辐射保藏李云捷《周家春版》

1、第六章第六章 食品辐射保藏食品辐射保藏辐射加工辐射加工是利用电离辐射（主要是指钴-60射线和电子加速器产生的电子束）与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，对物质或材料进行加工处理的过程。辐射保藏的优点 可在常温下进行 无残毒 穿透性强 易控制 辐射加工是一种高效加工手段 节能 目前辐射加工技术已向很多行业渗透。辐射保藏的缺点 杀菌效量不同时，酶可能没有完全失活； 化学变化虽然微量，但食品有可能产生不好的感官变化； 微生物的致死效量对人来说很大。国内外发展简况 采用辐射技术加工食品早在20世纪40年代就已开始进行 50年代美国等国家加强了研究 70年代证明了辐照食品的卫生安全性 80年代

2、各国开始建立规程、法规、标准。 1980年FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论： 辐照食品总平均剂量10kGy以下不需要做毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题。 1984年，代表130多个国家的食品法典委员会（CAC）向成员国建议辐照食品CAC标准及辐照食品设施推荐规程。 迄今为止，已有40多个国家批准了100多种类的辐照食品。 但辐照技术真正大规模商业化应用，是从20世纪90年代开始的。 辐照加工技术虽然从技术讲已相对成熟，但由于公众接受性、各类别食品的标准、法规以及检验、辐照设施等尚存在一定问题，辐照食品仍未被广泛接受。 从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越

3、来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。 1997年蒙特利尔公约会议决定发达国家在2005年前、发展中国家在2015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出出来。 另外，食源性疾病近年来在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有明显的关联。 我国辐射加工食品产业化发展也很快，1984-1994年共批准了18种辐照食品，1996年又正式颁布了“辐照食品卫生管理办法”，1997年公布了“辐照食品类别卫生标准”，进一步鼓励对进口食物、食品原料以及国内的6大类食品进行辐照处理。辐照技术的应用： 延缓呼吸 延长货架期 抑制发芽 杀

4、虫、灭菌、检疫第一节电磁辐射的基本概念一、放射性同位素与辐射 同位素：原子具有相同质子数不同中子数则互为同位素。 放射性同位素： 当原子序数在84以上，原子核是不稳定的，能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。 自然界中有天然的不稳定同位素，但还有一些不稳定同位素是使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的。 辐射：能量传递的一种方式。 在电磁波谱中，根据能量相应的大小可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、X射线和射线。按能量大小分类： 低频辐射线（非电离辐射）： 波长较长、能量小（频率低），仅能使物质分子产生转动或振动而产生热，也可起到加热杀菌作用。 高频辐射线

5、（电离辐射）： 频率较高、能量大，如X-，-射线，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用（冷杀菌）。按性质分类： 电磁辐射：电磁辐射： 以电场和磁场交变振荡的方式传递能量的电磁波 粒子辐射：粒子辐射： 电子、中子、质子、粒子 （1） -射线：当同位素中，n:p+1.5:1,从原子核中放射出带2p+和2n的带正电高速粒子流（氦核）称为-射线。 -射线是原子核裂变时释放出来的高速氦射线是原子核裂变时释放出来的高速氦核粒子流。核粒子流。 （2） -射线：射线：当核内中子数和质子当核内中子数和质子数不等时数不等时, ,中子裂变成质子时释放出来的中子裂变成质子时释放出来的高速电子流。高速电子流

6、。 np +，np+ +-； p + n，p + +1.02Mevn+ （3）X-射线（K捕获） 高能态电子跃迁到低能态时释放出的能量。p+ +- n （4）-射线射线当原子核在发射了-和-射线或k-捕获后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回到基态时，原子就发出光子流-射线（即不带电荷的粒子流）。相对质量相对质量电离能力电离能力穿透力穿透力-射线射线最大（氦核）最大（氦核）大大小小-射线射线小小为为的一半的一半大大-射线射线无无 ，较大较大X-射线射线无无VD 水溶性维生素：VB1VC VB5 维生素受剂量、温度、氧气及食品类型的影响，无氧及低温受损失少。二、辐射的生物学效应二、辐射

7、的生物学效应1.1.辐射对微生物的作用辐射对微生物的作用（1 1）直接效应）直接效应细胞膜受损，酶释放出来，酶功能紊乱，干细胞膜受损，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。物死亡。细胞内蛋白质、细胞内蛋白质、DNA受损，即受损，即DNA分子碱分子碱基发生分解或氢键断裂等，致使微生物细胞活基发生分解或氢键断裂等，致使微生物细胞活动紊乱，甚至停止。动紊乱，甚至停止。（2 2）间接效应）间接效应 当水分子被激活和电离后，成为游离当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原作用，这些激活的水分基，起氧化还原作用，这些激活的水

