食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用

1、第1節(jié) 食品輻照保藏原理食品輻照的基本概念與特點(diǎn)輻射的基本理論輻射源與食品輻照裝置食品輻照保藏原理1食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用1953年美國總統(tǒng)提出原子能和平利用，促使美國軍方深入研究食品輻照。1957年美國軍方負(fù)責(zé)為期5年的輻照食品研究計(jì)劃啟動，陸續(xù)組織實(shí)施了多項(xiàng)食品輻射研究項(xiàng)目。1960年前蘇聯(lián)允許60Co用于抑制馬鈴薯發(fā)芽，是輻照食品商品化的起點(diǎn)。1965年，加拿大建立起世界最大的馬鈴薯輻照工廠，其后多個國家都興建現(xiàn)代化食品輻射工廠，使食品輻照邁進(jìn)了實(shí)用化和商業(yè)化階段。2食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用目前，全世界有53個國家和地區(qū)批準(zhǔn)500多種輻照食品可以進(jìn)行輻照

2、處理，其中30多個國家進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)階段，每年的輻照加工量在30萬噸以上。 我國批準(zhǔn)的適宜輻照的食品已達(dá)7大類57種。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國2005年輻照食品產(chǎn)量已達(dá)到萬噸，占世界輻照食品總量的36%，產(chǎn)值達(dá)到35億元，并且發(fā)展迅速。3食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用一、食品輻照的基本概念與特點(diǎn)我國食品輻照通用技術(shù)要求(GB/T 18524)對“食品輻照”和“輻照食品”進(jìn)行了定義。食品輻照是利用電離輻射在食品中產(chǎn)生的輻射化學(xué)與生物學(xué)效應(yīng)而達(dá)到抑制發(fā)芽，延遲或促進(jìn)成熟，殺蟲、殺菌防腐或滅菌等目的的輻照過程。輻照食品是為了達(dá)到某種實(shí)用目的，按輻照工藝規(guī)范規(guī)定的要求，經(jīng)過一定劑量電離輻射輻

3、照過的食品。4食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用食品輻照的特點(diǎn)：（1）可保持食品感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)：輻照處理可以在常溫、低溫甚至冷凍下進(jìn)行，輻照處理過程食品溫度一般不會變化或增加很小，故有“冷殺菌”之稱。經(jīng)適當(dāng)輻照處理的食品可保持原有色、香、味和質(zhì)構(gòu)，有利于維持食品的質(zhì)量。（2）節(jié)約能源：據(jù)國際原子能組織(IAEA) 估計(jì)，輻照巴氏殺菌能耗僅2.74MJt-1。與傳統(tǒng)的冷藏和巴氏消毒相比，輻照保藏可以節(jié)約能源7090。5食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（3）無化學(xué)殘留：輻照是一個物理加工過程，而且對其輻照過程可以進(jìn)行準(zhǔn)確控制，放射線瞬間即逝，無需添加化學(xué)物質(zhì)，也就不會留下任何殘留

4、物。在進(jìn)行輻照處理時，被照射食品從未直接接觸放射性核素，不會沾染上放射性物質(zhì)。常規(guī)的輻照劑量也不可能在食品中感生放射性。（4）改進(jìn)某些食品的工藝：輻照技術(shù)利用射線(如射線)的穿透力強(qiáng)，可以在包裝下及不解凍情況下輻照食品，殺滅深藏在食品內(nèi)部的害蟲、寄生蟲和微生物，避免了處理后再包裝時造成的二次污染。6食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（5）改進(jìn)某些食品質(zhì)量：酒類經(jīng)輻照可加速陳化，牛肉經(jīng)輻照處理后更加嫩滑，大豆經(jīng)輻照處理后易于消化，輻照提高脫水蔬菜的復(fù)水率等。（6）應(yīng)用于檢疫處理：輻照技術(shù)被大量應(yīng)用于海關(guān)對進(jìn)口水果等的防疫處理，以確保進(jìn)口物品不攜帶有害生物進(jìn)入國門。輻照加工技術(shù)雖然從技術(shù)講已

