《食-品-保-藏-原-理》第八章-食品的輻射保藏課件

1、食 品 保 藏 原 理第八章 食品的輻射保藏第八章 食品的輻射保藏第一節(jié) 概述第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理第三節(jié) 影響輻射效果的因素第四節(jié) 輻射對(duì)食品的影響第五節(jié) 輻射在食品保藏中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握食品輻射保藏的概念及特點(diǎn)2.了解輻射保藏的發(fā)展現(xiàn)狀，并掌握其在食品保藏中的應(yīng)用。3.理解食品輻射保藏的基本原理。4.掌握輻射對(duì)食品產(chǎn)生的化學(xué)和生物學(xué)效應(yīng)，影響輻射效果的因素以及食品輻射類型。第一節(jié) 概 述 一、概念LINEARACCELERATORElectronSourceHigh energy electronsHigh energy electrons食品的輻射保藏就是利用原子能射線所產(chǎn)

2、生的輻射能量對(duì)各類食品進(jìn)行殺菌、殺蟲、抑制果實(shí)發(fā)芽、調(diào)節(jié)呼吸、延遲后熟、防止食品腐敗變質(zhì)等處理，可最大限度地保持食品原有的品質(zhì)，從而延長(zhǎng)食品的保藏期。第一節(jié) 概 述 一、特點(diǎn)1234能耗少、費(fèi)用低安全、無化學(xué)物質(zhì)殘留射線的穿透力強(qiáng)對(duì)食品原有特性影響小1.優(yōu)越性56適應(yīng)范圍廣加工效率高第一節(jié) 概 述 二、特點(diǎn)2.不足12食品品質(zhì)發(fā)生改變，產(chǎn)生輻射味食品輻射技術(shù)的復(fù)雜化和差異化三、發(fā)展第一節(jié) 概 述 發(fā)展1認(rèn)為是一種食品添加劑確認(rèn)不屬添加劑范疇，并用于商業(yè)食品 安全性得到認(rèn)可，相關(guān)法規(guī)正式頒布商業(yè)輻照工廠成立，輻照食品逐漸增加234三、發(fā)展1.第一階段：一種食品添加劑 食品輻照技術(shù)在上世紀(jì)20年代

3、X-射線發(fā)現(xiàn)后已有探索。 1958年，美國國會(huì)制定了一項(xiàng)修正案，確定電離輻射是一種新的食品添加劑。 隨后，各國開始研究輻照食品的安全性。三、發(fā)展2.第二階段：不屬添加劑范疇，并用于商業(yè)食品 1976年，國際輻照食品聯(lián)合專家委員會(huì)確認(rèn)食品輻照不屬于添加劑范疇。批準(zhǔn)了雞肉、木瓜、馬鈴薯、草莓和小麥等5種輻照食品； 同時(shí)還暫定批準(zhǔn)了輻照稻米、魚和洋蔥供人食用。 接著又批準(zhǔn)了香料、酶制劑和鮮豬肉3種輻照食品。 三、發(fā)展3.第三階段：安全性得到認(rèn)可，相關(guān)法規(guī)正式頒布 1980年，“輻照食品聯(lián)合專家委員會(huì)”確認(rèn)“為貯存的目的，任何食物受到10kGy以下的輻照，不再需要進(jìn)行毒物學(xué)方面的檢測(cè)”。 1983年，

4、FAO與WHO的食品法典委員會(huì)(CAC)正式頒發(fā)了輻照食品通用法規(guī)，為各國輻照食品衛(wèi)生法規(guī)的制訂提供了依據(jù)。四、發(fā)展4.第四階段：商業(yè)食品輻照工廠成立，輻照食品逐漸增加 1991年，第一個(gè)商業(yè)食品輻照工廠在美國佛羅里達(dá)州開業(yè)。目前世界上已有38個(gè)國家正式批準(zhǔn)224種輻照食品的標(biāo)準(zhǔn)。四、發(fā)展我國 研究開始于1958年，糧食輻照保藏研究協(xié)作組對(duì)稻谷的輻照殺蟲、土豆的輻照抑制發(fā)芽等進(jìn)行了有計(jì)劃的研究。 到1998年，國家已頒布批準(zhǔn)了6大類輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 1999年的輻照食品量已達(dá)86萬噸，2002年已超過10萬噸，位居世界首位。我國食品輻照已步入商業(yè)化應(yīng)用階段。 四、發(fā)展 一次性醫(yī)療衛(wèi)生用品的

