食品工藝學(xué)第七章食品輻射保

食品工藝學(xué)第七章食品輻射保演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)優(yōu)選食品工藝學(xué)第七章食品輻射保目前二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)電離輻射與非電離輻射食品輻照定義（GB/T18524-2001)

利用電離輻射在食品中產(chǎn)生的輻射化學(xué)與輻射生物學(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。輻射保藏的優(yōu)點(diǎn)常溫下進(jìn)行節(jié)能無殘留穿透性強(qiáng)易控制等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。目前輻射加工技術(shù)已向很多行業(yè)滲透。缺點(diǎn)：投資大、泄漏安全性問題、消費(fèi)者接受性第一節(jié)概述目前三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外輻照保藏進(jìn)展（自學(xué)）我國(guó)批準(zhǔn)在部分食品中使用，需嚴(yán)格按生產(chǎn)規(guī)范使用。我國(guó)輻照食品產(chǎn)量占世界1/3左右，2010已達(dá)約20萬噸。表7-1中國(guó)批準(zhǔn)允許輻照的食品類別及劑量類別品種目的吸收劑量（kGy）≤產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)豆類綠豆、紅豆等殺蟲0.2GB14891.8谷類及其制品大米、面粉、玉米渣、小米等殺蟲0.4～0.6干果果脯空心蓮、桂園、核桃、山楂、大棗、小棗等控制生蟲，減少損失，延長(zhǎng)儲(chǔ)藏0.4-1.0GB14891.3熟畜禽肉熟豬肉、熟牛肉、熟羊肉、熟兔肉、鹽水鴨、烤鴨、燒雞、扒雞等延長(zhǎng)保質(zhì)期8.0GB14891.1冷凍分割禽肉類豬、牛、羊、雞鴨等殺沙門氏菌2.5GB14891.7香辛料五香粉、八角、花椒等殺菌、防霉、提高衛(wèi)生質(zhì)量10GB14891.4花粉玉米、蕎麥、高粱、芝麻、油萊等花粉或混合保鮮、防霉、延長(zhǎng)貯存期8GB14891.2薯干酒類以薯干或新鮮薯為原料改進(jìn)薯干酒的品質(zhì)、提高其質(zhì)量4GB14891.9豬肉旋毛蟲豬肉滅活旋毛蟲0.65GB14891.6新鮮水果蔬菜土豆、洋蔥、大蒜、生姜、番茄、荔枝、蘋果抑止發(fā)芽、貯藏保鮮或推遲后熟延長(zhǎng)貨架期1.5（具體視目的品種而異）GB14891.5方便面固體湯料方便面固體湯料殺菌，防霉，延長(zhǎng)保質(zhì)期8具體輻照生產(chǎn)規(guī)范參照GB/T18525.X;GB/T18526.X;GB/T18527.X目前四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)第二節(jié)輻照的基本概念1.放射性同位素（了解、自學(xué)）當(dāng)原子序數(shù)在84以上，原子核是不穩(wěn)定的，能以一定的速率放出射線，由這種元素稱為放射性同位素。自然界中有天然的不穩(wěn)定同位素，但還有一些不穩(wěn)定同位素是使用原子反應(yīng)堆及粒子加速器等人工制造的。α-射線：當(dāng)同位素中，n：p+>1.5:1,從原子核中放射出帶2p+和2n的帶正電高速粒子流（氦核）——稱為α-射線。β-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（n>p+)n→p++β-(帶負(fù)電的高速電子)；若核內(nèi)p+>n時(shí)(這種情況一般指在加速器中)，p++1.02Mev→n+β+

