第8章食品的辐照

1、要点：要点：l食品辐照的特点及进展食品辐照的特点及进展l辐照的基本概念辐照的基本概念l辐照保藏原理（自学）辐照保藏原理（自学）l辐照工艺及其控制（自学）辐照工艺及其控制（自学）l辐照食品的安全与法规（重点）辐照食品的安全与法规（重点）第一节第一节 食品辐照的特点食品辐照的特点及进展及进展 食品的辐射保藏是利用射线照射食品，灭食品的辐射保藏是利用射线照射食品，灭菌、杀虫，抑制鲜活食品的生命活动，从菌、杀虫，抑制鲜活食品的生命活动，从而达到防霉、防腐、延长食品货架期目的而达到防霉、防腐、延长食品货架期目的的一种食品保藏方法。的一种食品保藏方法。 一、食品辐照的定义和特点一、食品辐照的定义和特点食品

2、辐照保藏是指利用放射线核素食品辐照保藏是指利用放射线核素6060CoCo或或137137CsCs的的射线，以及加速器产生的电子束等辐照食射线，以及加速器产生的电子束等辐照食品，使之抑制发芽、推迟成熟、杀虫杀菌、防品，使之抑制发芽、推迟成熟、杀虫杀菌、防止霉变，从而达到保鲜或贮存的目的。止霉变，从而达到保鲜或贮存的目的。与微波的区别：与微波的区别： 辐射是利用原子核衰变产生的电磁波来辐射是利用原子核衰变产生的电磁波来处理食品，而微波则是将电能转化为电磁处理食品，而微波则是将电能转化为电磁波来处理食品。波来处理食品。辐射保藏的优点：辐射保藏的优点：l具有具有穿透性强穿透性强（对包装及不解冻的食品也

3、适用）（对包装及不解冻的食品也适用）l非热杀菌非热杀菌（与传统加热相比）（与传统加热相比）l无残毒无残毒（与化学保藏相比，不需要加入防腐剂）、（与化学保藏相比，不需要加入防腐剂）、l节能节能（与冷冻保藏等相比）（与冷冻保藏等相比）l对食品成分破坏小；对食品成分破坏小；l自动化程度高、劳动力成本低、易控制。自动化程度高、劳动力成本低、易控制。食品辐照的定义和特点食品辐照的定义和特点二、国内外食品辐照的历史发展二、国内外食品辐照的历史发展 1896年年，亨利，亨利贝克莱在研究各种物质的磷光贝克莱在研究各种物质的磷光现象时，发现了放射性。现象时，发现了放射性。 1896年年，Roentgen发现了发

4、现了X射线，并对这种射线，并对这种射线的特性做了完整而准确的计算。射线的特性做了完整而准确的计算。 1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化合物发射类似的射线。同时居里夫妇从铀盐合物发射类似的射线。同时居里夫妇从铀盐中分离出了一个新元素，取名中分离出了一个新元素，取名镭镭(由拉丁词由拉丁词radius而来，意为而来，意为射线射线)。 1921年年Schraty获得获得X射线杀菌专利。射线杀菌专利。1943年年美国发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后美国发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍，美国由此解决了海军食品保存问题

5、。尔后研究遍及美国及美国90多所大学及科研单位。多所大学及科研单位。 50年代年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。研究。 我国食品辐射我国食品辐射(照照)的研究则最早于的研究则最早于1958年开始，年开始，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。 1970年年在巴黎成立了在巴黎成立了“食品辐射食品辐射(照照)国际计划国际计划”(IFIP)，先后共有，先后共有24个国家参加该计划，分工协个国家参加该计划，分工

6、协作进行研究。作进行研究。1980年年FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专辐照食品安全联合专家委员会结论：辐照食品总平均剂量家委员会结论：辐照食品总平均剂量10kGy以以下下不需要做不需要做毒理学实验，无特殊营养和微生物毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题。学问题。1984年年-1997年，国家卫生部颁布的食品辐照年，国家卫生部颁布的食品辐照 标准基本覆盖了绝大部分食品。标准基本覆盖了绝大部分食品。迄今为止，迄今为止，500多种类的辐照食品投放了市场多种类的辐照食品投放了市场。但。但辐照技术真正大规模商业化应用，是从辐照技术真正大规模商业化应用，是从20世纪世纪90年年代开始的。代开始的