5、消毒滅菌（醫(yī)用敷料、紗布、手套、注射器、手術(shù)用醫(yī)療器械等）目前約有近30%的包裝型醫(yī)療用具是利用射線進(jìn)行滅菌消毒的。 患了癌癥的病人要接受60Co的放射治療。 手術(shù)時(shí)縫合傷口用的縫線、腸壁縫合線是用牛、羊的骨膠或皮膠制成，手術(shù)后縫在體內(nèi)慢慢被消化吸收，不需要拆線。不能利用加熱的辦法來消毒。 其他用途第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 一、輻射定義：輻射，是輻射源放出射線，釋放能量，能使受輻射物質(zhì)的原子發(fā)生電離作用的一種物理過程。第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 一、輻射 電磁輻射：以電場(chǎng)和磁場(chǎng)交變振動(dòng)的方式穿過物質(zhì)和空間而傳遞能量，本質(zhì)上屬于電磁波。 無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、

6、射線 微粒輻射：組成物質(zhì)的基本粒子或原子核高速運(yùn)動(dòng)，通過損失自己的動(dòng)能把能量傳遞給其他物質(zhì)。 射線、射線、高能電子、正電子、質(zhì)子、中子分類：殺菌： X射線、射線、高能電子第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 二、輻射源 1.放射性同位素 60Co輻射源 137Cs輻射源 2. 電子加速器 電子射線 X射線 1.放射性同位素 60Co輻射源：自然界不存在，將59Co放在反應(yīng)堆生成60Co， 60Co的半衰期5.25年，故可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定使用。 137Cs輻射源：由核燃料的渣滓中抽提制得。半衰期30年，但分離麻煩，且安全防護(hù)困難，投資高，因此137Cs不如60Co應(yīng)用廣泛。第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原

7、理 二、輻射源第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 二、輻射源2. 電子加速器 電子射線：射程短，密度大，穿透力差，一般適用于食品表面的照射或小包裝食品的輻射。 X射線：具有穿透能力強(qiáng)，可以用于食品輻射加工。但是能量中包含大量低能部分，難以均勻照射大塊樣品，故沒有得到廣泛的應(yīng)用。第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 三、基本原理食品輻照時(shí)，射線把能量或電荷傳遞給食品以及食品上的微生物和昆蟲，引起的各種效應(yīng)會(huì)造成它們體內(nèi)的酶鈍化和各種損傷會(huì)迅速影響其整個(gè)生命過程，導(dǎo)致代謝、生長(zhǎng)異常、損傷擴(kuò)大直至生命死亡。第三節(jié) 影響輻射效果的因素 一、射線的種類二、輻射劑量三、輻射溫度四、微生物種類及狀態(tài)五、氧氣六、食品組

8、成和結(jié)構(gòu)七、食品包裝材料第三節(jié) 影響輻射效果的因素 一、射線的種類 能用于食品殺菌的放射線有高速電子流、-射線及X-射線。 射線種類不同，殺菌效果也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。第三節(jié) 影響輻射效果的因素 二、輻射劑量 輻照劑量影響微生物、蟲害等生物的殺滅程度，也影響食品的輻射化學(xué)效應(yīng)，兩者要兼顧考慮。 劑量大，殺菌效果好。 但劑量過大，則必須考慮輻照對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、脂肪、糖類和維生素等的影響。 第三節(jié) 影響輻射效果的因素 三、輻射溫度 接近常溫條件下，溫度變化對(duì)射線殺菌效果沒有太大影響。 低溫下的輻射可以阻止或減緩輻射分解，有效防止輻照異味及口味變化，減少營養(yǎng)成分的損失，提高輻照食品的品質(zhì)。 四、微生

