辐射杀菌技术

第二节辐射杀菌技术,1辐射杀菌技术的定义,食品辐射杀菌是利用x射线、射线或电子射线辐射食品，通过损害生物体细胞内的遗传物质，破坏其新陈代谢，使细胞组织死亡从而达到杀菌消毒，延长食品储存期的目的。食品辐射杀菌过程中，通过辐射区域时所吸收的能量称为辐照计量，通常以Gy(J/kg)或kGy为计量单位。,辐射源：来自60Co或137Cs的射线，X射线（能级5MeV），加速电子（能级10MeV）。,2辐射杀菌技术的优点,辐射杀菌技术射线穿透力强，可对预先包装好的或烹调好的食品通过剂量控制和辐照工艺进行均匀彻底处理，辐照过程较易控制。,可以在不破坏商品包装和食品外观又能保护食品原有性状的条件下，杀灭食品中的致病菌和寄生虫，消除在食品生产和制备过程中可能出现的交叉污染问题。,辐照处理是“冷加工”，在常温下进行，不会引起内部温度的升高，可以较好地保持食品原有的鲜度和风味，还可对冻结状态的食品进行灭菌，这是其他方法不可比拟的。,辐照食品不会留下任何残留物，不污染环境，可提高食品卫生质量并有利于环境保护。,3辐射杀菌的缺点与局限性,投资大：需专门设备来产生辐射线（辐射源），并提供安全防护措施，以保证辐射线不泄露；高剂量辐照下感官性状的不良变化；接受性：由于各国的历史、生活习惯及法规差异，目前世界各国允许辐照的食品种类仍差别较大，多数国家要求辐照食品在标签上要加以特别标注。,4.辐照食品的发展历史,1970年FAO/IAEA/WHO的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计划（IFIP)，认定五种产品为安全；1979年国际食品法典委员会（CAC）推荐用于食品辐照的设备操作规范；1983年形成食品辐照加工的国际标准规定食品辐照加工的平均吸收剂量不得超过10kGy；1980年FAO/IAEA/WHO的会议也认为，受辐照食品平均吸收剂量达到10kGy，没有毒性危害，不存在特别的营养和微生物问题，无必要再进行毒性试验。1984年FAO/IAEA在食品与农业中的应用委员会下成立了食品辐照的国际咨询小组（ICGFI)，该组织是由专家、政府代表等组成的国际组织，其主要功能是对食品辐照的发展作总的评论，给成员国和组织提供食品辐照应用的咨询，通过FAO/IAEA/WHO专家委员会（JECFI）、CAC提供发布食品辐照信息。1998ICGFI提出突破10kGy应用剂量限制的建议，并得到其他组织的认可。,FoodandAgriculturalOrganization，联合国粮农组织,InternationalAtomicEnergyAgency,国际原子能机构,CodexAlimentariusCommission,WorldHealthOrganization，世界卫生组织,我国的发展情况,自1958年开始尝试；70年代后，进入新的研究阶段，研究的对象种类：粮食，肉类，水产品，水果，蔬菜，蛋类等。我国批准的辐照食品,5.辐照食品的应用,冷冻食品,长货架期的食品,无菌食品,6.辐照食品的化学效应,（一）水纯水辐照的化学效应如下图所示,（二）蛋白质和酶,1、导致某些蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等的断裂2、促使蛋白质的一级结构发生变化3、发生脱氨基作用、脱羧作用和氧化作用4、蛋白质水溶液经射线照射会发生辐照交联5、多数食品酶对辐射效果有很大的阻力，有助于酶制剂的辐照处理。,（三）糖类,1、纯态糖类经辐照后发现有明显的降解作用和辐解产物形成。2、混合物的降解效应通常比单个组分的辐解效应小。