食品辐照保藏PPT课件

1、第七章 食品的辐射保藏 第一节 概述 第二节 辐照的基本概念 第三节 食品辐照保藏原理 第四节 辐照对食品质量的影响 第五节 辐照在食品保藏中的应用 第六节 食品辐照的安全与法规第1页/共114页第一节 概述 一、食品辐射保藏的定义及其特点 二、辐射保藏的进展 第2页/共114页一、食品辐射保藏的定义及其特点l食品辐射保藏定义l特点: n辐照技术较其他保藏方法的优越性。n穿透力强带来的好处l缺点第3页/共114页l缺点与局限性n投资大-需要专门设备来产生辐射线（辐射源）。n安全防护-需要提供安全防护措施，以保证辐射线不泄露。n剂量控制-高剂量下的感观性状变化，对不同产品及不同辐照目的要选择控制

2、好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。n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。第4页/共114页穿透力强 辐照技术的另一个特点就是射线（如射线）的穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食品，可杀灭深藏在食品内部的害虫、寄生虫和微生物。正因为此，它被大量应用于海关对进口物品（食物、衣物等用品）的防疫处理，以确保进口物品不携带有害生物进入国门。还可与冷冻保藏技术等配合使用，使食品保藏更加完善，这是其他保藏方法所不可比拟的。第5页/共114页定义l食品辐射保藏是利用原子能射线的辐射能量照射食品

3、或原材料，进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，抑制根类食物的发芽，延迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以达到延长食品保藏期的方法和技术。这种技术又称为食品辐照（Food irradiation）技术。l辐照食品经辐照技术处理后的食品。在我国辐照食品卫生管理办法附则中定义：辐照食品是指用钴60、铯137产生的射线或电子加速器产生的低于10MeV电子束照射加工保藏的食品。第6页/共114页l食品辐射的较其他方法的优越性l非热作用-冷杀菌，经适当辐照处理的食品可保持原有的色、香、味和质构，有利于维持食品的质量；l节能-与冷冻保藏等相比，能节约能源。据(IAEA）报告，冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能

4、耗828MJ/t，热杀菌能耗1080MJ/t，辐照灭菌只需要22.68MJ/t，辐照巴氏灭菌能耗仅为2.74MJ/t。冷藏法保藏马铃薯（防止发芽）300d，能耗l080MJ/t；而马铃薯经辐照后常温保存，能耗为67.4MJ/t，仅为冷藏的6。l无残留物-与化学保藏法相比，辐照过的食品不会留下任何残留物，是一个物理加工过程，而传统的化学防腐保藏技术面临着残留物及对环境的危害问题。第7页/共114页二、辐照保藏的进展l食品辐照历史l相关国际组织l受研究的食品种类l涉及的研究范围l我国的发展情形第8页/共114页l相关国际组织 1970年FAOIAEAWHO的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际

5、计划（IFIP) 认定五种产品为安全 1979年国际食品法规委员会（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核技术成立了食品辐照的国际咨询小组（ICGFI)，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。 1998 ICGF

6、I提出突破10kGy应用剂量限制的建议，并得到其他组织的认可。第9页/共114页l我国的发展情形 58年开始研究 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第10页/共114页第11页/共114页l涉及的研究范围辐照机理，灭菌原理，辐照食品工艺，辐射食品化学，营养学，微生物学，毒理学，剂量学第12页/共114页l受研究的食品种类 粮食及制品，水果，蔬菜，肉类及制品，禽类，水产品，香料，饲料等第13页/共114页l食品辐照历史n1895年，伦琴发现X射线n1896年，Minck发现 X射线可杀菌。以后研究多，应用少。n二战时：美国用

7、来处理汉堡包应用开始n50年代起，美国、加拿大、前苏联、欧、日等 30多国家n60年代 第三世界 共20多国家第14页/共114页l美国 美国是世界上对辐照食品研究最深的国家之一。 50年代，大量的辐照食品报告来自美国政府。 53 美国总统提出原子能和平利用。 57 陆军司令部特种部队负责组织，90个大学、政府与工业部门参加的一项为期5年的辐照食品研究计划，实验室超过77个，每年资助600万美元。 60 已有辐照食品在军队试用，并对辐照食品进行了长达 10年的安全性试验。 63 美军方Natick实验室举行首次辐照食品国际会议 第15页/共114页l加拿大 1960年，允许60Co (0.1k

