第四章食品輻射保藏

1、第四章第四章食品輻射保藏食品輻射保藏教學(xué)目的和要求教學(xué)目的和要求 掌握輻射對(duì)微生物、食品成份的影響及影響因素；掌握輻射對(duì)微生物、食品成份的影響及影響因素； 了解輻射的生物學(xué)效應(yīng)及安全性了解輻射的生物學(xué)效應(yīng)及安全性 掌握食品輻射保藏工藝及注意事項(xiàng)掌握食品輻射保藏工藝及注意事項(xiàng)重點(diǎn)重點(diǎn)： 輻射保藏食品的優(yōu)缺點(diǎn)輻射保藏食品的優(yōu)缺點(diǎn) 食品經(jīng)輻射處理所產(chǎn)生的化學(xué)及生物學(xué)效應(yīng)食品經(jīng)輻射處理所產(chǎn)生的化學(xué)及生物學(xué)效應(yīng) 食品輻射保藏工藝食品輻射保藏工藝難點(diǎn)難點(diǎn)： 食品經(jīng)輻射處理所產(chǎn)生的化學(xué)及生物學(xué)效應(yīng)食品經(jīng)輻射處理所產(chǎn)生的化學(xué)及生物學(xué)效應(yīng) 輻射保藏處理時(shí)劑量如何確定輻射保藏處理時(shí)劑量如何確定食品輻射保藏是利用射

2、線照射食品，使食品食品輻射保藏是利用射線照射食品，使食品產(chǎn)生一系列生物和生理效應(yīng)，從而達(dá)到防霉、產(chǎn)生一系列生物和生理效應(yīng)，從而達(dá)到防霉、防腐、延長(zhǎng)食品貨架期的一種食品保藏方法。防腐、延長(zhǎng)食品貨架期的一種食品保藏方法。第一節(jié)第一節(jié)概述概述u食品輻射保藏就是利用食品輻射保藏就是利用原子能射線的輻射能量原子能射線的輻射能量對(duì)新鮮肉類及對(duì)新鮮肉類及其制品、水產(chǎn)品及其制品、蛋及其制品、糧食、水果、蔬菜、其制品、水產(chǎn)品及其制品、蛋及其制品、糧食、水果、蔬菜、調(diào)味料、飼料以及其他加工產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)味料、飼料以及其他加工產(chǎn)品進(jìn)行殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延遲后熟延遲后熟等處理。等處理。u最大限度

3、的減少食品的損失，使它在一定期限內(nèi)不發(fā)芽、不最大限度的減少食品的損失，使它在一定期限內(nèi)不發(fā)芽、不腐敗變質(zhì)，不發(fā)生食品的品質(zhì)和風(fēng)味變化，由此可以增加食腐敗變質(zhì)，不發(fā)生食品的品質(zhì)和風(fēng)味變化，由此可以增加食品的供應(yīng)量，延長(zhǎng)食品的保藏期。品的供應(yīng)量，延長(zhǎng)食品的保藏期。u輻射保藏技術(shù)是一門輻射保藏技術(shù)是一門新新的技術(shù)，比現(xiàn)有保藏技術(shù)有其優(yōu)越性的技術(shù)，比現(xiàn)有保藏技術(shù)有其優(yōu)越性的一面。是繼傳統(tǒng)的物理、化學(xué)保藏之后又一發(fā)展較快的食的一面。是繼傳統(tǒng)的物理、化學(xué)保藏之后又一發(fā)展較快的食品保藏新技術(shù)和新方法。品保藏新技術(shù)和新方法。一、現(xiàn)有保藏技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)一、現(xiàn)有保藏技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)u食品冷凍保藏食品冷凍保藏低溫。抑制微

4、生物活動(dòng)和減少酶活。低溫。抑制微生物活動(dòng)和減少酶活。 優(yōu)點(diǎn)：能夠較好保持新鮮食品原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；優(yōu)點(diǎn)：能夠較好保持新鮮食品原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：能耗大，需建立冷藏鏈能耗大，需建立冷藏鏈。u食品罐藏食品罐藏提高溫度殺滅微生物和酶。提高溫度殺滅微生物和酶。 優(yōu)點(diǎn)：絕大部分殺滅微生物，可以長(zhǎng)期保藏；優(yōu)點(diǎn)：絕大部分殺滅微生物，可以長(zhǎng)期保藏； 缺點(diǎn)：熱對(duì)缺點(diǎn)：熱對(duì)風(fēng)味組織結(jié)構(gòu)和色澤風(fēng)味組織結(jié)構(gòu)和色澤有影響。有影響。u食品干藏食品干藏降低水分活度（降低水分活度（aw），控制微生物和減少酶活。），控制微生物和減少酶活。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便宜行，重量減輕或體積變小，食品可增香變脆；優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便宜行，

5、重量減輕或體積變小，食品可增香變脆； 缺點(diǎn)：自然脫水后的食品缺點(diǎn)：自然脫水后的食品難復(fù)水，易變色難復(fù)水，易變色。u化學(xué)保藏化學(xué)保藏通過外加化學(xué)物質(zhì)抑制微生物及酶等作用。通過外加化學(xué)物質(zhì)抑制微生物及酶等作用。 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便易行。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便易行。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：化學(xué)物質(zhì)殘留化學(xué)物質(zhì)殘留。二、輻射保藏的優(yōu)越性（意義、特點(diǎn)）二、輻射保藏的優(yōu)越性（意義、特點(diǎn)）“冷殺菌冷殺菌”；具有良好的保鮮效果；具有良好的保鮮效果殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進(jìn)行殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)（準(zhǔn)確控制）調(diào)節(jié)（準(zhǔn)確控制）輻照處理食品能耗低輻照處理食品能耗低沒有非食品物質(zhì)殘留沒有非食品物質(zhì)殘留 節(jié)約了

6、包裝材料節(jié)約了包裝材料 操作適應(yīng)范圍廣操作適應(yīng)范圍廣輻射裝置加工效率高輻射裝置加工效率高 二、輻射保藏的優(yōu)越性（意義、特點(diǎn)）二、輻射保藏的優(yōu)越性（意義、特點(diǎn)） u食品在受輻射過程中溫度升高甚微，因此，被輻食品在受輻射過程中溫度升高甚微，因此，被輻射適當(dāng)處理后的食品在射適當(dāng)處理后的食品在感官性狀感官性狀如色、香味和質(zhì)如色、香味和質(zhì)地等方面與新鮮食品地等方面與新鮮食品差別很小差別很小，特別適合于一些，特別適合于一些不耐熱不耐熱的的食品和藥品食品和藥品。u射線射線穿透力強(qiáng)穿透力強(qiáng)，在，在不拆包裝不拆包裝和和解凍解凍的情況下，可的情況下，可殺滅其深藏于谷物、果實(shí)或凍肉內(nèi)部的害蟲和微殺滅其深藏于谷物、果

7、實(shí)或凍肉內(nèi)部的害蟲和微生物，也節(jié)省了包裝材料，避免再污染。生物，也節(jié)省了包裝材料，避免再污染。u射線處理過的食品射線處理過的食品不會(huì)不會(huì)留下任何留下任何殘留物殘留物，與化學(xué)，與化學(xué)處理相比是一大特點(diǎn)。處理相比是一大特點(diǎn)。u節(jié)省能源：節(jié)省能源：據(jù)據(jù)76年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）通報(bào)的通報(bào)的估計(jì)，食品采用冷藏需消耗能量為估計(jì)，食品采用冷藏需消耗能量為90千瓦時(shí)千瓦時(shí)/T，巴巴氏消毒氏消毒230千瓦時(shí)千瓦時(shí)/T，熱力殺菌熱力殺菌300千瓦時(shí)千瓦時(shí)/T，脫水脫水處理（干燥）處理（干燥）700千瓦時(shí)千瓦時(shí)/T，而輻射殺菌只需而輻射殺菌只需6.34千千瓦時(shí)瓦時(shí)/T，輻射巴氏消毒輻射巴氏

