輻射殺菌技術(shù)

1、第二節(jié) 輻射殺菌技術(shù)1輻射殺菌技術(shù)的定義n食品輻射殺菌是利用x射線、射線或電子射線輻射食品，通過損害生物體細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，破壞其新陳代謝，使細(xì)胞組織死亡從而達(dá)到殺菌消毒，延長(zhǎng)食品儲(chǔ)存期的目的。n食品輻射殺菌過程中，通過輻射區(qū)域時(shí)所吸收的能量稱為輻照計(jì)量，通常以Gy(J/kg)或kGy為計(jì)量單位。 輻射源：來自60Co 或137Cs的射線，X射線（能級(jí)5MeV），加速電子（能級(jí)10MeV）。2輻射殺菌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)輻射殺菌技術(shù)射線穿透力強(qiáng)，可對(duì)預(yù)先包裝好的或烹調(diào)好的食品通過劑量控制和輻照工藝進(jìn)行均勻徹底處理，輻照過程較易控制。可以在不破壞商品包裝和食品外觀又能保護(hù)食品原有性狀的條件下，殺滅食品中的

2、致病菌和寄生蟲，消除在食品生產(chǎn)和制備過程中可能出現(xiàn)的交叉污染問題。輻照處理是“冷加工”，在常溫下進(jìn)行，不會(huì)引起內(nèi)部溫度的升高，可以較好地保持食品原有的鮮度和風(fēng)味，還可對(duì)凍結(jié)狀態(tài)的食品進(jìn)行滅菌，這是其他方法不可比擬的。輻照食品不會(huì)留下任何殘留物，不污染環(huán)境，可提高食品衛(wèi)生質(zhì)量并有利于環(huán)境保護(hù)。3輻射殺菌的缺點(diǎn)與局限性n投資大：需專門設(shè)備來產(chǎn)生輻射線（輻射源），并提供安全防護(hù)措施，以保證輻射線不泄露；n高劑量輻照下感官性狀的不良變化；n接受性：由于各國(guó)的歷史、生活習(xí)慣及法規(guī)差異，目前世界各國(guó)允許輻照的食品種類仍差別較大，多數(shù)國(guó)家要求輻照食品在標(biāo)簽上要加以特別標(biāo)注。4. 輻照食品的發(fā)展歷史n1970

3、年FAO/IAEA/WHO的專家在日內(nèi)瓦會(huì)議上確立食品輻照領(lǐng)域的國(guó)際計(jì)劃（IFIP) ，認(rèn)定五種產(chǎn)品為安全；n1979年國(guó)際食品法典委員會(huì)國(guó)際食品法典委員會(huì)（CAC）推薦用于食品輻照的設(shè)備操作規(guī)范；n1983年形成食品輻照加工的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品輻照加工的平均吸收劑量不得超過10kGy；n1980年FAO/IAEA/WHO的會(huì)議也認(rèn)為，受輻照食品平均吸收劑量達(dá)到10kGy，沒有毒性危害，不存在特別的營(yíng)養(yǎng)和微生物問題，無必要再進(jìn)行毒性試驗(yàn)。n1984 年FAO/IAEA在食品與農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用委員會(huì)下成立了食品輻照的國(guó)際咨詢小組（ICGFI)，該組織是由專家、政府代表等組成的國(guó)際組織，其主要功能是對(duì)食

4、品輻照的發(fā)展作總的評(píng)論，給成員國(guó)和組織提供食品輻照應(yīng)用的咨詢，通過FAO/IAEA/WHO專家委員會(huì)（JECFI）、CAC提供發(fā)布食品輻照信息。n1998 ICGFI提出突破10kGy應(yīng)用劑量限制的建議，并得到其他組織的認(rèn)可。Food and Agricultural Organization，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織International Atomic Energy Agency,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)Codex Alimentarius CommissionWorld Health Organization，世界衛(wèi)生組織l我國(guó)的發(fā)展情況n自1958年開始嘗試；n70年代后，進(jìn)入新的研究階段，研究的對(duì)象種

5、類：糧食，肉類，水產(chǎn)品，水果，蔬菜，蛋類等。n我國(guó)批準(zhǔn)的輻照食品5. 輻照食品的應(yīng)用脫水食品脫水食品1 保健品保健品 23冷凍食品冷凍食品 4長(zhǎng)貨架期的食品長(zhǎng)貨架期的食品5 無菌食品無菌食品 6. 輻照食品的化學(xué)效應(yīng)n（一）水 n純水輻照的化學(xué)效應(yīng)如下圖所示 （二） 蛋白質(zhì)和酶 n1、導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵和醚鍵等的斷裂 n2、促使蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 n3、發(fā)生脫氨基作用、脫羧作用和氧化作用 n4、蛋白質(zhì)水溶液經(jīng)射線照射會(huì)發(fā)生輻照交聯(lián) n5、多數(shù)食品酶對(duì)輻射效果有很大的阻力，有助于酶制劑的輻照處理。 （三）糖類n1、純態(tài)糖類經(jīng)輻照后發(fā)現(xiàn)有明顯的降解作用和輻解產(chǎn)物形成。 n2、