5、相對成熟，但由于公眾接受性、各類別食品的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)以及檢驗(yàn)、輻照設(shè)施等尚存在一定問題，輻照食品仍未被廣泛接受。7食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用二、輻射的基本理論1.輻射類型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)的大小可將電磁波分成無線電波、微波、紅外、可見、紫外線、X射線和射線。低頻輻射線（非電離輻射）：波長較長、能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或振動而產(chǎn)生熱，也可起到加熱殺菌作用。高頻輻射線（電離輻射）：頻率較高、能量大，如X-，-射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。8食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用2.電離輻射及其射線種

6、類（1）放射性同位素與射線放射性同位素原子核不穩(wěn)定，能以一定的速率放出射線，轉(zhuǎn)變成另一個原子核，變成穩(wěn)定同位素，原子核轉(zhuǎn)變過程稱為放射性衰變。自然界中有天然的不穩(wěn)定同位素，還有一些不穩(wěn)定同位素是使用原子反應(yīng)堆等人工制造的。60Co在衰變過程中每個原子核放射出一個-粒子和兩個-光子。-粒子能量較低，穿透力弱，對被輻照物質(zhì)不起作用。9食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用-射線：從原子核中放射出的帶正電高速粒子流（氦核），相對質(zhì)量較大，電離能力大，穿透能力小。-射線：從原子核中放射出的帶正電荷和負(fù)電荷的高速電子流，為-射線質(zhì)量的幾千分子一，穿透能力比-射線大。-射線：當(dāng)原子核發(fā)射了-和-射線或k

7、-捕獲后，核的能級處于激發(fā)態(tài)（高能態(tài)），當(dāng)激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，原子就發(fā)出光子流-射線，電離能力比-、-射線小，但穿透能力大。10食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（2）X-射線是由X光機(jī)中高速電子撞擊物質(zhì)的原子所產(chǎn)生的電磁波，是不帶電的光子流。X射線波長約為150nm，介于射線和紫外線之間的電磁輻射，電離能力小。X射線穿透能力很強(qiáng)，可以用于食品輻射加工。但是由于電子加速器作X射線源效率低，而且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。11食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（3）電子射線電子加速器利用電磁場作用，使電子獲得高的能量將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，將電能轉(zhuǎn)變

8、成射線（高能電子射線，X射線），又稱電子流、電子束，是電子槍發(fā)射出來的高能電子流。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。我國規(guī)定(GB/T 18524)加速器產(chǎn)生的10MeV或10MeV以下的電子束。12食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用3.輻照量與吸收劑量放射性強(qiáng)度的單位：度量放射性同位素放射性強(qiáng)弱的物理量，常用的單位有居里(Ci)、貝克(Bq)和克鐳當(dāng)量。照射量及其單位：用來量度X射線或射線在空氣中電離能力的物理量，其單位以往為倫琴，現(xiàn)在用庫倫/千克。吸收劑量及其單位：被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收量，單位為拉德(rad)或戈瑞(Gy)。13食品輻照保藏原

9、理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用 國際單位 常用單位輻射能量 焦耳 eV 放射性強(qiáng)度 貝克(Bq) 居里(Ci) 輻射量 庫侖/千克 倫琴吸收劑量 Gy(J/kg) rad 1Gy100rad1J/kg14食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用三、輻射源與食品輻照裝置輻射源是指能發(fā)射電離輻射的物質(zhì)或裝置；可以分為放射性同位素和電子加速器兩大類。按食品輻照加工通用標(biāo)準(zhǔn)(CDDEX STAN l06-1983)，可以用于離子輻照源的有來自60Co或137Cs的射線和電子加速器產(chǎn)生的X射線、加速電子。15食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用輻照裝置由輻射源、源升降系統(tǒng)，輻照室、產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)、劑量測量

10、系統(tǒng)、安全連鎖控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)等組成。食品輻照用得最多的是60Co輻射源。60Co輻射源在自然界不存在，是人工制作的一種同位素，它是用自然界穩(wěn)定的59Co置于反應(yīng)堆活性區(qū)，經(jīng)中子一定時間的照射，少量的59Co吸收一個光子后變成60Co輻射源。1. 輻照裝置16食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用60CO-射線單板源輻射裝置示意圖17食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用同位素電子殼中子（不同）質(zhì)子（同）18食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用半衰期為年，衰變后變成穩(wěn)定同位素鎳。19食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用電子加速器主要由電子源、加速段、功率供應(yīng)