8、分子就与微生物内的生理活性物质相互作子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。用，而使细胞生理机能受到影响。（3 3）微生物对辐射的敏感性）微生物对辐射的敏感性D D1010：辐射处理后残存微生物下降到原数的：辐射处理后残存微生物下降到原数的10%10%所需要的辐射剂量，表示某种微生物对所需要的辐射剂量，表示某种微生物对辐射的敏感性。辐射的敏感性。 to menu微生物对辐射的敏感度：微生物对辐射的敏感度：G-G-G G酵母霉菌酵母霉菌 N D log = N0 D10 N N0 0最初的微生物数最初的微生物数N N使用使用D D剂量后残留的微生物数剂量后残留的微生物数D

9、 D初期使用剂量初期使用剂量D D1010微生物残存数减到原数微生物残存数减到原数10%10%时的剂量时的剂量2.2.辐射对病毒的作用辐射对病毒的作用 通常使用高达通常使用高达30KGy30KGy的剂量才能抑制的剂量才能抑制病毒的活性。病毒的活性。3.3.辐射对昆虫的作用辐射对昆虫的作用 辐射敏感性与昆虫细胞的生殖活性辐射敏感性与昆虫细胞的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。成正比，与它们的分化程度成反比。 辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，对于昆虫细胞来说，辐射对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性成正比，与它敏感性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。们的分

10、化程度成反比。处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫细胞对射线的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但是成虫的性腺细胞对辐射是敏感的。因此，低剂量可造成绝育或引起遗传上的紊乱。 辐射对昆虫总的损伤作用是：，这些作用都是在一定剂量水平下发生的 在其它剂量下，甚至可能出现相反的效应，如。 成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照过的卵可以发育成幼虫，但不能发育成蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育；用0.13-0.25KGy照射可使卵和幼虫有一定的发育能力，但能够阻止它们发育到成虫阶段；用0.4-1.0KGy剂量，能阻止所有卵和幼虫、蛹发育到下一阶段； 甲虫成虫不育需要0.13-0.25KGy，而蛾需要0.

11、45-1.00KGy才行；螨需要蛹0.25-0.45KGy剂量才能达到不育，30-50KGy才能致死。 4.寄生虫 辐射可使寄生虫不育或死亡 猪肉内旋毛虫， 不育剂量，0.12KGy，死亡7.5KGy 牛肉绦虫， 致死3.0-5.0KGy5.果蔬 水果： 有呼吸高峰的水果，在高峰前期进行辐照处理，可抑制乙烯的生成，延长储期。 能使化学成分发生变化，如维生素C的破坏、原果胶变成果胶及果胶酸盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏及色素的变化等。 蔬菜 可影响代谢反应，其效果与剂量有关：改变蔬菜的呼吸率，防止老化，改变化学成分。 抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐烂。 对蘑菇可防止开伞，

12、延迟后熟。酶 无氧条件下，干燥的酶经辐照后失活，与酶的种类无太大关系 水溶液中，酶失活的过程因酶的种类有很大差异第三节第三节 食品的辐照应用食品的辐照应用辐射保藏的三种形式辐射保藏的三种形式1.1.辐射阿氏杀菌（辐射阿氏杀菌（radappertization） 高剂量，高剂量， 101050KGy50KGy可以使食品中的微生物数量减少到零可以使食品中的微生物数量减少到零或有限个数。这种辐射处理后，食品可在或有限个数。这种辐射处理后，食品可在任何条件下贮藏，但要防止再污染。任何条件下贮藏，但要防止再污染。 2.辐射巴氏杀菌辐射巴氏杀菌（radicidation） 中剂量，中剂量， 1 110KG

13、y10KGy 只杀灭无芽孢病原细菌（除病毒只杀灭无芽孢病原细菌（除病毒外）。所使用的辐射剂量使食品在检测外）。所使用的辐射剂量使食品在检测时不出现无芽孢病原菌（如沙门氏菌）。时不出现无芽孢病原菌（如沙门氏菌）。3.3.辐射耐储杀菌（辐射耐储杀菌（radurizationradurization）低剂量，低剂量，1 1KGyKGy 能提高食品的贮藏性，降低腐败菌的能提高食品的贮藏性，降低腐败菌的原发菌数，并延长新鲜食品的后熟期及保原发菌数，并延长新鲜食品的后熟期及保藏期。藏期。影响食品辐照效果的因素：1.辐照剂量 越高，保期越长； 剂量率越高，所需照射时间越短，效果越好；2.食品辐照时的状态 受

