第四章辐射保藏介绍.ppt

1、第四章食品辐射保鲜第一节是概述，包括食品辐射保鲜的发展历史，食品辐射保鲜的优缺点，(1)优点(1)杀灭微生物效果显著，剂量可根据需要调整；(2)在一定剂量(10kGy)下，食物中总的化学变化也很小；(4)无非食用物质残留；(5)产生的热量很小，可以忽略，可以保持食物原有的特性。放射治疗也可以在冷冻状态下进行；(6)辐射穿透能力强、均匀、瞬间，辐射过程可精确控制；(7)辐照食品时，对包装没有严格要求。(2)缺点(1)在正常情况下，用杀菌剂量照射后酶不能完全失活；(2)辐射处理后，食物的化学变化在数量上很小，但敏感食物和高剂量辐射的食物在感官特性上可能有不愉快的变化。这些变化是由自由基的作用引起的

2、。(3)一些专家认为，辐照会诱发食物产生致突变、致畸、致癌和毒性因子。后来的研究认为这是没有根据的；(4)辐射并非适用于所有食物，但应选择性地应用；(5)致死微生物的剂量对人体来说相当高，因此必须非常小心，做好运输和搬运食品的工人的安全保护工作。因此，为了充分屏蔽辐射源，有必要经常和连续地监视和检查辐射区域和工作人员。3.食品辐照的发展方向，食品辐射保鲜的研究，世界上已经出现了两个发展方向，即高剂量辐射和低剂量辐射。(1)高剂量辐射一些国家，主要是美国，开展了高剂量辐射研究，通过辐射对牛肉和鸡肉进行消毒。这种方法注重卫生和安全，但成本很高。(2)中低剂量辐射这种方法是食品辐射治疗的主要方向，具

3、有成本低的优点，适合大规模推广。第2节辐射的基本原理，1。放射性强度单位，居里(CI): 1居里的任何放射性强度是每秒3.71010次核衰变。毫居里(MCI):1毫居里的任意放射性强度是每秒3.7107次核衰变。微居里：1微居里的任意放射性强度是每秒3.7104次核衰变。贝克勒尔(Bq):每秒1次衰变。1Ci=3.71010Bq .放射性比(比放射性):指每单位质量物质中所含的放射性强度，单位为bq/g。放射性浓度：单位体积溶液中所含的放射性强度，单位为Bq/mL。食品的辐射源有三种：放射性燃料、电子加速器和x光源。当食物受到辐射时，希望使用具有良好穿透力的散射体，以灭活食物表面上的微生物和酶

4、，并且这种效果可以深入到食物中。此外，我们不想使用高能散射体，以免破坏食物中的原子并使食物具有放射性。因此，食品的辐射保鲜主要使用射线和粒子。为了确保辐照食品不产生放射性物质，应选择合适的辐射源。目前，允许的辐射源是60Co、137Cs和不超过10MeV的加速电子。射线源，其束能量不超过5兆电子伏。(1)放射性燃料可以是核反应堆中使用的乏铀燃料元件。这些乏燃料仍然具有高放射性，可以通过适当的屏蔽和密封来使用。(2)电子加速器电子加速器，又称静电加速器或范德格拉夫加速器，能产生粒子或电子。(3)当x光源用高能电子束轰击高质量的金属靶(如金靶)时，电子被吸收，其一小部分能量被转换成短波长电磁射线(

5、x光)。辐射能量和剂量单位辐射能量食品辐射处理一般是指用有限种类的辐射能量进行加工，统称为电离辐射。选择各种电离辐射的基础是它的穿透力，它不会在处理过的食物中诱发放射性，也不会在食物中产生大量的热量。因此，食品的辐射保鲜也称为冷杀菌食品保鲜。(2)辐射剂量单位1辐射量(辐射量)辐射量的概念仅用于x光和辐射光子。单位：伦琴(r)；国际单位：库/千克(摄氏度/千克)1R=2.5810-4摄氏度/千克。单位时间的曝光量称为曝光量。吸收剂量吸收剂量：在一定范围内的某一点上，每单位质量受照射物质吸收的辐射能量称为吸收剂量(d)。国际辐射单位和测量委员会将吸收剂量定义为电离辐射体积元素的平均能量与体积元素

6、质量之比。吸收剂量单位：戈瑞；拉德(rad)；1Gy=1J/kg=100Rad吸收剂量率():吸收剂量随时间的变化率。注：在食品辐射治疗中，为了获得准确的食品辐射效应数据，可靠的辐射量是吸收剂量。在任何给定的辐照条件下，由于不同的食品具有不同的辐射吸收特性，有必要规定辐照特定食品的吸收剂量，以有效促进食品中微生物、酶等成分的变化。(3)剂量分布和测量方法(1)剂量分布在食物辐射中，不同位置的食物受到不同的辐射剂量。为了保证辐射效果，国际和国内标准要求最高剂量与最低剂量之比应小于2。在辐照工厂，该比率被设定为1.7，以确保辐照产品的质量。注：辐照食品时，除了控制最大剂量和最小剂量外，还有一个重要