8、Gy）用于抑制 马铃薯发芽。 1965年，建立起世界最大的马铃薯辐照 工厂。 是60Co辐照装置输出的强国第16页/共114页l前苏联 最早允许60Co用于抑制马铃薯发芽（0 .1kGy）、谷类杀菌（0.3kGy)第17页/共114页第二节 辐照的基本概念 一、放射性同位素与辐射 二、辐照量单位与剂量测量 三、辐射源与食品辐照装置第18页/共114页一、放射性同位素与辐射l同位素l不稳定(放射性)同位素l辐射l辐射源: 放射性同位素(如钴60,铯137)、电子加速器。l主要射线: 射线 射线 射线 X射线l、等射线辐射的结果能使被辐射（辐照）物质产生电离作用，因此常称为电离辐射。第19页/共1

9、14页l射线n 也称粒子,是从原子核中射出带正电的高速粒子流（带正电荷原子核）n 射线的动能可达几兆电子伏特以上n 穿透物质的能力很小，易为薄层物质（如一片纸）所阻挡第20页/共114页射线n本质是高速电子流n能量可达几兆电子伏特(MVe)以上n穿透物质的本领比射线强得多n可由放射性同位素产生n也可由电子加速器产生第21页/共114页l射线n是波长非常短（波长0.0011.000nm）的电磁波束（或称光子流）n由原子核从高能态跃迁到低能态时放射出n能量可高达几十万电子伏特以上n穿透物质的能力很强n电离能力较、射线小第22页/共114页l辐射n放射性同位素衰变产生各种辐射线过程n加速器产生高能射

10、线的过程第23页/共114页l不稳定(放射性)同位素n质子数和中子数差异较大n其原子核是不稳定的n它们按照一定的规律（指数规律）衰变n不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生的，称之为放射性同位素。第24页/共114页l同位素电子壳中子（不同）质子（同）原 子第25页/共114页二、辐照量单位与剂量测量 （一）放射性强度 （二）照射量 （三）吸收剂量第26页/共114页（一）放射性强度 放射性强度，也称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。单位 居里（Ci）放射性同位素每秒有3.71010次核衰变，则它的放射性强度为1Ci。 贝可（Bq)法定的放射性强度单位，1Bq表示放射性同位素1s有1个原

11、子核衰变。 Ci 与Bq关系 1Ci=3.71010Bq 1Bq=2.703 10-11Ci第27页/共114页（二）照射量 照射量（exposure）是用来度量X射线或射线在空气中电离能力的物理量，单位: （旧）伦琴（R），(法定)库仑千克（C/kg）， 两者关系 1R2.5810-4C/kg。第28页/共114页l伦琴（Roentgen，简写R） 在标准状态下（1.013105Pa，0），1cm3的干燥空气（0.001293g）在X射线下或射线照射下，生成正负离子电荷分别为1静电单位（e.s.u）时的照射量即为1R。 一个单一电荷离子的电量为4.8010-10e.s.u，所以1R能使1cm

12、3的空气产生2.08109离子对。第29页/共114页（三）吸收剂量 1吸收剂量单位 2吸收剂量测量第30页/共114页1吸收剂量单位l在辐射源的辐射场内单位质量被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量。l单位n（旧）拉德（rad）：1g任何物质若吸收射线的能量为100erg或6.241013eV，则吸收剂量为1 radn（法定）戈瑞（Gray，简称Gy）1Gy=1J/kgl戈瑞与拉德的关系：1Gy=100radl剂量率单位质量被照射物质单位时间内吸收的能量（Gy/s）。第31页/共114页2吸收剂量测量l测量原理：将剂量计暴露于辐射线之下进行测量，根据剂量计体系（通过照射后的化学量或物理量变