（帶正電荷的高速電子）X-射線若核內(nèi)質(zhì)子在外層電子云中，從K層捕獲電子，轉(zhuǎn)變成中子，p++e-→nK捕獲后剩下一空穴，則外層高能電子會(huì)補(bǔ)充進(jìn)去，釋放出能量——X-射線。所以，X-射線指原子核外電子所放出的能量。γ-射線當(dāng)原子核在發(fā)射了α-和β-射線或k-捕獲后，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)回到基態(tài)時(shí)，原子就發(fā)出光子流——γ-射線（即不帶電荷的粒子流）。以上這些射線都具有不同的電離作用和穿透能力。目前五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)α-射線：相對(duì)質(zhì)量較大，電離能力大，穿透能力小β-射線：電離能力比α-射線小，穿透能力比α-射線大。γ-射線：電離能力比α-、β-射線小，但穿透能力比它們大。X-射線：電離能力小，穿透能力很強(qiáng)。目前六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)二、輻照量單位與劑量測(cè)量（一）放射性強(qiáng)度：定量放射性強(qiáng)弱的物理量。單位：居里（Ci)、貝克（Bq)和克鐳當(dāng)量（二）照射量：度量X-或γ-射線在空氣中電離能力的物理量。單位：倫琴（R),庫(kù)侖/千克（C/kg)（三）吸收劑量（重點(diǎn)）在輻射源的輻射場(chǎng)內(nèi)單位質(zhì)量被輻照物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收劑量。單位拉德（rad)，現(xiàn)為戈瑞（Gy):1Gy=100rad=1J/kg目前七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)吸收劑量測(cè)量劑量測(cè)量體系：量熱計(jì)、液體或固體化學(xué)劑量計(jì)及目視劑量標(biāo)簽國(guó)家基準(zhǔn)國(guó)家傳遞標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量測(cè)量體系常規(guī)劑量劑目前八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)三、輻射源與食品輻照裝置（一）輻照源（重點(diǎn)掌握）按食品輻照加工通用標(biāo)準(zhǔn)（CDDEXSTAN106-1983),可以用于離子輻照源的有：來自60Co或137Cs的γ-射線，X-射線（能級(jí)≤5Mev),加速電子（能級(jí)≤10Mev)。放射性同位素：60Co,137Cs：γ-射線電子加速器:X-射線、電子束（二）防護(hù)設(shè)備：鉛、鐵混凝土和水（三）輸送與安全系統(tǒng)目前九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)一、食品輻射的物理學(xué)效應(yīng)（了解）（一）原子能射線與物質(zhì)的作用光電子康普頓散射電子、正電子對(duì)感生放射性(誘感放射性）（二）電子射線的作用散射電離軔致輻射降低能量后被原子捕獲,使原子(或原子所在分子)變成負(fù)離子;或者與陽(yáng)離子相遇,發(fā)生陰陽(yáng)離子湮滅,釋放出兩個(gè)光子。第三節(jié)食品輻照保藏原理目前十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)輻照的化學(xué)效應(yīng)是指被輻照物質(zhì)中分子所發(fā)生的化學(xué)變化：初級(jí)輻射：是使物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片。次級(jí)輻射：是初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。初級(jí)輻射一般無特殊條件，而次級(jí)輻射與溫度等其它條件有關(guān)。水：H·，OH·，間接作用氨基酸與蛋白質(zhì)酶糖類脂類維生素P286-287二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng)目前十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)三、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、酶、昆蟲、寄生蟲、果蔬等的影響，這些影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。目前十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)（一）微生物1.輻射對(duì)微生物的作用（輻照殺滅微生物的原理）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——直接擊中學(xué)說細(xì)胞內(nèi)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，從而使微生物死亡間接效應(yīng)：來自被激活的水分子或電離的游離基；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。目前十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)2.微生物對(duì)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：

NDlog—=-—N0D10

其中：N0

表示最初的微生物數(shù)

N表示使用D劑量后殘留的微生物數(shù)

D表示初期劑量

D10表示微生物殘存數(shù)減到原數(shù)的10%時(shí)的劑量D10與敏感性的關(guān)系目前十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)微生物對(duì)輻射的敏感性（P288,Table7-5)一般來說G->G+