6、混合物的降解效應(yīng)通常比單個(gè)組分的輻解效應(yīng)小。 n輻照形成氧化和非氧化輻照產(chǎn)物，因而飽和脂肪酸比較穩(wěn)定，不飽和脂肪酸容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氫化、脫氨等作用。 （四）脂類（五）維生素n1、脂溶性維生素 n（1） 最敏感：維生素A和E n（2） 穩(wěn)定：維生素D n2、 水溶性維生素 n 最敏感：維生素B1、B12和C n 維生素輻照損失數(shù)量受劑量、溫度、氧氣與食品類型等影響。一般來說，在無氧或低溫條件下輻照可減少食品中任何維生素的損失。 （六）食品包裝材料n輻照巴氏滅菌條件下（1030kGy），所有用于包裝食品的薄膜的性質(zhì)基本上未受到影響，對(duì)食品安全也未構(gòu)成危害。 較好的用于輻射前食品包裝的材料： 玻

7、璃紙、人造纖維、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、尼龍、玻璃容器及金屬容器等。低低高高7. 輻照食品的生物學(xué)效應(yīng)（1）輻照對(duì)微生物的作用：n病毒：n通常要求使用高劑量輻照（水溶液狀態(tài)30kGy，干燥狀態(tài)40kGy）才能使其鈍化。但過高的劑量對(duì)新鮮食品的質(zhì)量有影響，因此常用加熱與輻照并舉的方法，降低輻照劑量及抑制病毒的活性。酵母與霉菌：n對(duì)輻照的敏感性與非芽孢細(xì)菌相當(dāng)。n種類不同，其輻照敏感性也有差異。n殺滅引起水果腐敗和軟化的霉菌或酵母所需的劑量常高于水果的耐輻照量，通過熱處理或其他方法再結(jié)合低劑量輻照可克服上述缺陷。 細(xì)菌：n細(xì)菌對(duì)輻照敏感性因種類不同而異。n劑量越高，殺滅率越高。（2）輻照對(duì)昆蟲的作用

8、：n損傷作用表現(xiàn)形式：致死、“擊倒”（貌似死亡，隨后恢復(fù)）、縮短壽命、推遲換羽、不育、減少卵的孵化、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食量和抑制呼吸。n這些作用都在一定的劑量水平發(fā)生，而在某些劑量（低劑量）下，甚至可能出現(xiàn)相反的效應(yīng)，如延長(zhǎng)壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。（3）輻照對(duì)果蔬的作用：n輻照處理呼吸高峰前的果實(shí)，可干擾其乙烯的合成，抑制其高峰的出現(xiàn)，延長(zhǎng)果實(shí)的貯存期。n可以改變蔬菜的呼吸率，防止老化。 n輻照可以使化學(xué)成分發(fā)生變化：n如：VC破壞；原果膠變成果膠質(zhì)和果膠酸鹽；纖維素及淀粉的降解；某些酸的破壞及色素的變化等。輻照與其它方法復(fù)合處理的實(shí)例u將柑橘加熱至53保持5min，與輻照同時(shí)處

9、理，劑量可降至1kGy，還可控制住霉菌及防止皮上銹斑的形成。u對(duì)表皮黃色、成熟度為25的木瓜，用5060水洗20s，晾20min，干后包裝，用0.75kGy射線照射，顯著延長(zhǎng)保藏期。u上海采用輻照與冷藏相結(jié)合的方法有效控制蘋果和草莓的采后腐敗。u化學(xué)防腐和輻照復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)可以降低化學(xué)處理的藥劑量和輻照劑量，把藥物殘留量和輻照損傷率降到最低程度。既可延長(zhǎng)保藏期，又保證食品的質(zhì)量和衛(wèi)生安全。8.輻照處理對(duì)食品品質(zhì)的影響n1.色澤n輻照處理對(duì)各種食品色素的影響不同：植物性色素對(duì)輻照處理較穩(wěn)定，動(dòng)物性色素對(duì)輻照敏感。n輻照能加深冷凍禽胸肉穩(wěn)定的紅色或粉紅色，紅色的加深依據(jù)于肉的種類、肌肉的類型、

10、輻射的劑量、包裝材料的不同而異。2. 氣味n輻照處理一般都會(huì)使食品特有的香氣損失，同時(shí)也產(chǎn)生令人不愉快的“輻射臭氣味”，尤其是肉類食品。n脂肪的氧化和蛋白質(zhì)的輻照水解物（含硫化合物）是輻照冷凍肉產(chǎn)生異味的根源。n隨著輻射劑量的增加和貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，有氧包裝的異味比真空包裝大。 3. 質(zhì)地n高劑量輻照處理食品時(shí)，都會(huì)有不同程度的軟化作用，這種軟化是由食品大分子物質(zhì)的解聚而引起的。 n低劑量輻射處理食品不會(huì)對(duì)食品質(zhì)地產(chǎn)生明顯的影響，相反還可以抑制軟化，破壞一些引起果實(shí)后熟的有關(guān)酶的活性，延緩一些水果后成熟。4.實(shí)際應(yīng)用n我國(guó)在白酒的輻照催陳（陳化）方面已取得顯著成績(jī)。輻照處理薯干酒，使酒中酯、酸、醛量有所增加，酮類化學(xué)物減少，甲醇、雜醇含量降低，酒口味醇和