13、化）所示的吸收剂量来计算被食品所吸收的剂量。l常用剂量测量体系： 量热计 液体或固体化学剂量计 目视剂量标签l各种剂量计的特性见表7-2。l测量体系第32页/共114页l剂量测量体系 （1）国家基准 （2）国家传递标准剂量测量体系 （3）常规剂量计第33页/共114页（3）常规剂量计l这类剂量计属相对测量剂量计，必须经国家基准或传递标准剂量计进行校准，主要用于食品辐照处理现场辐照物品的日常剂量监测。l主要是一些无色与染色塑料薄膜，利用其辐照后变色（着色剂）的性能测定剂量，如无色透明或红色有机玻璃片（聚甲基丙烯酸甲酯）、三醋酸纤维素以及基质为尼龙或PVC的含有隐色染料的辐照显色薄膜等。l此外，也

14、有人试用生物剂量测定法，根据细菌等培养物的辐照损伤（杀菌效果）求出吸收剂量。第34页/共114页（2）国家传递标准剂量测量体系l 是指能在国家计量实验室和用户之间可靠地传递吸收剂量量值，便于邮寄比对，校准常规剂量计和刻度辐射场，并易于被国家基准校准的测量体系。l 该体系有明确的辐射反应机制，稳定性能良好，有较高的复现性和准确度，剂量范围宽；其响应与能量、剂量率和环境条件无关；其辐照能量吸收特性与水等效，系统不确定度可以修正。l 常用的有：丙氨酸ESR剂量计（属自由基型固体剂量计），硫酸铈一亚铈剂量计，重铬酸钾（银）一高氯酸剂量计，重铬酸银剂量计等。第35页/共114页（1）国家基准l主要用于校

15、准的吸收剂量测量的国家基准采用Fricke（即硫酸亚铁）剂量计。目前直接复现水中电离辐射吸收剂量单位（Gy）最有效的绝对测量方法。原联邦德国联邦物理技术研究院（PTB）、美国国家标准局（NBS）等亦用它作为国家基准。l原理：辐射电离作用硫酸亚铁溶液的亚铁离子（Fe2-）被氧化为高铁离子（Fe3-）引起溶液（在305nm附近）吸光度增加。比较溶液吸光度变化，可计算出剂量计中吸收的剂量。l我国已有0.010.40kGy范围的系列基准剂量计。第36页/共114页第37页/共114页三、辐射源与食品辐照装置 （一）辐射源 （二）防护设备 （三）输送与安全系统食品的辐照装置包括辐射源、防护设备、输送系统

16、和自动控制系统与安全系统。第38页/共114页（一）辐射源食品辐照处理的核心部分人工放射性同位素辐射源和电子加速器可用于辐照的射线射线（来自60Co 或137Cs）X射线（能级5MeV）加速电子（能级10MeV）第39页/共114页1. 放射性同位素辐射源 食品辐照处理上用得最多的是60Co射线源，也有采用137Cs辐射源的。 （l）钴-60（ 60Co ）辐射源 自然界中不存在，是人工制备的 同位素源。半衰期为5.25年，衰变后变成稳定同位素镍。 钴源装置 （2）铯-137(137Cs） 也由工人制备，半衰期30年。但其射线能量为0.66MeV，比60Co弱，因此，欲达到60Co相同的功率，

17、需要的贝可数为60Co的4倍。另外，分离麻烦，且安全防护困难，装置投资费用高，因此应用远不如60Co的辐射源广泛。第40页/共114页l137Cs辐射源的制备 由核燃料的渣滓中抽提制得。一般137Cs中都含有一定量的134Cs，并用稳定铯作载体制成硫酸铯-137或氯化铯-137。 为了提高它的放射性活度，往往把粉末状137Cs加压压成小弹丸，再装人不锈钢套管内双层封焊。第41页/共114页第42页/共114页第43页/共114页60Co辐射源的人工制备方法 将自然界存在的稳定同位素59Co金属根据使用需要制成不同形状（如棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形）， 置于反应堆活性区，经一定时间的中

