1、輻照殺菌技術(shù)及在食品中的應(yīng)用食工0913陳文生輻照殺菌的含義: 利用射線殺滅食品中微生物的技術(shù)，屬于“冷殺菌”的范疇發(fā)展歷程: 倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，mink發(fā)現(xiàn) X射線可殺菌。 以后研究多，應(yīng)用少。 二戰(zhàn)時： MIT的羅克多用來處理漢堡包。應(yīng)用開始。 50年代起，歐美日等30多國家開始大量研究應(yīng)用 60年代。第三世界共20多國家開始研究。我國的發(fā)展情形v58年開始v70年代后，進入新的研究階段，研究的對象種類：糧食，肉類，水產(chǎn)品，水果，蔬菜，蛋類等。v我國批準的輻照食品食品輻照殺菌的分類及基本概念輻射源電子加速器產(chǎn)生X射線放射性同位素電子射線產(chǎn)生射線加速器產(chǎn)生的高能電子打擊重金屬靶時，在原子核庫

2、侖場中減速時產(chǎn)生，這類射線穿透能力高，可用于食品輻照殺菌。電子射線的穿透能力與其所帶能量成正相關(guān)。使帶電粒子不斷地加速以獲得很大能量的一種裝置。通常由離子源（或電子槍）、加速聚焦系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。加速后粒子的能量一般在10萬電子伏以上，目前最大的加速器能使帶電粒子獲得幾千億電子伏的能量。 60Co137Cs應(yīng)用廣分類輻射殺菌的優(yōu)點1. 常溫，物理冷殺菌2在包裝條件下處理3適應(yīng)范圍廣。 種類，體積，狀態(tài)等，可同時處理4處理過沒有殘留物。 這與熏蒸殺蟲和其他化學處理相比是一突出的優(yōu)點5節(jié)約能源。 與冷藏、熱處理和干燥比，可節(jié)約70-90%的能源6效率高，連續(xù)化，自動化概 述缺點與局限性n投

3、資大投資大 需要專門設(shè)備來產(chǎn)生輻射線（輻射源）n安全防護安全防護并需要提供安全防護措施，以保證輻射線不泄露；對不同產(chǎn)品及不同輻照目的要選擇控制好合適的輻照劑量，才能獲得最佳的經(jīng)濟效應(yīng)和社會效益。n高劑量下高劑量下的感觀性狀變化n接受性接受性 由于各國的歷史、生活習慣及法規(guī)差異，目前世界各國允許輻照的食品種類仍差別較大，多數(shù)國家要求輻照食品在標簽上要加以特別標注。概述輻照在食品中的應(yīng)用v（一）輻照應(yīng)用類型（一）輻照應(yīng)用類型v（二）食品輻照保藏（二）食品輻照保藏v（三）食品輻照加工（三）食品輻照加工v（四）輻照的其他應(yīng)用（四）輻照的其他應(yīng)用輻照應(yīng)用類型1.輻射阿氏殺菌（radappertizati

4、on）2.輻射巴氏殺菌（radicidation）3.輻射耐貯殺菌（radurization）4.輻照在食品保藏中的應(yīng)用1. 輻射阿氏殺菌（radappertization）l所使用的輻照劑量可以將食品中的微生物減少到零或有限個數(shù)。l經(jīng)過這種輻照處理后，食品在無再污染條件下可在正常條件下達到一定的貯存期。l為高劑量輻照，劑量范圍3050kGy。2.輻射巴氏殺菌（radicidation）l所使用的輻照劑量可以使食品中檢測不出特定的無芽袍的致病菌（如沙門氏菌等）。l為中劑量輻照，輻照劑量范圍為110kGy。3.輻射耐貯殺菌（radurization）l主要目的是降低食品中腐敗微生物及其他生物數(shù)量