9、物種類及狀態(tài)第三節(jié) 影響輻射效果的因素 不同種類、不同狀態(tài)的微生物對(duì)輻射的敏感性有很大差異。 病毒對(duì)輻照的耐受力遠(yuǎn)強(qiáng)于細(xì)菌的芽抱，芽抱對(duì)輻照的耐受力又強(qiáng)于生長(zhǎng)期細(xì)菌。 五、氧氣第三節(jié) 影響輻射效果的因素 放射線照射時(shí)分子狀態(tài)氧氣的存在對(duì)殺菌效果有顯著影響，氧存在會(huì)增加殺菌效果。 但對(duì)于脂肪和蛋白含量較高時(shí)，容易被氧化，特別是輻照劑量較高時(shí)。 因此，需要根據(jù)具體的要求綜合考慮氧氣條件。六、食品組成和結(jié)構(gòu)第三節(jié) 影響輻射效果的因素 食品污染的微生物、蟲害等種類與數(shù)量以及食品生長(zhǎng)發(fā)育階段、成熟狀況、呼吸代謝的快慢等，對(duì)輻射效果影響很大。 食品中的化學(xué)物質(zhì)有的對(duì)微生物起保護(hù)作用，也有促進(jìn)微生物死亡的物

10、質(zhì)。 七、食品包裝材料第三節(jié) 影響輻射效果的因素 選擇輻射食品的包裝材料時(shí)，要考慮材料是否受到輻射的影響產(chǎn)生化學(xué)、物理變化以及與被包裝食品的相互作用。小 結(jié) 第一節(jié) 概 述 一、概念 二、特點(diǎn) 三、發(fā)展第二節(jié) 食品輻射保藏的基本原理 一、電離輻射 二、分類 三、基本原理（理解）第三節(jié) 影響輻射效果的因素 7種因素 第四節(jié) 輻射對(duì)食品的影響 食品及其它生物有機(jī)體的主要化學(xué)組成是水、蛋白質(zhì)、糖類、脂類及維生素等，這些物質(zhì)分子在射線的照射下會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)變化。 射線輻照對(duì)食品產(chǎn)生的影響，即由射線釋放能量使食品產(chǎn)生化學(xué)性或生物性變化的問題。第四節(jié) 輻射對(duì)食品的影響 一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng)1、水分

11、水是食品中的主要成分之一。水分子對(duì)輻射很敏感，水吸收了較大份額的電離能量，引起的化學(xué)變化的產(chǎn)物將進(jìn)一步與其他組分發(fā)生反應(yīng)從而引起更多的化學(xué)變化，稱為輻射的“間接”或“次級(jí)”效應(yīng)。這種效應(yīng)是水含量很高的液態(tài)食品化學(xué)變化的重要原因。第四節(jié) 輻射對(duì)食品的影響 一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng)2、酶輻照處理可以使酶的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的變化，但在目前采用的劑量范圍內(nèi)進(jìn)行的輻照處理對(duì)食品組分的作用是比較溫和的，幾乎只會(huì)引起酶的輕微失活。在復(fù)雜的食品體系中，由于其他物質(zhì)的伴生存在而使酶得以保護(hù)，欲使酶鈍化需要相當(dāng)大的輻射劑量。一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng)3、蛋白質(zhì)和氨基酸 蛋白質(zhì)的組成單位為氨基酸，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值