11、系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)組成。由電子源產(chǎn)生的電子流在加速段的高壓電場或電磁場中被加速，電子獲得能量和形成一定的電子束流形狀。在真空中，高速運(yùn)動的電子轟擊金屬靶時，靶就放出X射線，是由電子束衍生出的一種輻照技術(shù)。電子束和X射線輻照技術(shù)不涉及放射性物質(zhì)。2.電子加速器20食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用電子加速器可以作為電子射線和X射線的兩用輻射源。用于輻照保藏食品時，為保證食品的安全性，電子加速器的能量多數(shù)是用5MeV，個別用10MeV。將電子射線轉(zhuǎn)換為X射線使用時，X射線的能量不得超過5MeV。21食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用四、食品輻照保藏原理食品輻照的原理主要是射線（高

12、能電離輻射）與物質(zhì)的作用，射線照射時引起食品及食品中的微生物、昆蟲等發(fā)生一系列物理化學(xué)效應(yīng)，這些反應(yīng)稱為輻照效應(yīng)，主要有物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。22食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（1）原子能射線與物質(zhì)的作用射線是高能電磁輻射線“光子”，與被照射物原子相遇，會產(chǎn)生不同的物理學(xué)效應(yīng)。包括光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)和感生放射。光電效應(yīng)（電離作用）：光子與被照射物質(zhì)原子中的電子相遇，把全部能量交給電子（光子被吸收），使電子脫離原子成為光電子（e）。1.食品輻照的物理學(xué)效應(yīng)23食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用康普頓散射：如射線的光子與被照射物的電子發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)光子的

13、能量略大于電子在原子中的結(jié)合時，光子把部分能量傳遞給電子，自身的運(yùn)動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，朝著另一方向散射，獲得能量的電子（也稱次電子，康普頓電子），從原子中逸出，稱為康普頓散射。24食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用湮沒輻射(電子對效應(yīng))：光子能量較高(1.02MeV)時，光子在原子核庫侖場的作用下會產(chǎn)生電子和正電子對（正電子和一個電子結(jié)合）而消失，產(chǎn)生湮沒輻射。湮沒輻射發(fā)出兩個光子，每個光子能量為。光子的能量越大，電子對的形成越顯著。25食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用感生放射：射線能量大于某一閾值，射線對某些原子核作用會射出中子或其他粒子，因而使被照射物產(chǎn)生了放射性，稱為感生放射性

14、。能否產(chǎn)生感生放射性，取決于射線的能量和被輻照射物質(zhì)的性質(zhì)：的射線對14N照射可使其射出中子，并產(chǎn)生N的放射性同位素； 的射線對12C照射，可誘發(fā)產(chǎn)生放射線；15.5MeV 的射線對16O照射，下可產(chǎn)生放射線。26食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用為了防止被照射物誘發(fā)產(chǎn)生放射性，輻射的能量不得超過10MeV，大多數(shù)采用5MeV。27食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（2）電子射線的作用：庫侖散射：當(dāng)輻射源射出的電子射線（高速電子流）通過被照射物時，受到原子核庫侖場的作用，會發(fā)生沒有能量損失的偏轉(zhuǎn)，稱庫侖散射。電子激發(fā)與電離：能量不高的電子射線能把自己的能量傳遞給被照射物質(zhì)原子中的電

15、子并使之受到激發(fā)。若受到激發(fā)的電子已達(dá)到連續(xù)能級區(qū)域，它們就會跑出原子，使原子發(fā)生電離。28食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用軔致輻射：電子射線在原子核庫侖場作用下，本身速度減慢的同時放射出光子，稱軔致輻射。軔致輻射放出的光子，能量分布的范圍較寬，能量很大的相當(dāng)于射線的光子，能量較大的就相當(dāng)于X射線光子，這些光子對被照射物的作用如同射線與X射線。若放射出的光子在可見光或紫外光范圍，就稱之為契連科夫效應(yīng)。該效應(yīng)放出的可見光或紫外線，對被照射物的作用就如同日?？梢姽饣蜃贤饩€。29食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用輻射的化學(xué)效應(yīng)是指被輻射物質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化。食品的輻射處理，發(fā)生