18、子照射，少量59Co原子吸收一个光子后即生成60Co辐射源，其核反应是：第44页/共114页2电子加速器l电子加速器（简称加速器）是用电磁场使电子获得较高能量，将电能转变成射线（高能电子射线，X射线）的装置。l加速器的类型和加速原理有多种。l电子加速器可以作为电子射线和X射线的两用辐射源。l用于辐照保藏食品时，为保证食品的安全性，电子加速器的能量多数是用5MeV，个别用10MeV。l将电子射线转换为X射线使用时，X射线的能量不得超过5MeV。第45页/共114页l用于食品辐照处理的加速器主要有1.静电加速器（范德格拉夫电子加速器）2.高频高压加速器（地那米加速器）3.绝缘磁芯变压器4.微波电子

19、直线加速器5.高压倍加器6.脉冲电子加速器等第46页/共114页（二）防护设备l 辐射对人体的危害l 辐射源的防护措施l 辐照室第47页/共114页l辐照室n是照射样品的场所，其防护墙的几何形状和尺寸的设计，不仅要满足食品辐照条件的要求，还要有利于射线的散射，使铁门外的剂量达到自然本底。n辐照室空气氧经60Co射线照射后会产生臭氧（O3），臭氧生成的浓度大小与使用的辐射源强度成正比例关系，为防止其对照射样品质量的影响及保护工作人员健康，在辐照室内需有送排（通风）设备。第48页/共114页l辐射源的防护措施 为了防止射线伤害辐射源附近的工作人员和其他生物，必须对辐射源和射线进行严格的屏蔽，常用的

20、屏蔽材料有铅、铁、混凝土和水。l铅-密度大（11.34g/cm3），屏蔽性能好，铅容器可以用来贮存辐射源。l钢材-在加工较大的容器和设备中常需用作结构骨架。l铁-用于制作防护门、铁钩和盖板等。l水-可见，可入，常用深水井贮存辐射源。l混凝土墙，既是建筑结构又是屏蔽物，混凝土中含有水可以较好地屏蔽中子。 各种屏蔽材料的厚度必须大于射线所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工过程中要防止产生空洞及缝隙过大等问题，防止射线泄漏。第49页/共114页l辐射对人体的危害途径n辐射对人体危害的两种途径u外辐射，即辐射源在人体外部照射u内辐射，放射性物质通过呼吸道、食道、皮肤或伤口侵入人体，射线在人体内照射。n食品辐

21、照一般使用的是严格密封在不锈钢中的60Co辐射源和电子加速器，辐照对人体的危害主要是外辐射造成的。n短期受大剂量辐射会产生急性放射病n长期受小剂量辐射会产生慢性病第50页/共114页（三）输送与安全系统工业用食品辐照装置是以辐射源为核心，并配有严格的安全防护设施和自动输送、排风系统。食品辐照采用的设备应有权威管理部门审批，符合安全、卫生、有效的要求，符合国际操作规范（CAC/RCP19-179，rev.1-1983）。 所有的运转设备、自动控制、报警与安全系统必须组合得极其严密联动系统。一旦正常操作中断，要有相应的应急措施。第51页/共114页第三节 食品辐照保藏原理 一、食品辐照的物理学效应

22、 二、食品辐照的化学效应 三、食品辐照的生物学效应辐照保藏食品的原理与射线照射时引起食品及食品中的微生物、昆虫等发生一系列物理化学反应有关，这些反应称为辐照效应，主要有物理学效应、化学效应和生物学效应。第52页/共114页一、食品辐照的物理学效应 （一）原子能射线与物质的作用 （二）电子射线的作用 第53页/共114页（一）原子能射线与物质的作用 原子能射线（射线）都是高能电磁辐射线“光子”，与被照射物原子相遇，会产生不同的效应。l 电离作用l 康普顿散射l 湮没辐射(电子对效应)l 感生放射第54页/共114页l感生放射n 射线能量大于某一阈值，射线对某些原子核作用会射出中子或其他粒子，因而