,辐照形成氧化和非氧化辐照产物，因而饱和脂肪酸比较稳定，不饱和脂肪酸容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。,（四）脂类,（五）维生素,1、脂溶性维生素（1）最敏感：维生素A和E（2）稳定：维生素D2、水溶性维生素最敏感：维生素B1、B12和C维生素辐照损失数量受剂量、温度、氧气与食品类型等影响。一般来说，在无氧或低温条件下辐照可减少食品中任何维生素的损失。,（六）食品包装材料,辐照巴氏灭菌条件下（1030kGy），所有用于包装食品的薄膜的性质基本上未受到影响，对食品安全也未构成危害。,较好的用于辐射前食品包装的材料：玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、尼龙、玻璃容器及金属容器等。,低,高,7.辐照食品的生物学效应,（1）辐照对微生物的作用：,病毒：通常要求使用高剂量辐照（水溶液状态30kGy，干燥状态40kGy）才能使其钝化。但过高的剂量对新鲜食品的质量有影响，因此常用加热与辐照并举的方法，降低辐照剂量及抑制病毒的活性。,酵母与霉菌：,对辐照的敏感性与非芽孢细菌相当。种类不同，其辐照敏感性也有差异。杀灭引起水果腐败和软化的霉菌或酵母所需的剂量常高于水果的耐辐照量，通过热处理或其他方法再结合低剂量辐照可克服上述缺陷。,细菌：细菌对辐照敏感性因种类不同而异。剂量越高，杀灭率越高。,（2）辐照对昆虫的作用：,损伤作用表现形式：致死、“击倒”（貌似死亡，随后恢复）、缩短寿命、推迟换羽、不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸。,这些作用都在一定的剂量水平发生，而在某些剂量（低剂量）下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。,（3）辐照对果蔬的作用：,辐照处理呼吸高峰前的果实，可干扰其乙烯的合成，抑制其高峰的出现，延长果实的贮存期。可以改变蔬菜的呼吸率，防止老化。辐照可以使化学成分发生变化：如：VC破坏；原果胶变成果胶质和果胶酸盐；纤维素及淀粉的降解；某些酸的破坏及色素的变化等。,辐照与其它方法复合处理的实例,将柑橘加热至53保持5min，与辐照同时处理，剂量可降至1kGy，还可控制住霉菌及防止皮上锈斑的形成。对表皮黄色、成熟度为25的木瓜，用5060水洗20s，晾20min，干后包装，用0.75kGy射线照射，显著延长保藏期。上海采用辐照与冷藏相结合的方法有效控制苹果和草莓的采后腐败。化学防腐和辐照复合处理的协同效应可以降低化学处理的药剂量和辐照剂量，把药物残留量和辐照损伤率降到最低程度。既可延长保藏期，又保证食品的质量和卫生安全。,8.辐照处理对食品品质的影响,1.色泽辐照处理对各种食品色素的影响不同：植物性色素对辐照处理较稳定，动物性色素对辐照敏感。,辐照能加深冷冻禽胸肉稳定的红色或粉红色，红色的加深依据于肉的种类、肌肉的类型、辐射的剂量、包装材料的不同而异。,2.气味,辐照处理一般都会使食品特有的香气损失，同时也产生令人不愉快的“辐射臭气味”，尤其是肉类食品。脂肪的氧化和蛋白质的辐照水解物（含硫化合物）是辐照冷冻肉产生异味的根源。随着辐射剂量的增加和贮藏时间的延长，有氧包装的异味比真空包装大。,3.质地,高剂量辐照处理食品时，都会有不同程度的软化作用，这种软化是由食品大分子物质的解聚而引起的。,低剂量辐射处理食品不会对食品质地产生明显的影响，相反还可以抑制软化，破坏一些引起果实后熟的有关酶的活性，延缓一些水果后成熟。,4.实际应用,我国在白酒的辐照催陈（陈化）方面已取得显著成绩。辐照处理薯干酒，使酒中酯、酸、醛量有所增加，酮类化学物减少，甲醇、杂醇含量降低，酒口味醇和，苦涩辛辣味减少，酒质提高。关学