16、化學(xué)變化的物質(zhì)，除了食品本身及包裝材料之外，還有附著在食品表面及內(nèi)部的微生物、昆蟲和寄生蟲等生物體。由電離輻射使食品產(chǎn)生各種粒子、離子及質(zhì)子的基本過程。有初級輻射和次級輻射。2.食品輻照的化學(xué)效應(yīng)30食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用初級輻射：使物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片。次級輻射：使初級輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。輻射化學(xué)效應(yīng)的強(qiáng)弱用G值表示，所謂G值就是介質(zhì)中每吸收100eV能量時發(fā)生變化的分子數(shù)。例如麥芽糖溶液的G值為，表示麥芽糖溶液每吸收100eV的輻射能，有4個麥芽糖分子發(fā)生降解。不同介質(zhì)的G值相差很大，G值大，輻射引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈；G值相同者，

17、吸收劑量大者所引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈。31食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用除了某些維生素的G值較高外，輻射引起一般成分化學(xué)效應(yīng)的G值很低，許多食品成份輻解產(chǎn)物的G值都在3以下。食品及其他生物有機(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，這些化合物分子在射線的輻射下會發(fā)生一系列的化學(xué)變化。32食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用(1)輻照對水的影響大多數(shù)食品均含有豐富的水分，水也是構(gòu)成微生物、昆蟲等生物體的重要成分，食品經(jīng)輻射引起的水分變化十分復(fù)雜。水輻射的化學(xué)效應(yīng)可概括為： H2-水化22O2 3O+ 水分子電離形成的自由基和水化電子等具有高度的活性，會導(dǎo)致鮮活食品和微生物

18、等生物細(xì)胞的生理活性物質(zhì)鈍化，從而對生物體產(chǎn)生重大的影響。33食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用(2)輻照對蛋白質(zhì)和酶的影響結(jié)構(gòu)破壞；輻射交聯(lián)；輻射降解蛋白質(zhì)輻照時交聯(lián)與降解同時發(fā)生，而往往是交聯(lián)大于降解，所以降解常被掩蓋而不易覺察。酶的主要組成部分是蛋白質(zhì)，所以輻射對酶所引起的作用與蛋白質(zhì)類似，酶中所含的巰基(-SH)由于容易氧化會增大酶對輻射的敏感性，但在復(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。34食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用(3)輻照對糖類、脂類的影響由于水電離產(chǎn)生的自由基造成糖類發(fā)生降解作用，主要產(chǎn)物有甲醛、丙醛、乙二醛

19、、醛糖糖酸、糖醛酸、糖聚合體、脫氧化合物等化合物。輻照可促使脂類的自動氧化，當(dāng)輻照時及輻照后有氧存在時，其促進(jìn)作用就更顯著，從而促使了游離基的生成，使氫過氧化物及抗氧化物質(zhì)的分解反應(yīng)加快，并生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等10多種分解產(chǎn)物。35食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用輻射作用于生物體時能造成電離，這種電離作用能造成生物體的細(xì)胞、組織、器官等損傷，引起病理反應(yīng)或者遺傳變化，稱為輻射生物效應(yīng)。輻射對生物體的作用是一個非常復(fù)雜的過程，生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生輻射生物效應(yīng)，要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化。3.食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)36食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用一般認(rèn)為將經(jīng)歷

20、四個階段的變化：物理變化階段：持續(xù)約10-16s，細(xì)胞被電離；物理-化學(xué)變化階段：持續(xù)約6-10s，離子與水分子作用，形成新產(chǎn)物；化學(xué)變化階段：持續(xù)約幾秒，反應(yīng)產(chǎn)物與細(xì)胞分子作用，可能破壞復(fù)雜分子；生物變化階段：持續(xù)時間可以是幾十分鐘至幾十年。37食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（1）輻射對微生物的效應(yīng)直接效應(yīng)：指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應(yīng)，可使微生物死亡。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA 受損，即DNA 分子堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂等，由于DNA分子本身受到損傷而致使細(xì)胞死亡。細(xì)胞膜受損，膜由蛋白質(zhì)和磷脂組成，這些分子的斷裂造成細(xì)胞膜泄漏，酶釋放出來，酶功能紊亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷

21、，從而使微生物死亡。38食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用間接效應(yīng)：當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基，起氧化還原作用，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)胞生理機(jī)能受到影響。39食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用微生物對輻射的敏感性：為了表示某種微生物對輻射的敏感性，就通常以每殺死90% 微生物所需要的戈瑞數(shù)來表示，即殘存微生物下降到原數(shù)的10%所需要的劑量，并用D10值表示：微生物對輻射的敏感度：G-G酵母霉菌病毒通常使用高達(dá)30kGy 的劑量才能抑制。40食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（2）輻射對酶的效應(yīng)純酶的稀溶液對輻照敏感；酶存在的環(huán)境條件