23、使被照射物产生了放射性（radioactivity），称为感生放射。n 能否产生感生放射性，取决于射线的能量和被辐照物质的性质，如 10.5MeV的射线对14N照射可使其射出中子，并产生N的放射性同位素； 18.8MeV的射线对12C照射，可诱发产生放射线； 15.5MeV 的射线对16O照射，下可产生放射线。n 因此，为了严防引起感生放射作用，食品辐照源的能量水平一般不得超过10MeV。第55页/共114页l康普顿散射 射线的光子与被照射物的电子发生弹性碰撞，当光子的能量略大于电子在原子中的结合时，光子把部分能量传递给电子，自身的运动方向发生偏转，朝着另一方向散射，获得能量的电子（也称次电子

24、，康普顿电子），从原子中逸出，上述过程称康普顿散射(Compton scattering) 第56页/共114页l湮没辐射n光子能量较高(1.02MeV)时，光子在原子核库仑场的作用下会产生电子和正电子对，正电子和一个电子结合而消失，产生湮没辐射。n湮没辐射发出两个光子，每个光子能量为0.5lMeV。n光子的能量越大，电子对的形成越显著。第57页/共114页l电离作用 光子与被照射物质原子中的电子相遇，把全部能量交给电子（光子被吸收），使电子脱离原子成为光电子（e）。第58页/共114页（二）电子射线的作用l库仑散射l电子激发与电离l轫致辐射第59页/共114页l轫致辐射n电子射线在原子核库仑

25、场作用下，本身速度减慢的同时放射出光子，这种辐射称轫致辐射。n轫致辐射放出的光子，能量分布的范围较宽，能量很大的相当于射线的光子，能量较大的就相当于X射线光子，这些光子对被照射物的作用如同射线与X射线。n若放射出的光子在可见光或紫外光范围，就称之为契连科夫（Cerenkov）效应。该效应放出的可见光或紫外线，对被照射物的作用就如同日常可见光或紫外线。第60页/共114页l电子激发与电离n 能量不高的电子射线能把自己的能量传递给被照射物质原子中的电子并使之受到激发。n 若受到激发的电子已达到连续能级区域，它们就会跑出原子，使原子发生电离。n 电子射线能量越高，在其电子径迹上电离损耗能量比率（物理

26、学称线性能量传递）越低：电子射线能越低，在其电子径迹上电离损耗能量比率反而越高。第61页/共114页l库仑散射n当辐射源射出的电子射线（高速电子流）通过被照射物时，受到原子核库仑场的作用，会发生没有能量损失的偏转，称库仑散射。n库仑散射可以多次发生，甚至经过多次散射后，带电粒子会折返回去，发生所谓的“反向散射”。第62页/共114页二、食品辐照的化学效应l一般情形l水在化学效应中作用l纯水辐照的化学效应l对于含水量很小的食品，有机分子的辐照直接作用是化学变化的主要原因。第63页/共114页l水的辐射化学效应 水受辐射后可产生的总效应： 水辐射效应后的重要性在于：电离形成的中间产物 （如：高度活

27、性的e-水化、OH 、和H 等），会导致食品和其他生物物质发生变化（水的间接作用）。 对稀水溶液，间接作用可能是化学变化的唯一重要原因，甚至在水含量低的体系中，间接作用仍然是主要的影响因素。第64页/共114页l水在化学效应中作用n食品及其他生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等。n水分子对辐射很敏感，对于一般食品或新鲜食物，水分子首先被激活，然后由活化了的水分子与食品中其他成分发生反应。第65页/共114页l一般情形n辐照的化学效应是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。n化学效应的强弱常用G值表示。G是指被照射物质中每吸收100eV能量所产生化学变化的分子数量或分解和形

28、成的物质（分子、原子、离子和原子团等）的数量。p 如麦芽糖溶液经过辐照发生降解的G值为4.0，则表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐射能，就有4个麦芽糖分子发生降解。n不同物质的G值可能相差很大。G值大，辐照引起的化学效应较强烈；nG值相同者，吸收剂量大者引起的化学效应较强烈。第66页/共114页三、食品辐照的生物学效应 （一）微生物 （二）酶 （三）虫类 （四）果蔬l与体内的化学变化有关l直接和间接作用。含水时以间接效应为主导。干燥和冷冻组织中少有间接效应。l不同生物效应-剂量关系（表 7 -4）第67页/共114页大小低高第68页/共114页（一）微生物 辐射杀菌主要目的是降低或杀灭食品中的