8、消毒0.76千瓦時(shí)千瓦時(shí)/T。u適應(yīng)范圍廣：適應(yīng)范圍廣：能處理各種不同類型的食物品種，如能處理各種不同類型的食物品種，如從裝箱的馬鈴薯到袋裝的面粉、肉類、水果、蔬菜、從裝箱的馬鈴薯到袋裝的面粉、肉類、水果、蔬菜、谷物、水產(chǎn)等。多種體積的食品；不同狀態(tài)，固體、谷物、水產(chǎn)等。多種體積的食品；不同狀態(tài)，固體、液體。液體。u加工效率高、整個(gè)工序可連續(xù)化、自動(dòng)化。加工效率高、整個(gè)工序可連續(xù)化、自動(dòng)化。只要規(guī)模大，就能獲得巨大的利益。只要規(guī)模大，就能獲得巨大的利益。谷物谷物20萬(wàn)噸以上，馬鈴薯萬(wàn)噸以上，馬鈴薯2.5萬(wàn)噸以上，洋蔥萬(wàn)噸以上，洋蔥5000噸。噸。輻射保藏是一種獲得經(jīng)濟(jì)效益和有發(fā)展輻射保藏是一種

9、獲得經(jīng)濟(jì)效益和有發(fā)展前途的保藏方法，也是和平利用原子能的一前途的保藏方法，也是和平利用原子能的一個(gè)重要方面。個(gè)重要方面。三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)況三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)況u1895年倫琴發(fā)現(xiàn)年倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線后，射線后，Mink于于1896年就提出年就提出X-射線射線的殺菌作用。的殺菌作用。u二次大戰(zhàn)期間，美國(guó)麻省理工學(xué)院的羅克多爾將射線處理二次大戰(zhàn)期間，美國(guó)麻省理工學(xué)院的羅克多爾將射線處理漢堡包，揭開了輻射保藏食品研究的序幕。漢堡包，揭開了輻射保藏食品研究的序幕。u50年代起北美、歐洲、日本等年代起北美、歐洲、日本等30多個(gè)國(guó)家先后投入大量的多個(gè)國(guó)家先后投入大量的費(fèi)用進(jìn)行研究；費(fèi)用進(jìn)行研究；u60年代一些

10、第三世界國(guó)家也加入該行列，目前從事這方面年代一些第三世界國(guó)家也加入該行列，目前從事這方面研究的有研究的有50-60個(gè)國(guó)家。個(gè)國(guó)家。u國(guó)際原子能組織（國(guó)際原子能組織（IAEA）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、）、世界衛(wèi)生組織（世界衛(wèi)生組織（WHO）等的支持和組織下，進(jìn)行了種種）等的支持和組織下，進(jìn)行了種種國(guó)際協(xié)作研究。到國(guó)際協(xié)作研究。到1976年年25種輻射處理食品在種輻射處理食品在18個(gè)國(guó)家個(gè)國(guó)家得到無(wú)條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許供作為商品供一般使得到無(wú)條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許供作為商品供一般使用。用。u1980年年10月月27日上述組織聯(lián)合舉行的第四次專門委員會(huì)日上述組織聯(lián)合舉行

11、的第四次專門委員會(huì)議作出結(jié)論：用議作出結(jié)論：用10kGy以下平均最大劑量照射任何食品，以下平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而在毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而且今后無(wú)須再對(duì)經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性且今后無(wú)須再對(duì)經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。u目前許多國(guó)家將輻射用于食品的加工與保藏。目前許多國(guó)家將輻射用于食品的加工與保藏。前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家均批準(zhǔn)在一些食品中使用輻照。均批準(zhǔn)在一些食品中使用輻照。日本、加拿大建立了輻射工廠用于食品保藏、有魚日本、加拿

12、大建立了輻射工廠用于食品保藏、有魚蝦、果蔬等。蝦、果蔬等。歐洲（丹麥、保加利亞、法國(guó)等）用于抑制土豆、歐洲（丹麥、保加利亞、法國(guó)等）用于抑制土豆、大蒜、洋蔥發(fā)芽。大蒜、洋蔥發(fā)芽。發(fā)展中國(guó)家，印度、伊朗、泰國(guó)、智利、阿根廷等發(fā)展中國(guó)家，印度、伊朗、泰國(guó)、智利、阿根廷等用于糧食（谷物）的防霉、防蟲。用于糧食（谷物）的防霉、防蟲。u我國(guó)自我國(guó)自1958年開始，年開始，70年代的研究工作取得了一年代的研究工作取得了一定的成效。定的成效。u1984年年11月國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)月國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)7項(xiàng)（馬鈴薯、洋蔥、項(xiàng)（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、蘑菇、香腸）輻照食品允許消費(fèi)。大蒜、花生、蘑菇、香腸）輻照食品允許消

13、費(fèi)。之后又有之后又有20多種食品通過了不同級(jí)別的技術(shù)鑒定。多種食品通過了不同級(jí)別的技術(shù)鑒定。u80年代，一些省市建立了一起容量較大的輻射應(yīng)年代，一些省市建立了一起容量較大的輻射應(yīng)用試驗(yàn)基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、用試驗(yàn)基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、廣東等地。后期有浙江、深圳等。廣東等地。后期有浙江、深圳等。第二節(jié)第二節(jié)輻射的基本原理輻射的基本原理一、一、輻射類型輻射類型u輻射指能量傳遞的一種方式，在電磁波譜中，輻射指能量傳遞的一種方式，在電磁波譜中，根據(jù)能量相應(yīng)的大小，可使電磁波分成無(wú)線電根據(jù)能量相應(yīng)的大小，可使電磁波分成無(wú)線電波、微波、紅外、可見光、紫外線，波、微波、紅外、

14、可見光、紫外線，和和射線。射線。u通常根據(jù)輻射的作用形式可將輻射分為電離輻通常根據(jù)輻射的作用形式可將輻射分為電離輻射和非電離輻射兩種類型。通常按輻射的頻率射和非電離輻射兩種類型。通常按輻射的頻率來(lái)劃分。來(lái)劃分。 頻率頻率 波長(zhǎng)波長(zhǎng)=C=C/低頻輻射區(qū)低頻輻射區(qū)1015HzE能量能量無(wú)線電波無(wú)線電波微波微波紅紅外外可見可見紫外紫外X射線和射線和射線射線105Hz10101015101810203km3cm3m3nm0.3nm410-10ev410-5410-3441024kev4Mev1非電離輻射非電離輻射u低頻輻射線低頻輻射線1015，波長(zhǎng)較長(zhǎng)（頻率較低），波長(zhǎng)較長(zhǎng)（頻率較低），能量小，如微波

15、、紅外線的能量?jī)H能使物質(zhì)分子能量小，如微波、紅外線的能量?jī)H能使物質(zhì)分子產(chǎn)生產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或或振動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生熱，則起到加熱殺菌作用。而產(chǎn)生熱，則起到加熱殺菌作用。是非電離輻射。是非電離輻射。2電離輻射電離輻射高頻輻射線高頻輻射線1015，頻率較高，能量大，有，頻率較高，能量大，有激發(fā)激發(fā)和和電離電離兩種作用：兩種作用：（1）在在10151018Hz，如紫外線的能量，僅能使，如紫外線的能量，僅能使被照射物質(zhì)的原子受到激發(fā)（激發(fā)為使電子從低被照射物質(zhì)的原子受到激發(fā)（激發(fā)為使電子從低能態(tài)到高能態(tài)），亦可起到抑菌殺菌的作用；能態(tài)到高能態(tài)），亦可起到抑菌殺菌的作用；（2）1018Hz，如如X-，-射線，能量