14、食品种类、化学成分、组织结构、生长发育的阶段、成熟状况、呼吸代谢的快慢影响3.环境条件 有氧可增加微生物对辐照的敏感性； 提高温度可降低辐照剂量； 冻结点下低剂量的辐照可防止肉产生异味和维生素的损失。二、现有的一些商业化应用二、现有的一些商业化应用1.1.果蔬类果蔬类 防止微生物的腐败作用防止微生物的腐败作用 控制害虫感染及蔓延控制害虫感染及蔓延 延缓后熟期，防止老化延缓后熟期，防止老化（1 1）辐射对水果的影响）辐射对水果的影响 对于有呼吸变换期的水果，在其呼吸率达对于有呼吸变换期的水果，在其呼吸率达最小值时是辐射处理的关键时刻。在此时最小值时是辐射处理的关键时刻。在此时辐射能抑制其后熟期，

15、主要是能改变体内辐射能抑制其后熟期，主要是能改变体内乙烯的生成率从而影响其生理活动。乙烯的生成率从而影响其生理活动。 辐射能使水果的化学成分发生变化，如维辐射能使水果的化学成分发生变化，如维生素生素C C的破坏、原果胶变成果胶及果胶酸的破坏、原果胶变成果胶及果胶酸盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏及色素的变化等。及色素的变化等。辐射在水果中的商业化应用辐射在水果中的商业化应用控制辐射剂量，杀灭霉菌控制辐射剂量，杀灭霉菌辐射水果抑虫辐射水果抑虫延迟后熟期，对香蕉等热带水果十分有效延迟后熟期，对香蕉等热带水果十分有效增强水果中色素的合成增强水果中色素的合成（2

16、 2）辐射对蔬菜的影响）辐射对蔬菜的影响 辐射可影响新鲜蔬菜的代谢反应，如改变辐射可影响新鲜蔬菜的代谢反应，如改变蔬菜的呼吸率，防止老化，改变其化学成蔬菜的呼吸率，防止老化，改变其化学成分等，作用效果与辐射剂量有关。分等，作用效果与辐射剂量有关。 根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但辐照剂量过高，在光照下皮层也不发绿，但辐照剂量过高，会腐烂。会腐烂。 辐照可防止蘑菇开伞，延迟后熟。辐照可防止蘑菇开伞，延迟后熟。辐射在蔬菜中的商业化应用辐射在蔬菜中的商业化应用 抑制发芽，延缓新陈代谢作用抑制发芽，延缓新陈代谢作用2.2.谷类及其制品

17、谷类及其制品: :以控制虫害及其蔓延为主。以控制虫害及其蔓延为主。3.3.肉禽类肉禽类(1)(1)高剂量辐射处理高剂量辐射处理 处理后不需要冷冻保藏。所用辐射剂量处理后不需要冷冻保藏。所用辐射剂量能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌株，对低盐、无酸的肉类使用剂量为株，对低盐、无酸的肉类使用剂量为4.54.5MradMrad，产品必须密闭包装防止辐射后再，产品必须密闭包装防止辐射后再受微生物污染。受微生物污染。(2)(2)低剂量辐射处理低剂量辐射处理: :处理后需冷冻保藏。处理后需冷冻保藏。4.4.水产品水产品 高剂量辐射处理效果同于肉类，但异高剂量辐射处理效

18、果同于肉类，但异味不如肉类明显。低剂量辐射常与味不如肉类明显。低剂量辐射常与3 3左左右的冷藏结合。使用最高剂量为右的冷藏结合。使用最高剂量为300300KradKrad。5.5.蛋类蛋类 应用辐射巴氏杀菌剂量，杀灭其中的应用辐射巴氏杀菌剂量，杀灭其中的沙门氏菌。蛋白质受到辐射降解而使蛋液沙门氏菌。蛋白质受到辐射降解而使蛋液粘度降低。粘度降低。三、卫生安全性三、卫生安全性 诱惑放射性诱惑放射性 轻元素中轻元素中, ,放射性同位素的半衰期极短放射性同位素的半衰期极短 毒性问题毒性问题 微生物发生变异的危险性微生物发生变异的危险性“辐射食品总平均剂量辐射食品总平均剂量10KGy10KGy以下不需要进以下不需要进行此剂量范围的毒理学实验，无特殊营养行此剂量范围的毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题。和微生物学问题。” 一种元素若在电离辐射下，辐射能量将一种元素若在电离辐射下，辐射能量将传递给元素中的一些原子核，在一定条件下传递给元素中的一些原子核，在一定条件下会造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，会造成激发反应，引起这些原子核的不稳