29、腐败微生物及致病微生物 影响辐射对微生物作用的因素 电离辐射杀菌所需剂量 细菌 酵母与霉菌 病毒第69页/共114页l病毒n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。n过高的剂量时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。第70页/共114页l酵母与霉菌 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所需的剂量常高于水果的耐辐照量，对酵母也有类似状况，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。 第71页/共114页l细菌n细菌对辐照敏感性因种类不同

30、而异。剂量越高，杀灭率越高。n常见几种病原微生物的D10值见表7-5。n常污染鱼贝类的假单胞菌（是一种低温菌），其对辐射线抵抗力较弱，低剂量辐照即可保持产品的鲜度。第72页/共114页沙门氏菌-是非芽孢菌中最耐辐照的致病微生物，平均D10值0.6kGy。对禽肉辐照1.53.0kGy ，可杀灭99.9到99.999微生物。除了肉毒芽孢杆菌，在这个剂量下，其他致病菌都可获得控制。肉毒芽孢杆菌-能引起食物中毒，且耐热性特强，其抗辐射性也强，D10值在1.93.7kGy，因菌型和菌株而异，且与被辐照时介质的状态关系很大。一般带芽孢菌体比无芽孢菌的抗辐照性强。第73页/共114页第74页/共114页电离

31、辐射杀菌所需剂量 电离辐射杀灭微生物一般以杀灭90微生物所需的剂量（Gy）来表示，即残存微生物数下降到原菌数10时所需用的Gy剂量，并用D10值来表示。当知道D10值时，就可以按下式确定辐照灭菌的剂量（D值）。第75页/共114页微生物的射线致死对数规律100logDDNN初始菌数 使用D剂量后残留的菌数 剂量 使菌数下降到原来计数10%所需的剂量 ，反映微生物的耐辐射性，越大，越耐辐射第76页/共114页一些微生物的D10值菌种基 质D10（kGy）菌种基质D10（kGy）肉毒杆菌A食品4啤酒酵母缓冲液22.5肉毒杆菌B缓冲液3.3嗜热脂肪芽孢杆菌缓冲液需氧1短小芽孢杆菌缓冲液厌氧3鼠伤寒沙

32、门氏菌冷冻蛋0.7产气荚膜杆菌肉2.12.4产黄青霉缓冲液0.4枯菌杆菌缓冲液22.5大肠杆菌肉汤0.2第77页/共114页l影响辐射对微生物作用的因素 电离辐射对微生物的作用受下列因素的影响：n 辐照量 n 种类及状态n 菌株浓度（含菌量）n 环境（介质化学成分和物理状态）n 辐照后的贮藏条件等第78页/共114页（二）酶l多数食品酶非常耐辐射（其D10达50kGy），这给食品的辐照灭酶保藏带来一定的限制。l酶的耐辐射性可用于辐照处理酶制剂杀菌消毒，具有比热处理方法优越的特点。第79页/共114页（三）虫类 1.昆虫 卵和幼虫：0.130.25kGy 阻止其发育到成虫阶段 0.41.0kGy

33、 阻止发育到下一阶段 成虫甲虫：0.130.25kGy 不育 蛾 ：0.451.00kGy 不育 蛹 ：0.250.45kGy 不育2寄生虫 ： 猪旋毛虫（trichinosis）0.12kGy 不育 0.20.3kGy 抑制生长 7.5kGy 致死 牛肉涤虫（beeftapeworm）35kGy 致死第80页/共114页（四）果蔬l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。l辐照水果可产生的化学成分变化：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。l辐照对新鲜蔬菜作用效果：与种类和剂量有关。可以改变蔬菜的呼吸