7、因素：辐照剂量率。高剂量率可以缩短辐照时间，从而减少对食品本身的损害，提高产品质量。2剂量的测量方法一般采用量热法，根据吸收剂的热性能来测量物质中辐射耗散的总能量或能量耗散率。在第三部分，辐射引起的食物的化学和生物化学效应，物质暴露于辐射时的变化过程：(1)吸收辐射能；(2)发生了一系列放射性化学变化；(3)发生了一系列生化变化；(4)生物效应如细胞或个体死亡或遗传变异可在剂量较小时恢复。(1)食物的辐射化学效应(1)直接作用生物学家提出了辐射与底物直接碰撞的靶理论，认为辐射主要是由这种直接碰撞引起的。(2)间接水经辐照后会产生氢气和过氧化氢，形成三种中间产物，即水合电子(还原剂)、羟基(氧化

8、剂)和氢基团(氧化剂或还原剂)。从而导致一系列氧化还原反应。抑制间接作用的途径如下：1冷冻状态下的辐射可以减少自由基的产生，阻止自由基的扩散和运动，降低自由基与食物成分的接触几率。2在真空或惰性气体环境中辐射，以减少水生成氢气和过氧化氢的反应。然而，这种方法会降低放射治疗的效果。3加入自由基受体(如Vc)消耗自由基，从而减少自由基对食物的伤害。然而，这种方法将减少辐射对微生物和酶的影响。(3)辐射对食物成分的影响1氨基酸和蛋白质的结构会发生变化，导致分子变性、凝聚、粘度降低和溶解度降低。不同的氨基酸会发生相应的变化，其中含有巯基或二硫的氨基酸或蛋白质极其敏感。2酶(1)在有水的情况下，辐射处理

9、更可能导致酶失活；(2)提高温度(-10)有利于酶的失活；(3)辐射对酶活性的降低作用因酶的种类而异。3碳水化合物(1)当低分子糖类受到辐射时，随着辐射剂量的增加，旋光率降低，会发生褐变、还原性和吸收光谱的变化，并会产生氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等物质。(2)辐照后聚合糖的熔点、旋光、吸收光谱变化、褐变和结构变化。脂类辐射对脂类的影响可分为三个方面：(1)整体理化性质的变化；(2)辐射感应导致的自动氧化变化；(3)发生非自动氧化辐射分解。5种维生素(1)维生素E在脂溶性维生素中放射敏感性最强；(2)水溶性维生素中的VB1和Vc对辐射最不稳定；(3)维生素的辐射稳定性与食物成分、气相条件、温度

10、等环境因素有关。(4)食物中的维生素比纯溶液中的维生素更稳定。2.食物的辐射生物效应；(1)靶-微生物直接作用理论1:电离辐射离子穿透或接近微生物细胞的敏感部分(脱氧核糖核酸)并导致它们死亡。一方面，辐射可以分解脱氧核糖核酸的碱基或破坏氢键，另一方面，它可以破坏糖和磷酸的结合位点，即破坏脱氧核糖核酸的主链。后者更具破坏性。间接作用扩散理论(间接作用理论):辐射使细胞内的各种物质，特别是细胞内外大量存在的水分子产生自由基，破坏细胞内正常的氧化还原反应系统，导致死亡。(2)昆虫辐射对昆虫有三种影响：1立即死亡和立即致死剂量：辐射后昆虫立即死亡所需的剂量为立即致死剂量。这种剂量的优点是能迅速杀死昆虫

11、，但成本很高。悬浮致死剂量：昆虫在受到辐射后，需要一个多星期才能大量死亡。所需剂量为暂停致死剂量。3不育剂量：不育所需的剂量是昆虫受到辐射后丧失生殖能力时的不育剂量。使用无菌剂量不仅可以降低辐照成本，还可以避免高剂量辐照对食品的不良影响。(3)植物辐射在植物性食品中的应用主要包括：抑制块茎和鳞茎的萌发，延缓蘑菇的破碎和开伞，调节后熟和衰老。1.抑制发芽的原因：(1)核酸和核苷酸的代谢被破坏，分生组织被破坏和退化。(2)核蛋白变性。(3)植物激素代谢与发芽抑制的关系尚不清楚。2。调节呼吸和成熟(1)在适当剂量的辐射后，呼吸跃变的果实通常会显示成熟受到抑制，呼吸跃变被延迟，叶绿素分解被减缓。原因：