7、。辐照加工技术虽然从技术讲已相对成熟，但由于公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照设施等尚存在一定问题，辐照食品仍未被广泛接受。受。一、放射性同位素与辐射一、放射性同位素与辐射1.放射性同位素放射性同位素l元素周期表中原子序数在元素周期表中原子序数在8484以上的同位素，其以上的同位素，其质子数和中子数相差较大，原子核是不稳定的，质子数和中子数相差较大，原子核是不稳定的，能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素

8、称为放射性同位素。大多数同位素放射出元素称为放射性同位素。大多数同位素放射出的射线为的射线为-、-、- - 射线，其过程称为辐射线，其过程称为辐射。射。 半衰期半衰期：放射性强度因衰变而降低到原来的一半所放射性强度因衰变而降低到原来的一半所需要的时间。需要的时间。 不同的放射性同位素，其半衰期是不同的。不同的放射性同位素，其半衰期是不同的。 例如：例如： t1/2(238U)=4.5109年年 t1/2(212P)=3.010-7s 用作食品辐射加工的辐射源用作食品辐射加工的辐射源60Co的半衰期为的半衰期为5.27年，年，137Cs为为30年。年。 半衰期越短的放射性同位素，衰变越快，在单位

9、时半衰期越短的放射性同位素，衰变越快，在单位时间内放射出的射线越多。间内放射出的射线越多。二、二、 辐照量单位与吸收剂量辐照量单位与吸收剂量 1. 放射性强度放射性强度-针对辐射源针对辐射源 放射性强度是度量放射性强弱的物理量，放射性强度是度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里常用的单位有居里(Ci)、贝克、贝克(Bq)和克镭当和克镭当量。量。 2. 照射量及其单位照射量及其单位 (量度放射性同位素放射出的射线量度放射性同位素放射出的射线) 照射量照射量(Exposure)是用来量度是用来量度X射线或射线或射线在空气中电离能力的物理量，其单射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦琴位为伦琴(

10、R)。 3. 吸收剂量及其单位吸收剂量及其单位 (量度被辐射物体吸收量量度被辐射物体吸收量) 被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德量，其单位为拉德(rad)或戈瑞或戈瑞(Gy)。1 Gy是指辐照时，是指辐照时，1kg的食品吸收的辐射能为的食品吸收的辐射能为1J。三、辐射源与食品辐射装置三、辐射源与食品辐射装置 食品的辐射装置包括辐射源、食品的辐射装置包括辐射源、防护设备防护设备、输送系统和自动控制与安全系统。输送系统和自动控制与安全系统。 1. 辐射源辐射源 辐射源是食品辐射加工的核心部分，它辐射源是食品辐射加工的核心部分，它可以分为放射性同

11、位素和电子加速器两可以分为放射性同位素和电子加速器两大类。大类。 (1) 放射性同位素放射性同位素 60Co辐射源、辐射源、 137Cs辐射源辐射源 (2) 电子加速器电子加速器 电子射线、电子射线、X射线射线 (2) 电子加速器电子加速器电子射线电子射线 电子射线射程短，密度大，穿透力差，电子射线射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射。一般适用于食品表面的照射。如对易腐如对易腐食品辐射时，选定适当的食品辐射时，选定适当的“加速能加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只进行表就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌。面杀菌。 X射线射线 X射线具有高穿透能力，可以用于食品射线具有高穿

12、透能力，可以用于食品辐射加工。但是由于电子加速器作辐射加工。但是由于电子加速器作X射线射线源效率低，而且能量中包含大量低能部源效率低，而且能量中包含大量低能部分，难以均匀照射大块样品，故没有得分，难以均匀照射大块样品，故没有得到广泛的应用。到广泛的应用。 第三节第三节 食品的辐射及辐照保藏的原理食品的辐射及辐照保藏的原理 （自学） 食品辐照时，射线把能量或电荷传递给食品食品辐照时，射线把能量或电荷传递给食品以及食品上的微生物和昆虫，引起的各种效应以及食品上的微生物和昆虫，引起的各种效应会造成它们体内的酶钝化和各种损伤会迅速影会造成它们体内的酶钝化和各种损伤会迅速影响其整个生命过程，导致代谢、生