16、很大，在使射線，能量很大，在使物質(zhì)的原子受到激發(fā)的同時(shí)，還能引起原子的物質(zhì)的原子受到激發(fā)的同時(shí)，還能引起原子的電離電離（使電子從各個(gè)原子中彈出而本身原子變成帶相反（使電子從各個(gè)原子中彈出而本身原子變成帶相反電荷的離子），因而可起到殺菌作用。能使受輻射電荷的離子），因而可起到殺菌作用。能使受輻射物質(zhì)的原子發(fā)生電離作用的輻射稱為電離輻射。物質(zhì)的原子發(fā)生電離作用的輻射稱為電離輻射。本書中輻射保藏即是指電離輻射（本書中輻射保藏即是指電離輻射（1018Hz）這與低頻輻射不同，不是加熱，故又稱為這與低頻輻射不同，不是加熱，故又稱為冷殺菌冷殺菌。二、放射性同位素與輻射二、放射性同位素與輻射u一個(gè)原子具有一個(gè)

17、帶正電荷的原子核，核外圍有電子云。一個(gè)原子具有一個(gè)帶正電荷的原子核，核外圍有電子云。u原子核內(nèi)有質(zhì)子和中子原子核內(nèi)有質(zhì)子和中子,也就是其質(zhì)量的組成部分。質(zhì)也就是其質(zhì)量的組成部分。質(zhì)子帶正電荷子帶正電荷,中子不帶電荷中子不帶電荷.核的直徑約為核的直徑約為10-12cm,是整個(gè)是整個(gè)原子質(zhì)量的只要所在地。整個(gè)原子原子質(zhì)量的只要所在地。整個(gè)原子(包括運(yùn)轉(zhuǎn)的電子包括運(yùn)轉(zhuǎn)的電子)的的直徑約為直徑約為10-8cm。1放射性同位素放射性同位素u原子核原子核=P+n，P+為帶正電荷質(zhì)子，為帶正電荷質(zhì)子，n為不帶電荷中子，為不帶電荷中子，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)決定化學(xué)元素的特性，一般情況下（指在核內(nèi)質(zhì)子數(shù)決定化學(xué)元素的特性

18、，一般情況下（指在輕原子核范圍內(nèi)）輕原子核范圍內(nèi)）P+=n，組成原子的質(zhì)量。組成原子的質(zhì)量。u但有些元素，但有些元素，P+相同而相同而n不同的原子所組成的元素稱為不同的原子所組成的元素稱為同位素，同位素，P+=n時(shí)原子穩(wěn)定，時(shí)原子穩(wěn)定，P+n則不穩(wěn)定。則不穩(wěn)定。u當(dāng)原子序數(shù)在當(dāng)原子序數(shù)在84以上的同位素，原子核是不穩(wěn)定的，以上的同位素，原子核是不穩(wěn)定的，能以一定的速率放出射線，由這種原子組成的元素稱能以一定的速率放出射線，由這種原子組成的元素稱為放射性同位素。為放射性同位素。u放射性同位素能發(fā)射放射性同位素能發(fā)射-、-、+-及及-射線射線。2.-、-、-及及X-射線射線u-射線：當(dāng)同位素中射線

19、：當(dāng)同位素中n：P+1.5：1，從原子核中放射出帶從原子核中放射出帶2P+和和2n的帶正電高速粒子流（氦核）的帶正電高速粒子流（氦核）稱為稱為-射線；射線；u-射線：當(dāng)核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不等時(shí)；射線：當(dāng)核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不等時(shí)；若某一中子釋放出能量轉(zhuǎn)變成質(zhì)子（若某一中子釋放出能量轉(zhuǎn)變成質(zhì)子（nP+）nP+（帶負(fù)電荷的高速離子）帶負(fù)電荷的高速離子）若核內(nèi)若核內(nèi)P+n時(shí)，（這種情況一般指在加速器中）時(shí)，（這種情況一般指在加速器中）P+1.02MeVn+（帶正電荷的高速離子）帶正電荷的高速離子）和和+-射線，即從原子核中射出的帶電的高速電子。射線，即從原子核中射出的帶電的高速電子。uX-射線：若核內(nèi)

20、質(zhì)子在外層電子云中，從射線：若核內(nèi)質(zhì)子在外層電子云中，從K層捕獲層捕獲電子電子e，轉(zhuǎn)變成中子（轉(zhuǎn)變成中子（k-捕獲），使質(zhì)子數(shù)減少。捕獲），使質(zhì)子數(shù)減少。P+en當(dāng)當(dāng)K層（低能態(tài)）電子被捕獲后剩下一空穴，則高能態(tài)層（低能態(tài)）電子被捕獲后剩下一空穴，則高能態(tài)（外層）電子會(huì)補(bǔ)充進(jìn)去，釋放出能量（外層）電子會(huì)補(bǔ)充進(jìn)去，釋放出能量X-射線，指原子射線，指原子核外電子所放出的能量。核外電子所放出的能量。u-射線：當(dāng)原子核在發(fā)射了射線：當(dāng)原子核在發(fā)射了和和或或捕獲之后，核捕獲之后，核的能級(jí)處于激發(fā)態(tài)（高能態(tài)），當(dāng)這種激發(fā)態(tài)回到的能級(jí)處于激發(fā)態(tài)（高能態(tài)），當(dāng)這種激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，原子就發(fā)出光子流（即不帶電荷

21、的核子基態(tài)時(shí)，原子就發(fā)出光子流（即不帶電荷的核子流），稱流），稱-射線，發(fā)源于原子核本身。射線，發(fā)源于原子核本身。3.四種射線的特點(diǎn)四種射線的特點(diǎn) 以上所講的四種射線都具有使被輻射物質(zhì)的原子以上所講的四種射線都具有使被輻射物質(zhì)的原子或分子發(fā)生電離作用的能力和不同程度的穿透能或分子發(fā)生電離作用的能力和不同程度的穿透能力。但是由于射線性質(zhì)的不同，從而電離能力和力。但是由于射線性質(zhì)的不同，從而電離能力和穿透能力各不相同。穿透能力各不相同。u-射線：相對(duì)質(zhì)量較大，電離能力很強(qiáng)，穿透能射線：相對(duì)質(zhì)量較大，電離能力很強(qiáng)，穿透能力很小；一張紙就能阻擋它的通過。力很??；一張紙就能阻擋它的通過。u-射線：為氫核

22、質(zhì)量的幾千分之一，帶電射線：為氫核質(zhì)量的幾千分之一，帶電量為量為-射線的一半，電離能力比射線的一半，電離能力比-射線小，射線小，穿透能力比穿透能力比-射線大；射線大；u-射線：電離能力比射線：電離能力比、小，但穿透能力小，但穿透能力比比、大；大；uX-射線：電離能力小，穿透力很高射線：電離能力小，穿透力很高4放射性衰變放射性衰變每個(gè)放射性同位素經(jīng)放出射線后，就每個(gè)放射性同位素經(jīng)放出射線后，就轉(zhuǎn)變成另一個(gè)原子核，從不穩(wěn)定的元素變轉(zhuǎn)變成另一個(gè)原子核，從不穩(wěn)定的元素變成穩(wěn)定同位素。原子核的轉(zhuǎn)變過程稱為放成穩(wěn)定同位素。原子核的轉(zhuǎn)變過程稱為放射性衰變。射性衰變。(1)衰變規(guī)律衰變規(guī)律u原子核衰變數(shù)原子核

23、衰變數(shù)N與原子核總數(shù)與原子核總數(shù)N0有關(guān)。有關(guān)。u實(shí)踐證明：在單位時(shí)間內(nèi)，衰變著的原子核實(shí)踐證明：在單位時(shí)間內(nèi)，衰變著的原子核的數(shù)目和其總數(shù)成正比，這一過程是不可逆的的數(shù)目和其總數(shù)成正比，這一過程是不可逆的,可用公式表示如下可用公式表示如下:N=N0e-tN:原子核數(shù)原子核數(shù)N0:原子核總數(shù)原子核總數(shù)t:時(shí)間時(shí)間:衰變常數(shù)衰變常數(shù)（2）半衰期）半衰期放射性強(qiáng)度因衰變降低到原來(lái)放射性強(qiáng)度因衰變降低到原來(lái)一半所需的時(shí)間一半所需的時(shí)間稱為半衰期?；蛟訑?shù)衰變至一半時(shí)所需的時(shí)間。稱為半衰期?；蛟訑?shù)衰變至一半時(shí)所需的時(shí)間。對(duì)于單獨(dú)的一種放射性元素而言，半衰期和衰變常對(duì)于單獨(dú)的一種放射性元素而言，半衰期