22、對輻照效應(yīng)有保護(hù)作用；溫度升高，酶對輻照敏感性增加；含有巰基基團(tuán)，酶對輻照敏感性增加；介質(zhì)的pH及含氧量，有氧存在下酶對輻照敏感性增加；酶D10達(dá)50kGy，大于肉毒芽孢桿菌孢子，利用酶對輻照的穩(wěn)定性，可用輻照處理殺死污染酶制劑的微生物。41食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（3）輻照對昆蟲、寄生蟲的效應(yīng)處于幼蟲期的昆蟲對輻射比較敏感，成蟲細(xì)胞對射線的敏感性較小，高劑量才能使成蟲致死，但是成蟲的性腺細(xì)胞對輻射是敏感的，低劑量可造成絕育或引起遺傳上的紊亂。輻射對昆蟲總的損傷作用是：致死、“擊倒”（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、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食量和抑制呼吸，

23、這些作用都是在一定劑量水平下發(fā)生的。而在其它劑量下，甚至可能出現(xiàn)相反的效應(yīng)，如延長壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。42食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用成年前的昆蟲經(jīng)輻射可產(chǎn)生不育；輻照過的卵可以發(fā)育成幼蟲，但不能發(fā)育成蛹；照射的蛹可發(fā)展為成蟲，但成蟲不育；用0.13-0.25kGy 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0.4-1.0kGy 劑量，能阻止所有卵和幼蟲、蛹發(fā)育到下一階段；甲蟲成蟲不育需要，而蛾需要0.45-1.00kGy 才行；30-50kGy 才能致死。43食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用寄生蟲：輻射可使寄生蟲不育或死亡。豬肉

24、內(nèi)旋毛蟲，不育劑量，死亡7.5kGy 牛肉絳蟲，致死。44食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用（4）輻照對果蔬菜植物的效應(yīng)水果：對于有呼吸高峰的水果，在其呼吸高峰前輻射處理，能抑制其后熟期，主要是能改變體內(nèi)乙烯的生產(chǎn)率從而影響其生理活動。能使化學(xué)成分發(fā)生變化，如維生素C的破壞、原果膠變成果膠及果膠酸鹽、纖維素及淀粉的降解、某些酸的破壞及色素的變化等。45食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用蔬菜：輻射可影響新鮮蔬菜的代謝反應(yīng)，其效果與劑量有關(guān)。如可改變蔬菜的呼吸率，防止老化，改變化學(xué)成分。根菜類如土豆、洋蔥等輻射后可抑制發(fā)芽，在光照下皮層也不發(fā)綠，但劑量過高，會腐爛。對蘑菇可防止開傘延遲

25、后熟。46食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用思 考 題1. 輻射有哪些化學(xué)效應(yīng)及生物學(xué)效應(yīng)？2輻射保藏食品的原理是什么？47食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用第2節(jié) 輻照在食品保藏和加工中的應(yīng)用及其安全性食品輻照的應(yīng)用類型輻照在食品保藏中的應(yīng)用輻照在食品加工中的應(yīng)用輻照食品的衛(wèi)生與安全輻照食品的管理法規(guī)48食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用一、食品輻照的應(yīng)用類型按照食品輻照所采用的劑量范圍，可分為低劑量輻照、中劑量輻照和高劑量輻照。根據(jù)輻照效果又可分為輻照阿氏殺菌、輻照巴氏殺菌和輻照耐貯殺菌。49食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用使用的輻照劑量可以將食品中的微生物減少到

26、零或有限個數(shù)。經(jīng)過這種輻照處理后，食品在無再污染條件下可在正常條件下達(dá)到一定的貯存期。所使用的輻射劑量1050kGy，屬于高劑量輻照，也稱商業(yè)性殺菌，常用于肉類、香料以及調(diào)味品的殺菌。最好配合低溫貯藏，否則會引起風(fēng)味、色澤和組織的變化。1050kGy劑量輻照的完全無菌食品，可長期保存，供宇航，免疫缺損食用。1 輻照阿氏殺菌50食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用利用輻照對食品進(jìn)行消毒與防腐，殺滅除病毒以外的無芽孢病原細(xì)菌，主要是沙門氏菌以及腐敗微生物，稱為輻照巴氏殺菌。所使用的輻射劑量為5-10kGy，使在食品檢測時不出現(xiàn)無芽孢病原菌（如沙門氏菌），屬于中劑量輻照，可延長食品室溫保藏期。輻