霉菌>酵母繁殖體>芽孢通常使用高達(dá)30kGy的劑量才能抑制病毒，敏感性最差。目前十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)（二）酶輻照對(duì)食品中酶的效應(yīng)視體系而定?？偟膩碚f，酶所處的環(huán)境條件越復(fù)雜，酶的輻照敏感性越低。不同的酶效果不同。有的抑制、有的促進(jìn)。目前十六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)（三）蟲類1、昆蟲處于幼蟲期的昆蟲對(duì)輻射比較敏感，成蟲細(xì)胞對(duì)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(duì)輻射是敏感的。因此，低劑量可造成絕育或引起遺傳上的紊亂。輻射對(duì)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，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)。2、寄生蟲輻射可使寄生蟲不育或死亡豬肉內(nèi)旋毛蟲不育劑量，0.12kGy，死亡7.5kGy牛肉絳蟲致死輻照的目的與大致的劑量范圍需掌握目前十七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)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，而蛾需要才行；蛹劑量才能達(dá)到不育。目前十八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)（四）果蔬水果：對(duì)于有呼吸變換期的水果，在其呼吸率達(dá)最小值時(shí)是輻射處理的關(guān)鍵時(shí)刻，在此時(shí)輻射能抑制其后熟期，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(dòng)。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。蔬菜輻射可影響新鮮蔬菜的代謝反應(yīng)，其效果育劑量有關(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(huì)腐爛。對(duì)蘑菇可防止開傘延遲后熟。目前十九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)第四節(jié)輻射對(duì)食品質(zhì)量的影響氨基酸與蛋白質(zhì)糖類脂類維生素

VA、VE敏感，VD穩(wěn)定；VB1、VC敏感P290-294(自學(xué))目前二十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)第五節(jié)輻射在食品保藏中的應(yīng)用一、輻照的應(yīng)用類型輻射阿氏滅菌:10-50kGy輻射巴氏滅菌:1-10kGy輻射耐貯殺菌:＜1kGy目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)二、食品輻照保藏果蔬類糧食類畜禽肉及水產(chǎn)類香辛料及調(diào)味品蛋類黃泥螺紅棗、杏干目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)三、食品輻照加工輻照改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)輻照催陳（陳化）輻照降解多糖生產(chǎn)低聚合度糖等（如殼聚糖降解）四、輻照的其他應(yīng)用檢疫處理目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)五、影響食品輻照效果的因素輻照劑量食品接受輻照時(shí)的狀態(tài)輻照過程環(huán)境條件（熱、O2)與其他方法的協(xié)同作用六、輻照食品的包裝（GB/T-18524)玻璃紙、人造纖維、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、尼龍、玻璃及金屬容器。充填空氣外的氣體或真空可增加效果。某些食品的輻照并不能消除全部的微生物及其毒性；黃曲霉毒素及葡萄球菌毒素均不能通過輻照失活。目前二十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)第六節(jié)食品輻照的安全與法規(guī)一、輻照食品的安全性（重要）有關(guān)感生（誘惑）放射性

一種元素若在電離輻射的照射下，輻射能量將傳遞給元素中的一些原子核，在一定條件下會(huì)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γ-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（誘惑）放射性。誘惑放射性的可能性取決于被輻射物質(zhì)的性質(zhì)以及所使用的射線能量，若射線能量很高，超過某元素的核反應(yīng)能閾，則該元素會(huì)產(chǎn)生放射性。目前二十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于二點(diǎn)食品中的基本元素，碳、氫、氧、氮等大部分元素核反應(yīng)能閾都在10Mev以上（P300），目前在食品中允許使用的輻射源只有60Co，（γ1=1.17 Mev，γ2=1.33Mev）能量<10Mev,故不會(huì)產(chǎn)生誘惑放射性；輕元素中,放射性同位素的半衰期極短(幾秒-幾十分鐘),還不等到達(dá)消費(fèi)者手中,放射性就消失了。1980年FAO/IAEA/WHO輻照食品安全聯(lián)合專家委員會(huì)結(jié)論：輻照食品總平均劑量10kGy以下不需要做毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，無特殊營(yíng)養(yǎng)和微生物學(xué)問題；10kGy以下安全，超過10kGy并非不可用1997年FAO/