24、和衰變常數(shù)一樣也是常數(shù)。半衰期以數(shù)一樣也是常數(shù)。半衰期以t1/2表示，則根據(jù)前面公表示，則根據(jù)前面公式可得：式可得：1/2N0=N0e-t1/2t1/2=ln2=0.6931即衰變常數(shù)與任意同位素的半衰期的乘積為即衰變常數(shù)與任意同位素的半衰期的乘積為0.6931，這樣可利用半衰期求出其衰變常數(shù)。，這樣可利用半衰期求出其衰變常數(shù)。常見放射性同位素的半衰期常見放射性同位素的半衰期常見放射性同位素的半衰期常見放射性同位素的半衰期三輻射用各種單位三輻射用各種單位（一）（一）能量單位能量單位 電子伏特電子伏特ev.表示輻射能量單位普通用表示輻射能量單位普通用eV，即即相當(dāng)于個(gè)電子在真空中通過電位差為伏特

25、相當(dāng)于個(gè)電子在真空中通過電位差為伏特的電場(chǎng)被加速所獲得的動(dòng)能。的電場(chǎng)被加速所獲得的動(dòng)能。ev=1.60210-12爾格（爾格（erg）1Mev=106ev，1kev=103ev（二）放射性強(qiáng)度（二）放射性強(qiáng)度衡量放射性強(qiáng)弱程度的一個(gè)物理量。指單位時(shí)衡量放射性強(qiáng)弱程度的一個(gè)物理量。指單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)。間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)。u以前曾用居里，以前曾用居里，1Ci=3.71010衰變秒即每衰變秒即每秒中有秒中有3.71010次原子核衰變。次原子核衰變。u現(xiàn)法定單位用現(xiàn)法定單位用貝克貝克Bq，即每秒中有一個(gè)原子核即每秒中有一個(gè)原子核衰變?yōu)樗プ優(yōu)?貝克。貝克。u1Bq=1S1，因此，因此，1Ci

26、=3.71010Bq。（三）輻射計(jì)量（三）輻射計(jì)量u 指被照射物質(zhì)吸收輻射能量程度的一些物理量。指被照射物質(zhì)吸收輻射能量程度的一些物理量。u常用輻射量、物料吸收劑量和吸收劑量速率來(lái)表示。常用輻射量、物料吸收劑量和吸收劑量速率來(lái)表示。輻射（照射）量是用輻射（照射）量是用X-射線或射線或-射線輻射源的輻射場(chǎng)內(nèi)空射線輻射源的輻射場(chǎng)內(nèi)空氣電離的程度來(lái)表示。氣電離的程度來(lái)表示。吸收劑量是指在輻射源的輻射場(chǎng)內(nèi)單位質(zhì)量被輻射物質(zhì)吸收劑量是指在輻射源的輻射場(chǎng)內(nèi)單位質(zhì)量被輻射物質(zhì)吸收的輻射能量。簡(jiǎn)稱劑量。吸收的輻射能量。簡(jiǎn)稱劑量。單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)在單位時(shí)間中所吸收的能量稱為單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)在單位時(shí)間中所

27、吸收的能量稱為吸收劑量速率。吸收劑量速率。u法定單位為庫(kù)侖法定單位為庫(kù)侖/千克（千克（C/kg），），以前曾用倫琴（以前曾用倫琴（R）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0，760mmHg），），1cm3空氣（空氣（0.00129g）能形成一個(gè)正電或負(fù)電的靜電單位的能形成一個(gè)正電或負(fù)電的靜電單位的X-射線或射線或-射線照射射線照射量量1R。一個(gè)正電或負(fù)電的離子具有一個(gè)正電或負(fù)電的離子具有4.801010e.s.u（靜電單位）。靜電單位）。即一個(gè)靜電單位的離子量為即一個(gè)靜電單位的離子量為2.08109個(gè)正電或負(fù)電離子個(gè)正電或負(fù)電離子（離子對(duì)），即（離子對(duì)），即1倫琴可使倫琴可使1cm3空氣產(chǎn)生空氣產(chǎn)生2

28、.08109個(gè)正電或個(gè)正電或負(fù)電離子（離子對(duì)）。負(fù)電離子（離子對(duì)）。1R=2.58104C/kg（空氣）空氣）1輻射量（照射量）輻射量（照射量）2吸收劑量吸收劑量 是電離輻射授予被輻射物質(zhì)單位質(zhì)量的平均能是電離輻射授予被輻射物質(zhì)單位質(zhì)量的平均能量，即量，即被輻射物質(zhì)吸收的輻射能量被輻射物質(zhì)吸收的輻射能量，法定單位，法定單位為為J/kg，也稱為也稱為戈瑞戈瑞（Gy） 以前曾用拉德（以前曾用拉德（Rad）即即1克被輻射物質(zhì)吸收克被輻射物質(zhì)吸收1 0 0 爾 格 （爾 格 （ e r g ） 射 線 能 量 為射 線 能 量 為 1 R a d 。1Rad=100erg/g=6.241013eV/g

29、。 1Gy=100Rad=104erg/g 照射量和吸收劑量是完全不同的概念，有區(qū)別照射量和吸收劑量是完全不同的概念，有區(qū)別（照射量指空氣電離程度來(lái)講）但兩者都是描（照射量指空氣電離程度來(lái)講）但兩者都是描述輻射計(jì)量的，又相互聯(lián)系。述輻射計(jì)量的，又相互聯(lián)系。 1個(gè)電子的電荷量是個(gè)電子的電荷量是4.81010e.s.u.產(chǎn)生一產(chǎn)生一個(gè)個(gè)e.s.u.需要的離子對(duì)數(shù)為需要的離子對(duì)數(shù)為2.08109，而電，而電子在空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子所消耗的平均能子在空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子所消耗的平均能量為量為33.73eV（電離功）電離功） 1R照射量相當(dāng)于照射量相當(dāng)于0.0129g空氣中吸收了空氣中吸收了2.081093

30、3.73eV=7.021010eV=0.112erg能量。能量。 1 R 照 射 量 時(shí) ，照 射 量 時(shí) ， 1 g 空 氣 的 吸 收 能 量 為空 氣 的 吸 收 能 量 為0.112erg/0.00129=86.8erg/g=0.868Rad即空即空氣的吸收劑量為氣的吸收劑量為0.868Rad=8.68103Gy。3吸收劑量速率吸收劑量速率 單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)在單位時(shí)間中所吸單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)在單位時(shí)間中所吸收的能量稱為吸收劑量速率。單位為收的能量稱為吸收劑量速率。單位為Gy/s。 吸收劑量速率與照射距離和輻射強(qiáng)度有關(guān)。吸收劑量速率與照射距離和輻射強(qiáng)度有關(guān)。距離越近，吸收劑量速率越

31、大，距離相同，距離越近，吸收劑量速率越大，距離相同，輻射強(qiáng)度越大，則吸收劑量越大。輻射強(qiáng)度越大，則吸收劑量越大。 物料不同，吸收劑量速率也是不一樣的。物料不同，吸收劑量速率也是不一樣的。四、輻射源四、輻射源（一）（一）人工放射性同位素人工放射性同位素在在食品輻射食品輻射時(shí)供電離輻射用的放射線主時(shí)供電離輻射用的放射線主要為要為-和和-射線，經(jīng)常采用人工制備的放射線，經(jīng)常采用人工制備的放射性同位素射性同位素60Co（鈷，半衰期鈷，半衰期5.26年）和年）和137Cs（銫，半衰期銫，半衰期30.3年）年）鈷和銫衰變圖鈷和銫衰變圖60Co經(jīng)經(jīng)-衰變后放出兩個(gè)能量不同的衰變后放出兩個(gè)能量不同的-光子最后