27、照巴氏殺菌燒雞（6 8kGy， 室溫下能存30d以上，對照7d全部腐?。?；軟罐頭（7kGy室溫下能存35d以上）；板鴨（5kGy30度下能存20d以上）。2輻照巴氏殺菌51食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用3 輻照耐貯殺菌 這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，抑制腐敗性微生物的生長和繁殖，或延長新鮮食品的后熟期及保藏期。所用劑量在1-5kGy，屬于低劑量輻照，主要用于肉類和水產(chǎn)品的貯運(yùn)和抑制蔬菜發(fā)芽、延遲生理過程、殺蟲（有害昆蟲、寄生蟲）等方面，防止食品蟲害并延長水果和蔬菜的保質(zhì)期。52食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用二、輻照在食品保藏中的應(yīng)用放射線具有極強(qiáng)的穿

28、透力，可適用各種包裝材料如玻璃、塑料、金屬等進(jìn)行密封包裝的食品。對包裝好的食品進(jìn)行照射，其效果同對不包裝的食品進(jìn)行照射一樣，因此包裝不受限制，極大地方便了食品加工的連續(xù)化。53食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用1果蔬類延緩后熟期，防止老化：延長香蕉、芒果、木瓜等熱帶水果的后熟期，十分有效。防止微生物的腐敗作用：主要是霉菌，常結(jié)合溫和加熱、化學(xué)防腐、冷藏等復(fù)合處理。劑量低于1kGy?？刂坪οx感染及蔓延：殺死寄生蟲。抑制馬鈴薯、洋蔥發(fā)芽。54食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用對于具有呼吸高峰的果實(shí)，在高峰開始出現(xiàn)前，體內(nèi)乙烯的合成明顯增加，從而促進(jìn)成熟。若在高峰到來之前對果實(shí)進(jìn)行輻照處

29、理，則射線干擾了乙烯合成系統(tǒng)，導(dǎo)致乙烯合成被抑制，因此能夠抑制果實(shí)高峰的出現(xiàn)，延長其貯藏期。55食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用鮮切果蔬由于經(jīng)過去皮、去核、切分等機(jī)械切割而使組織裸露、微生物大量侵入、酶活性增高，極易腐敗變質(zhì)，采用輻照保鮮技術(shù)則起到良好的保鮮效果，而且不會降低產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值。用l kGy 劑量處理鮮切西洋芹可有效控制微生物的繁殖，抑制多酚氧化酶活性，且營養(yǎng)指標(biāo)良好，貯藏至第6d，VC含量高于對照15，感官品質(zhì)優(yōu)良。用劑量處理切好的新鮮萵苣，菌落數(shù)明顯下降，8d后對照的含菌量為22000cfug，而處理的僅為290cfug。56食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用2糧食

30、類殺蟲、防霉。使昆蟲不育，1 kGy可使昆蟲幾天內(nèi)死亡，3-5 kGy可使昆蟲立即死亡。抑制谷物霉菌蔓延，2-4kGy。方便面外包裝規(guī)格為352613 cm，每箱18 袋，每袋凈重240g，含水量53%，采用聚丙烯塑料袋真空包裝，利用60Co射線輻照，輻照劑量大于5.037kGy 時，常溫貯藏3個月，其菌落總數(shù)、霉菌、大腸菌群等指標(biāo)均能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，保質(zhì)率達(dá)100%。57食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用造成糧食耗損的重要原因是昆蟲危害和霉菌活動導(dǎo)致霉?fàn)€變質(zhì)58食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用3肉禽類和水產(chǎn)類肉禽類高劑量輻射處理后不需要冷凍保藏，能破壞抗輻射性強(qiáng)的肉毒梭狀芽孢桿菌