13、长异常、损响其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤扩大直至生命死亡。伤扩大直至生命死亡。 一、食品辐射的类型一、食品辐射的类型 联合国粮农组织联合国粮农组织(FAO)、国际原子能机构、国际原子能机构(IAEA)和世界卫生组织和世界卫生组织(WHO)联合专家联合专家委员会把食品辐射分为下列三类：委员会把食品辐射分为下列三类：低剂低剂量辐照、中等剂量辐照、大剂量辐照量辐照、中等剂量辐照、大剂量辐照。表表8-11 二、食品辐射保藏的效果及其影响因素二、食品辐射保藏的效果及其影响因素食品进行辐射处理时，必须根据食品的种食品进行辐射处理时，必须根据食品的种类和预期的目的，控制辐射剂量和照射条类和预期的

14、目的，控制辐射剂量和照射条件，才能达到良好的保藏效果。件，才能达到良好的保藏效果。 辐照的对象多是具有生命活力的东西，包括农产辐照的对象多是具有生命活力的东西，包括农产品本身、微生物和昆虫，要达到保藏、保鲜、保品本身、微生物和昆虫，要达到保藏、保鲜、保持食品质量的目的，就必须明确农产品对射线的持食品质量的目的，就必须明确农产品对射线的最大耐受剂量和灭菌杀虫的有效剂量，然后才能最大耐受剂量和灭菌杀虫的有效剂量，然后才能选定最佳的辐照剂量。选定最佳的辐照剂量。 (二二) 提高食品辐射保藏效果的措施提高食品辐射保藏效果的措施 食品的辐射保藏处理，欲取得满意的效果食品的辐射保藏处理，欲取得满意的效果除

15、了根据食品的种类和辐射目的采用适宜除了根据食品的种类和辐射目的采用适宜的辐射剂量外，还可以采取一些辅助措施的辐射剂量外，还可以采取一些辅助措施，以便提高辐射的效果或降低辐射剂量，以便提高辐射的效果或降低辐射剂量，保护食品的营养成分少受损失。保护食品的营养成分少受损失。 1. 添加化学药品添加化学药品 2. 改变温度条件改变温度条件 3. 改变气体条件改变气体条件 4. 合理包装合理包装 5. 低温储藏低温储藏FAO、IAEA和和WHO联合专家委员会于联合专家委员会于1980年年10月月27日至日至11月月3日在日内瓦召开了关于辐照食品卫生会日在日内瓦召开了关于辐照食品卫生会议。依据以前各届专家

16、委员会的建议和这些机构组议。依据以前各届专家委员会的建议和这些机构组织的其他技术或法律专家会议所作出的结论，织的其他技术或法律专家会议所作出的结论，允许允许食品辐照的最大能量水平是：电子射线为食品辐照的最大能量水平是：电子射线为10MeV；射线和射线和X射线为射线为5MeV。 一、辐照食品的安全性一、辐照食品的安全性所谓有害物质或是有毒物质，指的是对人和实验动所谓有害物质或是有毒物质，指的是对人和实验动物具有诱发致癌、致畸、致突变，甚至将这些有害物具有诱发致癌、致畸、致突变，甚至将这些有害特征持久地递给人或实验动物的后代而产生遗传变特征持久地递给人或实验动物的后代而产生遗传变异的物质。异的物质

17、。所谓毒性可以看做是一种物质所具有的损所谓毒性可以看做是一种物质所具有的损伤能力；危害可以看做是一种特定数量和伤能力；危害可以看做是一种特定数量和方式使用一种物质时，产生损伤的能力。方式使用一种物质时，产生损伤的能力。辐照食品及其制品，在进行动物实验时均为发辐照食品及其制品，在进行动物实验时均为发现有异常现象，即便有些变化，但都不至于产现有异常现象，即便有些变化，但都不至于产生危害和损伤，也没有观察到发生致癌、致畸生危害和损伤，也没有观察到发生致癌、致畸、致突变以及遗传性的改变。、致突变以及遗传性的改变。FAOFAO、IAEAIAEA、WHOWHO得出得出“剂量低于剂量低于10kGy10kGy，辐，