32、變?yōu)楣庾幼詈笞優(yōu)?0Ni；137Cs經(jīng)經(jīng)-衰變后放出衰變后放出-光子最后變?yōu)楣庾幼詈笞優(yōu)?37Bau制備方法，將自然界中存在的穩(wěn)定同位素制備方法，將自然界中存在的穩(wěn)定同位素59Co金屬制成棒形、長(zhǎng)方形、薄片形、顆粒金屬制成棒形、長(zhǎng)方形、薄片形、顆粒形、圓筒形或所需要的形狀，置于反應(yīng)堆活形、圓筒形或所需要的形狀，置于反應(yīng)堆活性區(qū)，經(jīng)中子一定時(shí)間照射，少量性區(qū)，經(jīng)中子一定時(shí)間照射，少量59Co原子原子吸收一個(gè)中子后即生成吸收一個(gè)中子后即生成60Co輻射源。輻射源。u目前在商業(yè)上采用目前在商業(yè)上采用60Co作為作為-射線源射線源。（二）電子加速器（二）電子加速器 利用電磁場(chǎng)作用，使電子獲得較高能量，

33、即將電能轉(zhuǎn)變成輻射利用電磁場(chǎng)作用，使電子獲得較高能量，即將電能轉(zhuǎn)變成輻射能，這樣儀器設(shè)備裝置有靜電加速器、高頻高壓加速器、絕能，這樣儀器設(shè)備裝置有靜電加速器、高頻高壓加速器、絕緣磁芯變壓器，直流加速器有兩種方式：緣磁芯變壓器，直流加速器有兩種方式：1.直接加高壓，很高電壓使電子獲得動(dòng)能如范德格拉夫加速器直接加高壓，很高電壓使電子獲得動(dòng)能如范德格拉夫加速器（靜電加速器）；（靜電加速器）；2.不是直接利用高電壓，但反復(fù)多次將電子加速，如回旋加速器，不是直接利用高電壓，但反復(fù)多次將電子加速，如回旋加速器，電子感應(yīng)加速器。電子感應(yīng)加速器。u利用加速器使電子帶電形成高能量粒子利用加速器使電子帶電形成高能

34、量粒子人工人工-射線源。射線源。范德格拉夫加速器直流高壓電源直流高壓電源6通過針尖通過針尖電暈放電將負(fù)電荷噴射電暈放電將負(fù)電荷噴射到高速運(yùn)行的輸電帶到高速運(yùn)行的輸電帶4上，上，電荷被帶到球型高壓電電荷被帶到球型高壓電極極1內(nèi)，電刷內(nèi)，電刷7收集電荷。收集電荷。在電荷累積下，在球型在電荷累積下，在球型電極形成高壓電場(chǎng)。電電極形成高壓電場(chǎng)。電子槍子槍5發(fā)射的電子，在高發(fā)射的電子，在高壓電場(chǎng)下，沿著加速管壓電場(chǎng)下，沿著加速管3被加速，即得到電子射被加速，即得到電子射線。線。u用高能電子來(lái)轟擊重金屬靶，則產(chǎn)生用高能電子來(lái)轟擊重金屬靶，則產(chǎn)生X-射線射線X-射線發(fā)生器。射線發(fā)生器。 特點(diǎn)：電子加速器優(yōu)點(diǎn)

35、是可以控制開停，能量可特點(diǎn)：電子加速器優(yōu)點(diǎn)是可以控制開停，能量可以調(diào)節(jié)控制。以調(diào)節(jié)控制。 可得到比放射性同位素源輻射能量高得多，如可得到比放射性同位素源輻射能量高得多，如1萬(wàn)萬(wàn)Ci60Co150W，而加速器可達(dá)而加速器可達(dá)10-15kW。 X-射線轉(zhuǎn)換率不高，一般不用于食品輻射。射線轉(zhuǎn)換率不高，一般不用于食品輻射。思考題1 輻射保藏食品優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？輻射保藏食品優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？2輻射的類型及劃分的界限輻射的類型及劃分的界限3放射性同位素發(fā)射的射線種類、產(chǎn)生的放射性同位素發(fā)射的射線種類、產(chǎn)生的條件及各自的特點(diǎn)條件及各自的特點(diǎn)4輻射量、吸收劑量、吸收劑量速率及相輻射量、吸收劑量、吸收劑量速率及相應(yīng)的單位

36、應(yīng)的單位5食品輻射常用的人工放射性同位素食品輻射常用的人工放射性同位素第三節(jié)第三節(jié)食品輻射技術(shù)的化學(xué)與生物學(xué)效應(yīng)食品輻射技術(shù)的化學(xué)與生物學(xué)效應(yīng)電離輻射之所以用來(lái)保藏食品，這是由電離輻射之所以用來(lái)保藏食品，這是由輻射對(duì)被照射物質(zhì)中發(fā)生的輻射對(duì)被照射物質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)與與生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)所決定的。所決定的。一、食品輻射化學(xué)效應(yīng)一、食品輻射化學(xué)效應(yīng)電離輻射使物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化的問題至今仍不是很清楚。電離輻射使物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化的問題至今仍不是很清楚。由電離輻射使食品產(chǎn)生多種離子、粒子及質(zhì)子的基本過程由電離輻射使食品產(chǎn)生多種離子、粒子及質(zhì)子的基本過程有：有： 直接直接初級(jí)輻射初級(jí)輻射即物質(zhì)接

37、受輻射能后，形成離子、激即物質(zhì)接受輻射能后，形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片發(fā)態(tài)分子或分子碎片與輻射程度有關(guān)。與輻射程度有關(guān)。 間接間接次級(jí)輻射次級(jí)輻射初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用生成與原物初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用生成與原物質(zhì)不同的化合物質(zhì)不同的化合物與溫度等其他條件有關(guān)。與溫度等其他條件有關(guān)。1.水分子水分子u水分子對(duì)輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量水分子對(duì)輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。子和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。u水接受輻射后的最后產(chǎn)物是氫和過氧化氫，形水接受輻射后的最后產(chǎn)物是氫和過氧化

38、氫，形成的機(jī)制很復(fù)雜?，F(xiàn)已知的中間產(chǎn)物主要有三成的機(jī)制很復(fù)雜。現(xiàn)已知的中間產(chǎn)物主要有三種：種：水合電子（水合電子（eaq），氫氧基（），氫氧基（OH），氫基），氫基（H）。）。見見P222 水分子被輻射后可能反應(yīng)水分子被輻射后可能反應(yīng)途徑途徑（eaq）+H2O=H+OHH+OH=H2OH+H=H2OH+OH=H2O2H+H2O2=H2O+OHOH+H2O2=H2O+HO2H2+OH=H2O+HH+O2=HO2HO2+HO2=H2O2+O2u這些中間產(chǎn)物能在不同的途這些中間產(chǎn)物能在不同的途徑中進(jìn)行反應(yīng)，徑中進(jìn)行反應(yīng)，eaq是一個(gè)還是一個(gè)還原劑，原劑，OH是一個(gè)氧化劑，是一個(gè)氧化劑，H有時(shí)是氧化劑

39、但有時(shí)又是有時(shí)是氧化劑但有時(shí)又是還原劑。還原劑。u這些中間產(chǎn)物很重要，因?yàn)檫@些中間產(chǎn)物很重要，因?yàn)樗鼈兛梢院推渌袡C(jī)體的分它們可以和其他有機(jī)體的分子接觸而進(jìn)行反應(yīng)，特別是子接觸而進(jìn)行反應(yīng)，特別是在稀溶液中或含水的食品中，在稀溶液中或含水的食品中，大多由于水的輻射而產(chǎn)生了大多由于水的輻射而產(chǎn)生了間接效應(yīng)進(jìn)行了氧化反應(yīng)。間接效應(yīng)進(jìn)行了氧化反應(yīng)。u從上可看出物質(zhì)分子吸收了輻射能而發(fā)生了化從上可看出物質(zhì)分子吸收了輻射能而發(fā)生了化學(xué)效應(yīng)，表示物質(zhì)學(xué)效應(yīng)，表示物質(zhì)輻射化學(xué)效應(yīng)的數(shù)值稱輻射化學(xué)效應(yīng)的數(shù)值稱G值值。uG值即吸收值即吸收100eV能量的物質(zhì)所產(chǎn)生化學(xué)變化的能量的物質(zhì)所產(chǎn)生化學(xué)變化的分子數(shù)。輻射的