31、菌株，對低鹽、無酸的肉類使用劑量為45 kGy以上，產(chǎn)品必須密閉包裝防止輻射后再受微生物污染。肉禽類高劑量輻射處理后，會產(chǎn)生異味，防止方法是在冷凍溫度-30-80下輻照。水產(chǎn)類高劑量輻射處理效果同于肉類，但異味不如肉類明顯。低劑量輻射常與3左右的冷藏結(jié)合。59食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用射線輻照低溫肉制品 燒烤肉、肉灌腸、火腿、中式肉等肉制品是在7080制熟溫度下生產(chǎn)的高檔肉制品。由于其制熟溫度較低，滅菌不徹底，很容易引起微生物滋生而變質(zhì)，因而必須在冷藏條件下貯運(yùn)。選用60Co射線照射，工藝劑量下限為6kGy，上限為10kGy，平均吸收劑量不大于8kGy，吸收劑量不均勻度不大于，常

32、溫貯藏90d的輻照保鮮低溫肉制品質(zhì)量優(yōu)良，符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。60食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用4蛋類蛋類輻照主要采用輻照巴氏殺菌劑量，以殺滅沙門氏菌為對象。一般蛋液及冰蛋液輻照滅菌效果較好。帶殼鮮蛋輻照劑量可用10kGy，高劑量會使蛋白質(zhì)降解而使蛋液粘度降低或產(chǎn)生H2S等異味。61食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用62食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用三、輻照在食品加工中的應(yīng)用輻射的化學(xué)效應(yīng)有時可產(chǎn)生有益的輻照加工效果。小麥粉輻照殺蟲后，制成的面包體積增大；葡萄45kGy輻照后，提高出汁率1012；使?jié)撂崆懊摑?；脫水蔬菜，縮短復(fù)水時間；白酒催陳；提高酒質(zhì)。63食品輻

33、照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用不同的輻射加工目的與效果64食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用酒的陳化我國在白酒的輻照催陳（陳化）方面已取得顯著成績。輻照處理薯干酒，使酒中酯、酸、醛量有所增加，甲醇、雜醇含量降低，酒口味醇和，苦澀辛辣味減少，酒質(zhì)提高。關(guān)學(xué)雨等用60Co射線輻照白蘭地酒，證明用和劑量輻照的兩種白蘭地酒，經(jīng)存放3個月品嘗鑒定，其酒質(zhì)相當(dāng)于3年老酒，輻照酒的總酸、總酚均有不同程度的增加，辛酸乙酯和癸酸乙酯等酯的氣相色譜的譜峰顯著提高，且證明飲用輻照酒是安全的。65食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用四、輻照食品的衛(wèi)生與安全聯(lián)合國糧農(nóng)組織FAO，國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA，世

34、界衛(wèi)生組織WHO聯(lián)合專家委員會于1980年10月27日至11月3日在日內(nèi)瓦召開關(guān)于輻照食品衛(wèi)生會議。依據(jù)以前各屆專家委員會的建議和這些機(jī)構(gòu)組織的其他技術(shù)或法律專家會議所作出的結(jié)論，允許食品輻照的最大能量水平是：電子射線為10MeV；r射線和X射線為5MeV。66食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用1980年，F(xiàn)AO、IAEA和WHO聯(lián)合專家委員會得出結(jié)論，任何商品食物輻照總平均劑量達(dá)10kGy水平時，不會引起特殊的營養(yǎng)或微生物問題，不具有毒理學(xué)上的危害性，這樣處理的食品毋需進(jìn)行毒理學(xué)檢查。1998年，WHO技術(shù)研究報(bào)告提出，只要食品在GMP下輻照，食品輻照劑量無必要限制。67食品輻照保藏原

35、理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用1感生（誘惑）放射性一種元素若在電離輻射下，輻射能量將傳遞給元素中的一些原子核，在一定條件下會造成激發(fā)反應(yīng)，引起這些原子核的不穩(wěn)定，由此而發(fā)射出中子并產(chǎn)生-輻射。這種電離輻射使物質(zhì)產(chǎn)生放射性（是由電離輻射誘發(fā)出來的）感生放射性。68食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用14N 10.5Mev -射線會產(chǎn)生放射性16O 15.5Mev -射線會產(chǎn)生放射性12C 18.8Mev -射線會產(chǎn)生放射性大部分元素核反應(yīng)能閾都在10Mev 以上。在食品中允許使用的輻射源60Co，1=1.17 Mev，2；能量10Mev，故不會產(chǎn)生誘惑放射性。69食品輻照保藏原理、裝置介紹和加工中的應(yīng)用2半衰