34、率，防止老化，改变化学成分，延长保鲜期。第81页/共114页第四节 辐照对食品质量的影响 一、蛋白质 二、糖类 三、脂类 四、维生素食品三大营养素及维生素的辐照效应是人们最为关心的内容第82页/共114页一、蛋白质l 变性：射线会使某些蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等断裂，从而使蛋白质的三级结构和二级结构遭到破坏，导致蛋白质变性。l 一级结构：辐照也会促使蛋白质的一级结构发生变化，除了-SH氧化外，还会发生脱（-）氨基作用、脱（- ）羧作用和氧化作用。l 交联：蛋白质水溶液经射线照射会发生交联，由巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键，也可以由酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生。交联导致蛋白质发生

35、凝聚作用，甚至出现一些不溶解的聚集体。l 降解：用 X 射线照射血纤蛋白会引起部分裂解，产生较小的碎片。卵清蛋白在等电点照射也发现黏度减小（发生了降解）。l 降解与交联同时发生，往往交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易察觉。 高剂量辐照含蛋白质食品容易产生辐照味，最好在低于冻结点的温度下进行。第83页/共114页二、糖类l低分子糖类：降解形成辐解产物，会改变糖类的某些性质l多糖：引起糖链断裂，形成不同的辐解产物，聚合度和粘 度下降l商业辐照剂量下，辐照对糖类熔点、折射率、旋光度和颜色等物理特性影响微小。第84页/共114页三、脂类l辐照促进脂质自动氧化，其过程为：促进自由基形成、氢过氧化物分解

36、，并使抗氧化剂遭到破坏。l饱和脂肪酸比较稳定，不饱和脂肪酸容易氧化，出现脱梭、氢化、脱氢等作用。l辐照诱发氧化变化程度主要受：剂量和剂量率影响，非辐照脂肪氧化中的影响因素（温度、有氧与无氧、脂肪成分、氧化强化剂、抗氧化剂等）也影响脂肪的辐照氧化与分解。第85页/共114页四、维生素l不同维生素对射线的敏感性不同。l脂溶性维生素：VA和VE对辐照最敏感，VD相当稳定。l水溶性维生素：VB1和VC对辐照最敏感。n维生素辐照损失数量受剂量、温度、氧气存在与食品类型等的影响。n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。第86页/共114页第五节 辐照在食品保藏中的应用 一、辐照应

37、用类型 二、食品辐照保藏 三、食品辐照加工 四、辐照的其他应用 五、影响食品辐照效果的因素 六、辐射食品的包装第87页/共114页一、辐照应用类型1.辐射阿氏杀菌（radappertization）2.辐射巴氏杀菌（radicidation）3.辐射耐贮杀菌（radurization）4.辐照在食品保藏中的应用（表7-10）第88页/共114页第89页/共114页1. 辐射阿氏杀菌（radappertization）l所使用的辐照剂量可以将食品中的微生物减少到零或有限个数。l经过这种辐照处理后，食品在无再污染条件下可在正常条件下达到一定的贮存期。l为高剂量辐照，剂量范围3050kGy。第90页

38、/共114页2. 辐射巴氏杀菌（radicidation）l所使用的辐照剂量可以使食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌（如沙门氏菌等）。l为中剂量辐照，辐照剂量范围为110kGy。第91页/共114页3. 辐射耐贮杀菌（radurization）l主要目的是降低食品中腐败微生物及其他生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保藏期（如抑制发芽等）。l为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。第92页/共114页五、影响食品辐照效果的因素1.辐照剂量2.食品的状态 3.辐照过程环境条件4.与其他方法的协同作用第93页/共114页辐照剂量 根据各种食品辐照目的及各自的特点，选择最适辐照剂量范围是食品辐照的首要问题