40、化學(xué)效應(yīng)是以每吸收分子數(shù)。輻射的化學(xué)效應(yīng)是以每吸收100eV（電電子伏）能量時(shí)被照射物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化的分子子伏）能量時(shí)被照射物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化的分子數(shù)目來(lái)表示的。（即能傳遞數(shù)目來(lái)表示的。（即能傳遞100eV能量的分子數(shù)）能量的分子數(shù)）2氨基酸與蛋白質(zhì)氨基酸與蛋白質(zhì)有機(jī)化合物因輻射而分解的產(chǎn)物也很復(fù)雜，取有機(jī)化合物因輻射而分解的產(chǎn)物也很復(fù)雜，取決于原物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和輻射條件，有的從高決于原物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和輻射條件，有的從高分子分子-低分子，有的反而從低分子低分子，有的反而從低分子-高分子。高分子。u射線照射到食品蛋白質(zhì)分子，很容易使它的二射線照射到食品蛋白質(zhì)分子，很容易使它的二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、醚

41、鍵斷裂，破壞蛋白質(zhì)分硫鍵、氫鍵、鹽鍵、醚鍵斷裂，破壞蛋白質(zhì)分子的三級(jí)、二級(jí)結(jié)構(gòu)，改變物理性質(zhì)。子的三級(jí)、二級(jí)結(jié)構(gòu)，改變物理性質(zhì)。射線照射，引起氨基酸、蛋白質(zhì)分子的化學(xué)變化有：射線照射，引起氨基酸、蛋白質(zhì)分子的化學(xué)變化有：（1）脫氨）脫氨如甘氨酸如甘氨酸e-+NH3+CH2COOH-NH3+CH2COO-（2）放出）放出CO2a.脫氨的脫氨的脫羧脫羧反應(yīng)反應(yīng)b.不脫氨的不脫氨的脫羧脫羧反應(yīng)反應(yīng)（3）含硫氨基酸含硫氨基酸的氧化（的氧化（巰基巰基）e-+NH3+CH2CH（CH2SH）COO-H2S+NH2CH（CH2）COO-（4）交聯(lián)）交聯(lián)蛋白質(zhì)凝聚（該蛋白質(zhì)分子通過硫氫基蛋白質(zhì)凝聚（該蛋白質(zhì)分

42、子通過硫氫基的氧化生成分子內(nèi)或分子間的二硫鍵，或由酪氨的氧化生成分子內(nèi)或分子間的二硫鍵，或由酪氨酸和苯丙氨酸的苯環(huán)偶合而發(fā)生交聯(lián)）。酸和苯丙氨酸的苯環(huán)偶合而發(fā)生交聯(lián)）。（5）降解降解蛋白質(zhì)發(fā)生裂解，產(chǎn)生較小的碎片。蛋白質(zhì)發(fā)生裂解，產(chǎn)生較小的碎片。（6）輻射降解與交聯(lián)同時(shí)發(fā)生，若降解小而交聯(lián)大，）輻射降解與交聯(lián)同時(shí)發(fā)生，若降解小而交聯(lián)大，則交聯(lián)會(huì)掩蓋降解，故降解不易觀察到。則交聯(lián)會(huì)掩蓋降解，故降解不易觀察到。3酶酶u酶酶是機(jī)體組織的重要成分，因酶的主要組成是蛋白質(zhì)，故它是機(jī)體組織的重要成分，因酶的主要組成是蛋白質(zhì)，故它對(duì)輻射的反應(yīng)與蛋白質(zhì)相似對(duì)輻射的反應(yīng)與蛋白質(zhì)相似，如變性作用等。，如變性作用等

43、。u純酶稀溶液對(duì)輻射敏感，若增加其濃度也必須增加輻射劑量純酶稀溶液對(duì)輻射敏感，若增加其濃度也必須增加輻射劑量才能產(chǎn)生同樣的鈍化效果。才能產(chǎn)生同樣的鈍化效果。u若在若在食品體系食品體系中，中，酶酶很很容易受到保護(hù)容易受到保護(hù)，同時(shí)也，同時(shí)也受外界條件變受外界條件變化化（溫度、（溫度、pH、含氧量）的、含氧量）的影響影響。如提高溫度會(huì)增加酶對(duì)。如提高溫度會(huì)增加酶對(duì)輻射的敏感度，在有氧狀態(tài)下干燥胰蛋白酶極易鈍化。輻射的敏感度，在有氧狀態(tài)下干燥胰蛋白酶極易鈍化。u此外，有時(shí)酶由于蛋白質(zhì)分子降解，使酶活性中心暴露出來(lái)，此外，有時(shí)酶由于蛋白質(zhì)分子降解，使酶活性中心暴露出來(lái)，反而致使酶反應(yīng)更有利。因此對(duì)分解

44、酶類活性的食品，反而致使酶反應(yīng)更有利。因此對(duì)分解酶類活性的食品，在輻在輻射前應(yīng)先通過加熱滅酶。射前應(yīng)先通過加熱滅酶。u酶會(huì)因有巰基（酶會(huì)因有巰基（-SH）的存在而增加其對(duì)輻射的敏感性。）的存在而增加其對(duì)輻射的敏感性。4脂類脂類一般來(lái)說(shuō)，飽和脂肪是穩(wěn)定的，不飽和脂肪容易發(fā)生氧化。一般來(lái)說(shuō)，飽和脂肪是穩(wěn)定的，不飽和脂肪容易發(fā)生氧化。輻射脂類的主要作用是在脂肪酸長(zhǎng)鏈中輻射脂類的主要作用是在脂肪酸長(zhǎng)鏈中-C-C-鍵外斷裂。鍵外斷裂。輻射對(duì)脂類所產(chǎn)生的影響可分為三個(gè)方面：輻射對(duì)脂類所產(chǎn)生的影響可分為三個(gè)方面：理化性質(zhì)理化性質(zhì)的變化；的變化；受輻射感應(yīng)而發(fā)生受輻射感應(yīng)而發(fā)生自動(dòng)氧化自動(dòng)氧化；發(fā)生；發(fā)生非自

45、動(dòng)氧化非自動(dòng)氧化性的輻射分解。性的輻射分解。u脂肪酸酯和某些天然油脂在受脂肪酸酯和某些天然油脂在受50kGy以下劑量照射，品質(zhì)變以下劑量照射，品質(zhì)變化極少；但其他成為異臭發(fā)生源。如肉類風(fēng)味變化，牛奶產(chǎn)化極少；但其他成為異臭發(fā)生源。如肉類風(fēng)味變化，牛奶產(chǎn)生蠟燭味，魚類產(chǎn)生異臭。生蠟燭味，魚類產(chǎn)生異臭。u輻照可促使脂類的輻照可促使脂類的自動(dòng)氧化自動(dòng)氧化，有氧存在，其促進(jìn)作用更明顯，有氧存在，其促進(jìn)作用更明顯，從而促進(jìn)游離基的生成，使氫過氧化物和抗氧化物質(zhì)分解反從而促進(jìn)游離基的生成，使氫過氧化物和抗氧化物質(zhì)分解反應(yīng)加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等。應(yīng)加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等。u飽