12、在很大程度上與其氨基酸組成有關(guān)。 含蛋白質(zhì)食品隨照射劑量的不同，產(chǎn)生的變化有所不同。如高劑量輻照食品常會(huì)產(chǎn)生輻照味，已鑒定出多種揮發(fā)性輻照產(chǎn)物。4、脂類一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng)輻射脂類主要使脂肪酸長(zhǎng)鏈中C-C鍵斷裂，從而誘導(dǎo)脂類發(fā)生反應(yīng)。自動(dòng)氧化和非自動(dòng)氧化，脂肪和脂肪酸被射線照射時(shí)，飽和脂肪比較穩(wěn)定，而不飽和脂肪容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氫化、脫氨等作用。有氧存在時(shí)，由于會(huì)發(fā)生自動(dòng)氧化作用，飽和脂肪也會(huì)被氧化。5、糖類一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng) 糖類在輻射過程中發(fā)生的變化主要是降解作用和輻解產(chǎn)物的形成。 在商業(yè)照射劑量下引起食品中糖類物理性質(zhì)（如熔點(diǎn)、折射率、旋光度和顏色）的變化很小，但黏度下降等現(xiàn)

13、象比較明顯。 輻射過程中，水對(duì)糖類的降解是很復(fù)雜的。一、輻射對(duì)食品的化學(xué)效應(yīng)6、維生素 純維生素溶液對(duì)輻射很敏感，若在復(fù)雜的食品體系中，因與其他成分復(fù)合存在，其敏感性會(huì)降低。不同維生素對(duì)射線的敏感性不同，一般認(rèn)為其與輻射食品的組成、輻射劑量、溫度、氧氣存在與否等有關(guān)。 食品中維生素在輻射中的穩(wěn)定性和食品的性質(zhì)及成分有密切的關(guān)系，其損失率隨著輻射劑量的增大而增大。第四節(jié) 輻射對(duì)食品的影響 二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)輻射的生物學(xué)效應(yīng)與生物機(jī)體內(nèi)的化學(xué)變化有關(guān)，對(duì)生物機(jī)體的輻射效應(yīng)有直接和間接兩方面的作用。直接作用使引起聲明體內(nèi)某些蛋白質(zhì)和核蛋白分子的改變，引起其新陳代謝紊亂，使自身的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖

14、能力受到一定的影響。間接作用使通過引起水和其他物質(zhì)電離，生成游離基和離子，導(dǎo)致發(fā)生一系列的生化變化，從而影響到機(jī)體的新陳代謝過程。二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)1.微生物為了表示某種微生物對(duì)輻射的敏感性：通常以每殺死90%微生物所需用的戈瑞數(shù)來表示，即殘存微生物數(shù)下降到原數(shù)的10%時(shí)所需用戈瑞的劑量，并用D10值來表示。二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)1.微生物（1）細(xì)菌：不同種類的細(xì)菌對(duì)輻射敏感性各不相同。劑量越高，對(duì)細(xì)菌的致死率越強(qiáng)。帶芽孢的細(xì)菌比非芽孢菌對(duì)輻照有較強(qiáng)的抵抗力。沙門氏菌是最常見污染食品的致病菌，也是非芽孢菌中最耐輻照的致病微生物。通常，革蘭氏陰性菌較陽性菌對(duì)輻照更敏感二、輻射對(duì)食品的

15、生物學(xué)效應(yīng)1.微生物（2）酵母菌與霉菌： 霉菌會(huì)造成新鮮果蔬的大量腐敗，用2kGy左右的輻射劑量即可抑制其發(fā)展。用于防止草莓、柑橘、香蕉、蘋果等腐敗 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。 二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)1.微生物（3）病毒：病毒是以食品和酶為寄主。通常使用高達(dá)30kGy（水溶液）、40kGy（干燥）的劑量才能抑制。用射線照射有助于殺死病毒,但使用過高劑量時(shí)對(duì)新鮮食品的質(zhì)量有影響，因此，常用加熱與輻射并舉的方法降低輻照劑量及抑制病毒活性。二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)2.昆蟲類處于幼蟲期的昆蟲對(duì)輻射比較敏感，成蟲（細(xì)胞)對(duì)輻射的敏感性較小，高劑量才能使成蟲致