39、。 剂量等级影响微生物、虫害等生物的杀灭程度，也影响食品的辐照物理化学效应，两者要兼顾考虑。 一般来说，剂量越高，食品保藏时间越长。第94页/共114页2食品接受辐照时的状态l由于食品种类繁多，同种食品其化学组成及组织结构也有差异。污染的微生物、虫害等种类与数量以及食品生长发育阶段、成熟状况、呼吸代谢的快慢等，对辐照效应也影响很大。l 如大米的品质、含水量不仅影响剂量要求，也影响辐照效果。同等剂量，品质好的大米，食味变化小；品质差的大米，食味变化大。用牛皮纸包装的大米，若含水量在15以下，2 kGy剂量可延长保藏期34倍；若大米含水量在17以上，剂量低于4kGy，就不可能延长保藏期。上等大米的

40、变味剂量极限是0.5kGy，中、下等大米的变味剂量极限只0.45kGy。 l 辐照抑制洋葱发芽，在采收后40d内，辐照效果很好，但到了苞芽期（40d后）再辐照，50的洋葱仍会发芽。 第95页/共114页3辐照过程环境条件 氧的存在可增加微生物对辐照的敏感性23倍，对辐照化学效应的生成物也有影响，因此辐照过程维持氧压力的稳定是获取均匀辐照效果的条件之一。 适当提高辐照时食品的温度（加热或热水洗），达到同样的杀菌、杀虫效果，常可降低辐照剂量，因此减少对果蔬的损伤；适当加压、加热，使细菌抱子萌发，再使用较小的剂量，可以把需要高剂量辐照杀灭的抱子杀死。冻结点以下的低温辐照，则可大大减少肉类辐照产生的异

41、味（辐照味）及减少维生素的损失。第96页/共114页4辐照与其他方法的协同作用l使用助剂lCO2处理，涂蜡，降低硝酸盐l此外，在食品辐照过程中，辐照装置的设计效果、食品在辐照过程中剂量分布的均匀性等都会影响辐照食品的质量。l与贮藏条件配合第97页/共114页第六节 食品辐照的安全与法规 一、辐照食品的安全性 二、辐照食品的管理法规第98页/共114页六、辐射食品的包装l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。l在内填充空气以外的气体或者抽真空，可增加辐射效应。l美国FDA批准用于辐照灭菌的食品包装材料第99页/共114页一、辐照食品

42、的安全性l涉及辐射食品安全性的研究l关于感生放射性问题l辐照源的安全性l辐照食品的检测方法l国际组织机构的结论第100页/共114页美国FDA批准用于辐照灭菌的食品包装材料剂量剂量 包装材料包装材料 10 kGy 硝酸纤维涂塑玻璃纸、涂蜡纸板、聚丙烯薄膜、乙烯烯烃硝酸纤维涂塑玻璃纸、涂蜡纸板、聚丙烯薄膜、乙烯烯烃-1-共聚物、共聚物、聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、氯化橡胶、偏二氯乙烯聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、氯化橡胶、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物薄氯乙烯共聚物薄膜、聚烯烃薄膜、偏二氯乙烯涂塑、聚醋尼龙膜、聚烯烃薄膜、偏二氯乙烯涂塑、聚醋尼龙 11、偏二氯乙烯涂塑玻、偏二氯乙烯涂塑玻璃纸；璃纸； 60

43、kGy 植物羊皮纸、聚乙烯薄膜、聚酪尼龙一植物羊皮纸、聚乙烯薄膜、聚酪尼龙一 6、聚乙烯醋酸乙烯共聚物等、聚乙烯醋酸乙烯共聚物等 第101页/共114页l国际组织机构的结论n20世纪90年代中期，世界卫生组织（WHO）回顾了辐照食品的安全与营养平衡的研究，已得出如下结论： 辐照不会导致对人类健康有不利影响的食品成分的毒性变化； 辐照食品不会增加微生物学的危害； 辐照食品不会导致人们营养供给的损失。n1997年，联合国粮农组织、国际原子能机构与世界卫生组织在50多年的研究基础上也得出结论：在正常的辐照剂量下，按照GMP进行辐照的食品是安全的。第102页/共114页l辐照食品的检测方法n利用脂质和DNA对电离辐射特别敏感，检测2-烷基-环丁酮（是一种成环化合物，蒸煮条件下难形成），其检测率达93。DNA碱基破坏、单链或双链DNA破坏及碱基间的交联是辐照