46、和脂類飽和脂類在在無(wú)氧無(wú)氧狀態(tài)下輻照時(shí)會(huì)發(fā)生狀態(tài)下輻照時(shí)會(huì)發(fā)生非自動(dòng)氧化非自動(dòng)氧化性分解反應(yīng)，產(chǎn)生性分解反應(yīng)，產(chǎn)生H2、CO、CO2、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔?、醛和高分子化合物。不飽和脂肪酸也?huì)產(chǎn)生類似醛和高分子化合物。不飽和脂肪酸也會(huì)產(chǎn)生類似的物質(zhì)，其生成的碳?xì)浠衔餅殒溝N、二烯烴、的物質(zhì)，其生成的碳?xì)浠衔餅殒溝N、二烯烴、二烯烴和二聚物形成的酸。二烯烴和二聚物形成的酸。u磷脂類的輻射分解物也是碳?xì)浠衔镱?、醛類和磷脂類的輻射分解物也是碳?xì)浠衔镱?、醛類和酯類。酯類。u對(duì)含有脂肪的食品輻照時(shí)也鑒定出了過氧化物、對(duì)含有脂肪的食品輻照時(shí)也鑒定出了過氧化物、酯類、酸類、和碳?xì)浠衔锏?，這與天然脂

47、肪和酯類、酸類、和碳?xì)浠衔锏龋@與天然脂肪和典型脂肪的情況相同。但是應(yīng)注意的是，與剛照典型脂肪的情況相同。但是應(yīng)注意的是，與剛照射后相比，這種影響多出現(xiàn)于貯藏期中。射后相比，這種影響多出現(xiàn)于貯藏期中。5碳水化合物碳水化合物一般來(lái)說(shuō)相當(dāng)穩(wěn)定，只有大劑量照射下才引起氧化一般來(lái)說(shuō)相當(dāng)穩(wěn)定，只有大劑量照射下才引起氧化和分解。在食品輻射保藏的劑量下，所引起的物質(zhì)和分解。在食品輻射保藏的劑量下，所引起的物質(zhì)性質(zhì)變化極小。輻照對(duì)單獨(dú)存在時(shí)的糖類的影響如性質(zhì)變化極小。輻照對(duì)單獨(dú)存在時(shí)的糖類的影響如下：下：u單糖只有在單糖只有在C4上發(fā)生氧化產(chǎn)生糖酮酸上發(fā)生氧化產(chǎn)生糖酮酸u低分子糖類：旋光度降低、褐變、還原性

48、和吸收光低分子糖類：旋光度降低、褐變、還原性和吸收光譜變化、產(chǎn)生譜變化、產(chǎn)生H2、CO、CO2、CH4等氣體。等氣體。u多糖類：熔點(diǎn)降低、旋光度降低、褐變、結(jié)構(gòu)多糖類：熔點(diǎn)降低、旋光度降低、褐變、結(jié)構(gòu)和吸收光譜變化。和吸收光譜變化。如直鏈淀粉黏度下降（淀粉降解）如直鏈淀粉黏度下降（淀粉降解）果膠果膠植物組織受損（解聚）植物組織受損（解聚）經(jīng)輻照后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對(duì)酶的敏感性也隨經(jīng)輻照后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對(duì)酶的敏感性也隨之發(fā)生變化，并引起之發(fā)生變化，并引起-1，4-糖苷鍵偶發(fā)性斷糖苷鍵偶發(fā)性斷裂及生成裂及生成H2、CO、CO2氣體。氣體。6維生素維生素 維生素是食品中重要的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。維生素對(duì)維生素

49、是食品中重要的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。維生素對(duì)輻照食品的敏感性在評(píng)價(jià)輻照食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上輻照食品的敏感性在評(píng)價(jià)輻照食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上是一個(gè)很重要的指標(biāo)。是一個(gè)很重要的指標(biāo)。u水溶性維生素中以水溶性維生素中以VC的輻射敏感性最強(qiáng)，其他水的輻射敏感性最強(qiáng)，其他水溶性如溶性如VB1、VB2、泛酸、泛酸、VB6、葉酸也較敏感，、葉酸也較敏感，VB5（煙酸）對(duì)輻射很不敏感，較穩(wěn)定。煙酸）對(duì)輻射很不敏感，較穩(wěn)定。u脂溶性維生素對(duì)輻射均很敏感，尤其是脂溶性維生素對(duì)輻射均很敏感，尤其是VE、VK更更敏感敏感二食品輻射的生物學(xué)效應(yīng)二食品輻射的生物學(xué)效應(yīng) 生物學(xué)效應(yīng)指輻射對(duì)生物體如微生物、昆蟲、寄生生物學(xué)效應(yīng)指輻射對(duì)生物體如

50、微生物、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響。這種影響是由于生物體內(nèi)的化蟲、植物等的影響。這種影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。學(xué)變化造成的。u已證實(shí)已證實(shí)輻射不會(huì)產(chǎn)生輻射不會(huì)產(chǎn)生特殊特殊毒素毒素，但在輻射后某些機(jī)，但在輻射后某些機(jī)體組織中有時(shí)發(fā)現(xiàn)帶有毒性的不正常代謝產(chǎn)物。體組織中有時(shí)發(fā)現(xiàn)帶有毒性的不正常代謝產(chǎn)物。u輻射對(duì)活體組織的輻射對(duì)活體組織的損傷主要是有關(guān)其代謝反應(yīng)損傷主要是有關(guān)其代謝反應(yīng)，視，視其機(jī)體組織受輻射損傷后的恢復(fù)能力而異，這還取其機(jī)體組織受輻射損傷后的恢復(fù)能力而異，這還取決于所使用的輻射總劑量的大小。決于所使用的輻射總劑量的大小。（一）（一）微生物微生物 1輻射對(duì)微生物的作用輻射對(duì)微

51、生物的作用(機(jī)制）機(jī)制）（1）直接效應(yīng)直接效應(yīng)指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應(yīng)，指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應(yīng)，可使微生物死亡。可使微生物死亡。細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)DNA受損受損即即DNA分子堿基發(fā)生分解或氫分子堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂等。由于鍵斷裂等。由于DNA分子本身受到損傷而致使分子本身受到損傷而致使細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡-直接擊中學(xué)說(shuō)直接擊中學(xué)說(shuō)細(xì)胞內(nèi)膜受損細(xì)胞內(nèi)膜受損膜內(nèi)由蛋白質(zhì)和脂肪（磷脂），膜內(nèi)由蛋白質(zhì)和脂肪（磷脂），這些分子的斷裂，造成細(xì)胞膜泄露，酶釋放出來(lái)，這些分子的斷裂，造成細(xì)胞膜泄露，酶釋放出來(lái)，酶功能紊亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷，酶功能紊亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷，從

52、而使微生物死亡。從而使微生物死亡。（2）間接效應(yīng)間接效應(yīng)（來(lái)自被激活的水分子或電離所（來(lái)自被激活的水分子或電離所得的游離基）得的游離基）當(dāng)水分子被激活和電離后，成為當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基游離基，起，起氧化氧化還原還原反應(yīng)反應(yīng)作用，這些激活的水分子就與作用，這些激活的水分子就與微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，而使細(xì)微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，而使細(xì)胞生理機(jī)能受到影響。胞生理機(jī)能受到影響。u那么對(duì)微生物來(lái)說(shuō)需要多大的輻射劑量才能殺那么對(duì)微生物來(lái)說(shuō)需要多大的輻射劑量才能殺死微生物呢？這取決于微生物對(duì)輻射的敏感性。死微生物呢？這取決于微生物對(duì)輻射的敏感性。2微生物對(duì)輻射的敏感性微生物對(duì)

53、輻射的敏感性 為了表示某種微生物對(duì)輻射的敏感性，就通常以每殺死為了表示某種微生物對(duì)輻射的敏感性，就通常以每殺死90%微生物所需用的戈瑞數(shù)來(lái)表示，即殘存微生物數(shù)下降到原數(shù)微生物所需用的戈瑞數(shù)來(lái)表示，即殘存微生物數(shù)下降到原數(shù)的的10%時(shí)所需用戈瑞的劑量，并用時(shí)所需用戈瑞的劑量，并用DM值值來(lái)表示。來(lái)表示。u人們通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微生物（細(xì)菌）殘存數(shù)與輻射劑人們通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微生物（細(xì)菌）殘存數(shù)與輻射劑量存在如下關(guān)系量存在如下關(guān)系:logN/N0=-D/DMN0：初始微生物數(shù)：初始微生物數(shù)N：使用：使用D劑量后殘留的微生物數(shù)劑量后殘留的微生物數(shù)D：初始劑量：初始劑量DM：微生物殘留數(shù)減到原數(shù)