12、“修复反应”:据认为，辐射会损害水果和蔬菜，修复这些损害需要一定的时间，从而延迟后熟。(2)对于非呼吸跃变型水果，辐照将促进成熟。辐射和乙烯代谢(1)辐射可以瞬间促进呼吸和非呼吸水果中乙烯的产生，从而增强呼吸。但这只是短暂的，短暂的，很快就会恢复。(2)适当剂量的辐照会抑制呼吸跃变果实内源乙烯的产生。(这是延迟后熟的原因之一)4辐射和组织褐变组织褐变是辐射损伤最明显和最早的症状，它是酶促褐变和氧化酶催化的酚类化合物的结果。第4节辐射在食品保鲜中的应用，1。应用于食品的辐射类型，1。辐射仲裁辐射仲裁也称为商业灭菌，使用的辐射剂量可以将食品中的微生物数量减少到零或有限的数量。剂量范围为10-50k

13、Gy。(2)辐射巴氏杀菌这种杀菌方法只杀死无孢子的致病菌(病毒除外)。剂量范围：5-10kGy。(3)辐射贮藏杀菌这种辐射处理可以提高食品的贮藏性，减少腐败菌的原生菌数量，延长新鲜食品的后熟期和保鲜期。剂量范围：5Gy以下。(1)食品的耐辐射性在认为质量受到损害之前，食品的化学成分和物理结构的可接受变化程度是很不相同的，因此可以根据质量的可接受性来确定辐射剂量的上限。(2)微生物的抗辐射能力肉毒梭菌是食品中最具抗辐射能力的微生物。DM值：指可使菌群减少90%的辐射剂量。12DM可以提供广泛的安全性。灭活因子：当一定剂量的辐射后，活菌数减少到1时，表示原始菌数的数值。DM值的计算方法：方法1:从

14、生存曲线计算；方法2:根据公式计算：N0:原始菌数；n:去离子辐照后的活菌数。酶的抗辐射能力酶比微生物更能抵抗电离辐射。酶分解单位：酶活性下降90%时辐射剂量的变化称为酶分解单位，用酶分解单位表示。因为破坏酶所需的辐射剂量非常高，而且酶的破坏仅限于安全的辐射剂量，所以加热常常被用来杀死酶。(4)辐射成本高剂量会增加辐射成本。第三章。食品辐射保鲜过程、食品辐射过程：收获或准备预处理、包装、运输、辐照后处理、贮存质量检验、剂量控制、质量检验，(一)食品质量和辐照效果辐照食品的质量受辐照前食品质量的影响，因此有必要保证辐照前食品的质量。(2)辐照食品的包装1。高剂量辐射会损坏金属包装。辐射处理会使塑

15、料包装的食物产生异味。金属箔和各种复合包装材料可以承受高剂量辐射。在低剂量条件下，可以使用玻璃纸、人造纤维、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、尼龙、复合膜、玻璃容器和金属容器。照射周期的选择应基于照射治疗的目的。一般来说，产品应在收获或加工后尽快进行辐照。储存时间越长，辐照效果越差。为了延长休眠期和抑制发芽，生理休眠期结束前的辐射效果是好的。例如，对于跳跃水果，应该在呼吸跳跃之前完成，而不仅仅是在收获之后。3.收获后一个月，呼吸结束后，马铃薯将进入休眠状态。4休眠期辐照洋葱的褐变度低于休眠期后，因此采收后应尽快辐照。(4)影响食品辐照的因素1温度(1)常温辐照，对杀菌效果影响不大。(2)当在低于0的低

16、温下进行辐射时，温度对辐射灭菌的影响是不同的，这取决于细菌的类型。(3)在冰点以下进行辐射时，辐射的间接效应不明显，微生物的抗辐射作用增强。然而，当冷冻过程没有得到适当控制时，由于细胞膜的损伤，微生物对辐射的敏感性将会增强。(4)高剂量辐照肉制品会产生“辐射味”，因此通常在低温下进行，以降低自由基的活性，从而降低“辐射味”。(5)辐射后加热比辐射前加热更有效。2、氧含量应根据放射治疗的对象、性质、目的和贮存环境综合考虑放射治疗过程中是否需要氧。(1)辐射可以电离空气中的氧气，形成臭氧。因此，蛋白质和脂肪含量高的食物应在真空中包装或在真空中用氮气包装，以减少臭氧对蛋白质和脂肪的氧化。(2)真空包装或真空充氮包装可以减少果蔬的二次污染，减缓后熟。(3)在氧气存在的情况下，辐射的杀菌效果增强。3、经干燥含水量的辐射处理后，产生的游离基因失去水的连续相，无法移动，自由基的间接辐射效应也相应降低，辐射效应将明显减弱。(5)分段照射(重复照射)在不影响其杀菌效果的情况下，多次对微生物作用一定剂量。两种观点：观点一：应避免任何重复照射。观点2: (1)辐射分解产物的浓度(通过辐射分解的食物成分的量)是剂量的线性函数；(2)辐照后，一些辐解产物的浓度急剧