱变，就导致了他这个白血病的发生，这里当然我们是要区别开产生辐照的这个辐照源，那么它是有危害的。比如说像钴60，它本身是有危害的，但是它发出的射线照到这个食品上。那么照完以后，我们把食品拿出来，它上面既没有放射性，也不会对人体产生什么残留产生危害，所以这个是最干净的一个做法。对于一个食品来说，我们更关注的是它不会产生毒素，这个在国际上是有这种公认的数据的，我们就找一个最佳的剂量，这个剂量既可以把这些食品上的有害的微生物病毒给杀死，而且又不会产生任何的残留。对于这个冷链食品来说，只要在它吸收剂量小于10个千戈瑞，那么它对这个食品的营养不会造成明显的破坏，也不会对这个食品产生新的毒素，我们甚至都不需要做毒理的检测。事实上我们吃进去的动物的蛋白也好，被打断的DNA也好，我们身体都会把它消化成单个的氨基酸，单个的核苷酸才会被我们人体吸收，所以照射过的食品，我们吃进去是非常安全的，理论上它不可能产生任何的毒副作用。对于冷冻食品，我们并不关注它细胞里的DNA是不是完整，因为我们更关注的是它的营养，它只要是营养元素不被破坏，就是整个细胞的基本的结构不被破坏，它的营养不流失，而且不会产生这种毒素，那对我们食品就是安全的。
辐照消杀我们有没有发现它的缺点是什么？和我们化学消杀上来说，我们的钴60，我们辐照装置投入成本是比较高。再一个缺点就是说，钴60这种辐照操作，那么需要专门的人员去操作。专门的人员那么就是说，他是对这个行业的门槛来说还是有一定的限制要求，不是任何人可以我想用就用。刚才王老师说的第二点是比较重要的，它的安全风险也主要在第二点。比如说喷洒消毒水，它基本上没有什么大的风险，那就是普通人就能干，有装置去喷就行。对于比如说类似于钴60去灭活这个病毒，灭活这个病原微生物，它就需要专业的机构了，因为它毕竟有一个钴源，那这个钴源，我们要把它给外包装要包好，就不能让它去外泄漏，还要打消周围人的这种疑虑，它这个安全我觉得要由非常专业的机构来做这个事情。专业的机构、专业的操作手段？对，不是普通人能够随随便便做的，我觉得这个的门槛相对是很高的。
钴60辐射源发出的伽马射线，可以对各类生物大分子无差别破坏，因此必须对其严加管理。近年来，我国不但制定了更为严格的管理规范，而且在辐射源的储运、应用等各个环节，都提升了装备的防护等级。2007年，我国研制出大容量钴60源储运容器。这种容器不但能保证正常状态下的屏蔽性能，还能保证9米跌落、1米贯穿高温燃烧等特殊环境下的包容完好性，而在应用方面，我国采用了全自动化的辐照站，辐照流水线工作过程中，不需要人工干预，工作人员可以远离辐射源，并且流水线外围还有厚厚的屏蔽层阻挡辐射，一系列新技术的应用，保证了辐射源从生产到封存全过程的安全稳定。除钴60辐照技术外，我国还开发了不使用放射性元素就可以产生高能射线的电子加速器辐照技术。两种辐照技术在冷链食品辐照加工中各有优势、互为补充，那么安全可靠的辐照技术，未来将如何改变我们的生活？
未来辐照消杀技术还会在哪些方面、哪些领域有所应用？刚才讲的是用辐照处理这种病原微生物，那么其实我们这个辐照，在食品领域还有一个应用，就是我们可以降解食品中的黄曲霉素，还有一些就是残留的这些农药。黄曲霉素我们知道在食品当中误食之后对人的危害性，包括人们对这个农残的问题也非常关注，它是怎么可以做到降解它们的？射线它就是一种能量，那么这个能量是在微观尺度上面，它是作用于黄曲霉素其他的大分子，这种能量可以破坏这个大分子的结构。刚才孟老师说的，把生物大分子DNA打断破坏掉，那么同样对黄曲霉素，我们这个射线能量也把黄曲霉素生物大分子，也可以把它打断，把它破坏掉。从生物分子的角度是同样的道理？对，是一个道理。这个剂量上怎么控制？用多大的这种剂量，然后能达到什么样的效果，这是需要我们是做研究以后，我们得出一个。那么从目前看，我刚说我们这个技术为什么可以去应用，因为是我们现在研究的结果，不用太大的剂量，也就是不用太高的成本，我们就可以达到这样的一个效果。除了这个应用之外，还有就是说咱们海关的检疫处理，那么海关检疫处理里面，就是从国外进口的这种动植物，有时候它会携带一些就是这种有害的生物。
那么怎么处理，那么还是外表的消杀解决不了问题。那么最好的方式还是用到我们能够一次性通过的这种射线，然后我们去杀灭这种有害的生物，那么在检疫处理里面，我们辐照技术，我们觉得未来也是一个很好的一些应用。还有我们做微生物的有一个很大的就是污水处理，那里边如果有很多的微生物，我们怎么把它给灭活，现在使用的最长见大量的这种化学消杀，你把水里边的微生物灭活了，你怎么把放进去的这些化学残留水里边的怎么取出来？实际上你是取不出来。那个水里边是含有了很多的这种消毒剂在里边，这个是很难去除。但如果说我们将来通过一个合理的方式，通过这种辐照把水里边的微生物全部杀死，这样的话又没有任何的这种化学残留，这也是一个污水处理的很好的一个思路。听起来真是非常让人期待，很多这种生物污染的这个水源，通过它的这个技术可以重新清澈起来？是的，是的。好，两位也跟我们畅想一下，随着这项技术不断完善和应用的广泛，会未来给我们普通人带来哪些生活上的改变呢？
我们刚才说了很多就是辐照的应用，那么事实上辐照技术，它本质上是我们能量在微观世界上面一种应用，那么随着我们辐照技术在更多领域的应用，那么我们也期待这个技术，能给我们的生活创造一个更健康、更安全这么一个环境。将来的应用，我觉得如果说辐照走到这个千家万户，那我觉得可能是一些相对比较安全的比说像紫外，包括现在的微波，它其实都是一种辐照。比如说这个紫外灭菌，其实慢慢都走到我们家庭里边，随着科技的发展，可以把这些辐照技术，当然是它很安全的情况下来走进千家万户。那我觉得对于比如说像钴60之类的，那在保证这个它的安全专业的情况下，那么设计出成本更低，应用场景更广的设备应用各个方面，我觉得另外一个我们也应该对老百姓进行一个科普，只要有专业的人、专业的机构来做这件事情，那么我们也没必要对这个辐照产生这种过于恐惧的心理。要科学地去面对它？对，它的这个神秘的面纱，实际上没有那么可怕。非常感谢两位，今天给我们介绍了辐照灭病菌，也感谢您收看我们今天的《透视新科技》节目！如果您想了解我们更多的节目内容，可以下载央视频，收看我们过往的节目。好，今天的节目就到这儿了。我是胜春，咱们下期节目再见。