54、的：微生物殘留數(shù)減到原數(shù)的10%時(shí)的劑量時(shí)的劑量輻射劑量與微生物殘存數(shù)的關(guān)系輻射劑量與微生物殘存數(shù)的關(guān)系u微生物（細(xì)菌）種類不同，對(duì)輻射的敏感性各不同，微生物（細(xì)菌）種類不同，對(duì)輻射的敏感性各不同，因而因而DM也不同。見也不同。見P227表表1-4-8.u并且微生物所處環(huán)境不同，則輻射敏感也不相同。并且微生物所處環(huán)境不同，則輻射敏感也不相同。輻射保藏的滅菌對(duì)象輻射保藏的滅菌對(duì)象u在低酸性和中性食品（在低酸性和中性食品（pH4.5）中，嗜熱脂肪芽孢桿菌中，嗜熱脂肪芽孢桿菌（平蓋酸敗菌）比肉毒桿菌（平蓋酸敗菌）比肉毒桿菌A型或型或B型更耐熱，若用加熱型更耐熱，若用加熱滅菌則（嗜熱）滅菌則（嗜熱）D

55、121=4050min，而肉毒桿菌加熱滅菌而肉毒桿菌加熱滅菌為為D121=612S。但對(duì)于輻射則容易被殺滅（敏感，但對(duì)于輻射則容易被殺滅（敏感，?。蚨谳椛浔２刂惺菍⑿。?，因而在輻射保藏中是將肉毒桿菌肉毒桿菌A型型作為徹底滅作為徹底滅菌的對(duì)象菌。以對(duì)這種菌的殺菌程度定為菌的對(duì)象菌。以對(duì)這種菌的殺菌程度定為10-12為指標(biāo)，為指標(biāo)，則完全殺菌劑量為：則完全殺菌劑量為：12D=50kGyu一般來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，MG+G-,酵母菌酵母菌霉菌霉菌(敏感敏感)注意：注意：輻射并不能使微生物毒素除去輻射并不能使微生物毒素除去，如黃曲霉素對(duì)，如黃曲霉素對(duì)射線相當(dāng)穩(wěn)定，射線相當(dāng)穩(wěn)定，300kGy大劑量毒素?zé)o

56、變化，可能毒素大劑量毒素?zé)o變化，可能毒素較穩(wěn)定。較穩(wěn)定。（二）（二）病毒病毒u病毒是最小的生物體，它沒有呼吸作用，是以病毒是最小的生物體，它沒有呼吸作用，是以食品和酶為寄主。通常使用高達(dá)食品和酶為寄主。通常使用高達(dá)30kGy的劑量的劑量才能抑制。如脊髓灰色質(zhì)病毒和傳染性肝炎病才能抑制。如脊髓灰色質(zhì)病毒和傳染性肝炎病毒據(jù)推測(cè)來(lái)自食品污染。用毒據(jù)推測(cè)來(lái)自食品污染。用射線照射有助射線照射有助于殺死病毒。于殺死病毒。（三）霉菌和酵母（三）霉菌和酵母u酵母與霉菌對(duì)輻射的敏感性與無(wú)芽孢細(xì)菌相酵母與霉菌對(duì)輻射的敏感性與無(wú)芽孢細(xì)菌相同。霉菌會(huì)造成新鮮果蔬的大量腐敗，用同。霉菌會(huì)造成新鮮果蔬的大量腐敗，用2kG

57、y左右的輻射劑量即可抑制其發(fā)展。左右的輻射劑量即可抑制其發(fā)展。u酵母可使果汁及水果制品腐敗，可用熱處理酵母可使果汁及水果制品腐敗，可用熱處理與低劑量輻射結(jié)合的辦法殺滅。與低劑量輻射結(jié)合的辦法殺滅。（四）（四）昆蟲昆蟲u輻射對(duì)昆蟲的效應(yīng)是與其組成細(xì)胞的效應(yīng)密切相關(guān)的。對(duì)輻射對(duì)昆蟲的效應(yīng)是與其組成細(xì)胞的效應(yīng)密切相關(guān)的。對(duì)于昆蟲細(xì)胞來(lái)說(shuō)，輻射敏感性與它們的生殖活性成正比，于昆蟲細(xì)胞來(lái)說(shuō)，輻射敏感性與它們的生殖活性成正比，與它們的分化程度成反比。處于與它們的分化程度成反比。處于幼蟲期幼蟲期的昆蟲的昆蟲對(duì)輻射對(duì)輻射比較比較敏感敏感，成蟲（細(xì)胞，成蟲（細(xì)胞)對(duì)輻射的敏感性較小，高劑量才能使成對(duì)輻射的敏感性

58、較小，高劑量才能使成蟲致死，但蟲致死，但成蟲的性腺細(xì)胞對(duì)輻射是敏感成蟲的性腺細(xì)胞對(duì)輻射是敏感的，因此使用低的，因此使用低劑量可造成絕育或引起配子在遺傳上的紊亂。劑量可造成絕育或引起配子在遺傳上的紊亂。u輻射對(duì)昆蟲總的損傷作用是致死，輻射對(duì)昆蟲總的損傷作用是致死，“擊倒擊倒”（貌似死亡，（貌似死亡，隨后恢復(fù)），壽命縮短，推遲換羽，不育，減少卵的孵化，隨后恢復(fù)），壽命縮短，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。這些作用都是在一定延遲發(fā)育，減少進(jìn)食量和抑制呼吸。這些作用都是在一定劑量水平下發(fā)生的，而在其它低劑量下，甚至可能出現(xiàn)相劑量水平下發(fā)生的，而在其它低劑量下，甚至可能出現(xiàn)

59、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)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。呼吸。u成年前的昆蟲經(jīng)輻射可產(chǎn)生不育，輻射過的卵可以發(fā)育成年前的昆蟲經(jīng)輻射可產(chǎn)生不育，輻射過的卵可以發(fā)育為幼蟲，但不能發(fā)育成蛹，照射的蛹可發(fā)育為成蟲，但為幼蟲，但不能發(fā)育成蛹，照射的蛹可發(fā)育為成蟲，但其成蟲是不育的。用其成蟲是不育的。用0.130.25kGy照射可使卵和幼蟲有照射可使卵和幼蟲有一定的發(fā)育能力，但能夠阻止它們發(fā)育到成蟲階段。用一定的發(fā)育能力，但能夠阻止它們發(fā)育到成蟲階段。用0.41.0kGy照射后，能阻止所有卵、幼蟲和蛹發(fā)育到下照射后，能阻止所有卵、幼蟲和蛹發(fā)育到下一階段。

60、成蟲甲蟲不育需要一階段。成蟲甲蟲不育需要0.130.25kGy劑量，而蛾需劑量，而蛾需要要0.451.0kGy才行。螨需要用才行。螨需要用0.250.45kGy劑量的照射劑量的照射才能達(dá)到不育。才能達(dá)到不育。u蛾、螨、甲蟲不育蛾、螨、甲蟲不育0.10.5KGy，致死致死3050KGy（五）寄生蟲（五）寄生蟲輻射可使寄生蟲不育或死亡。輻射可使寄生蟲不育或死亡。u豬肉中旋毛蟲豬肉中旋毛蟲不育劑量不育劑量0.12kGy死亡死亡7.5kGyu牛肉中絳蟲牛肉中絳蟲致死劑量致死劑量3.05.0KGy（六）植物（六）植物輻射主要應(yīng)用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）輻射主要應(yīng)用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）