16、死，但成蟲的性腺細(xì)胞對(duì)輻射是敏感的，因此使用低劑量可造成絕育或引起配子在遺傳上的紊亂。二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)2.昆蟲類寄生蟲 輻射可使寄生蟲不育或死亡。 豬肉中旋毛蟲：不育劑量0.12kGy、死亡劑量7.5 kGy 牛肉中絳蟲：致死劑量3.0-5.0KGy。二、輻射對(duì)食品的生物學(xué)效應(yīng)3.果蔬類對(duì)于呼吸躍變型果實(shí)，在高峰出現(xiàn)之前，乙烯增加，加快成熟期的到來。在呼吸高峰出現(xiàn)前對(duì)果實(shí)進(jìn)行處理，可延長(zhǎng)貯藏期。輻射能使水果的化學(xué)成分發(fā)生變化，影響品質(zhì)。影響新鮮蔬菜的代謝反應(yīng)，改變蔬菜的呼吸率、防止老化、改變蔬菜的化學(xué)成分等。第五節(jié) 輻射在食品保藏中的應(yīng)用一、食品輻射的類型1.輻射耐藏殺菌2.輻射巴氏

17、殺菌3.輻射阿氏殺菌一、食品輻射的類型1.輻射耐藏殺菌一般輻射劑量在5kGy以下。（1）抑制蔬菜發(fā)芽 （2）防止食品蟲害 （3）延長(zhǎng)水果和蔬菜的生理過程 低劑量輻照一、食品輻射的類型2.輻射巴氏殺菌中劑量輻照該種處理使在食品中檢測(cè)不出特定的無芽孢的致病菌（如沙門氏菌）。但處理后可能有芽孢菌存在，因此，無法保證長(zhǎng)期貯存，須與其它保藏方法結(jié)合。適用于保藏在冷凍條件下的未烹調(diào)預(yù)包裝食品。 輻射劑量在510kGy一、食品輻射的類型3.輻射阿氏殺菌中劑量輻照輻射劑量在1050kGy 所使用的輻射劑量將食品中的微生物減少到零或有限數(shù)量。 經(jīng)處理后可長(zhǎng)時(shí)間貯藏，但要防止再次污染。 但會(huì)引起輻射味。 常用于香

18、料和調(diào)味品的殺菌。第五節(jié) 輻射在食品保藏中的應(yīng)用二、影響食品輻射劑量的因素1234輻射費(fèi)用食品感官質(zhì)量的輻射耐受性酶的輻射耐受性微生物的輻射耐受性二、影響食品輻射劑量的因素1微生物的輻射耐受性微生物的輻射耐受性與菌種、菌株、培養(yǎng)基的化學(xué)成分、培養(yǎng)基的物理狀態(tài)有關(guān)，而與原始菌數(shù)無關(guān)。2酶的輻射耐受性食品中的酶一般比微生物更能耐受電離輻射，使酶活性降低10倍所需的輻射劑量值稱為酶分解單位，用DE表示。4 DE可使所有的酶失活，但對(duì)食品品質(zhì)影響較大。二、影響食品輻射劑量的因素3食品感官質(zhì)量的輻射耐受性在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)食品感官質(zhì)量的可接受性來確定輻射劑量的上限，而輻射劑量的下限都是通過反復(fù)研究獲得的。4輻射費(fèi)用輻射保藏能耗低，在保證大批量不間斷地連續(xù)處理的前提下，與熱處理、低溫保藏等方法相比，費(fèi)用低是輻射處理的優(yōu)點(diǎn)。在河南開封，杞縣是第一人口大縣，盛產(chǎn)大蒜等。上世紀(jì)八九十年代，因花生、大蒜、棉花等農(nóng)作物在保存一段時(shí)間后會(huì)發(fā)芽和易生蟲等，其產(chǎn)品在國內(nèi)市場(chǎng)一度受到很大沖擊。河南杞縣“鈷60事件”河南省開封市杞縣利民輻照中心于1997年成立，業(yè)務(wù)是用鈷60放射源對(duì)方便面調(diào)料包、辣椒粉等進(jìn)行輻照滅菌。 2009年6月7日，中心輻照裝置運(yùn)行時(shí)貨物意外倒塌，導(dǎo)致放射源保護(hù)罩傾