5、，延長新鮮食品的后熟期及保藏期（如抑制發(fā)芽等）。l為低劑量輻照，一般劑量在1kGy以下。食品輻照保藏1.果蔬類2.糧食類3.畜、禽肉及水產(chǎn)類4.香辛料和調(diào)味品5.蛋類1. 果蔬類l果品輻照的目的主要是防止微生物的腐敗作用，控制害蟲感染及蔓延；延緩后熟期，防止老化。水果的輻照處理，除可延長保藏期外，還可促進水果中色素的合成、使?jié)撂崆懊摑驮黾悠咸训某鲋?。l蔬菜的輻照處理主要是抑制發(fā)芽，殺死寄生蟲。l防止微生物的腐敗作用水果腐敗的微生物主要是霉菌n滅霉菌劑量依水果種類及貯藏期而定n影響射線對微生物殺滅效果的因素n輻照與其他方法結(jié)合l輻照延遲水果的后熟期n對香蕉等熱帶水果十分有效，u香蕉：對綠色

6、香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對有機械傷的香蕉一般無效。u木瓜：用1kGy劑量即可延遲木瓜的成熟。u芒果：0.4kGy劑量輻照可延長保藏期8d，用1.5kGy可完全殺死果實中的害蟲。l抑制發(fā)芽n低劑量0.060.15kGy對控制根莖作物如馬鈴薯、洋蔥、大蒜的發(fā)芽是有效的。n為了獲得更好的貯藏效果，蔬菜的輻照處理常結(jié)合一定的低溫貯藏或其他有效的貯藏方式。如收獲的洋蔥在3暫存，并在3的低溫下輻照，照射后可在室溫下貯藏較長時間，又可以避免內(nèi)芽枯死、變褐發(fā)黑。n滅霉菌劑量依水果種類及貯藏期而定u生命活動期較短的水果如草毒，用較小的劑量即可停止其生理作用；u而對柑橘類要完全控制霉菌的危害，劑量一般要

7、0.30.5kGy。若劑量過高（2 .8 kGy），則會在果皮產(chǎn)生銹斑。影響射線對微生物殺滅效果的因素v1劑量v2菌種菌株v3含菌量v4基質(zhì)（成分，物理狀態(tài)）n輻照與其他方法結(jié)合應(yīng)用實例：u將柑橘加熱至53保持5min，與輻照同時處理，劑量可降至1kGy，還可控制住霉菌及防止皮上銹斑的形成；u對表皮黃色、成熟度為25的木瓜，用5060水洗20s，晾20min，干后包裝，用0.75kGy射線照射，顯著延長保藏期。u上海采用輻照與冷藏相結(jié)合的方法有效控制蘋果和草莓的采后腐敗。u化學防腐和輻照相結(jié)合也可有效延長水果貯藏期，復合處理的協(xié)同效應(yīng)可以降低化學處理的藥劑量和輻照劑量，把藥物殘留量和輻照損傷率

8、降到最低程度。既可延長保藏期，又保證食品的質(zhì)量和衛(wèi)生安全。2. 糧食類造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲的危害和霉菌活動導致的霉爛變質(zhì)。3 畜、禽肉及水產(chǎn)類畜、禽肉及水產(chǎn)類針對沙門氏菌等非芽孢菌的處理與其他方法聯(lián)合處理高劑量輻照處理肉類輻照與冷藏結(jié)合處理水產(chǎn)品輻照保藏 針對沙門氏菌等非芽孢菌的處理l沙門氏菌是最耐輻照的非芽孢致病菌， 1.53.0kGy劑量可獲得99.9至99.999的滅菌率；l而對O157:H7大腸桿菌，1.5kGy可獲得99.9999的滅菌率（D100.24kGy）；l寄生蟲Toxoplasma gondii和Trichinella sprialis此的失活劑量分別為0.25

9、kGy和0.3kGy。 革蘭氏陰性菌對輻照較敏感，1kGy輻照可獲得較好效果，但對革蘭氏陽性菌作用較小。 Lambert等報告，充N2包裝的塊狀豬肉在1kGy輻照后于5可存放26d。 與其他方法聯(lián)合處理v通常的輻照量（100kGy）不能使肉的酶失活,可結(jié)合加熱方法。如用加熱使鮮肉內(nèi)溫度升到70保持30min，使其蛋白分解酶完全鈍化后才進行輻照。 高劑量輻照處理肉類目的：使（已包裝）肉類在常溫下長期保藏。劑量：殺死抗輻射性強的肉毒芽孢桿菌；對低鹽、無酸的肉類（如雞肉）需用劑量45kGy以上。 味道：高劑量輻照滅菌處理會使產(chǎn)品產(chǎn)生異味，程度因肉類品種不同而異），牛肉產(chǎn)生的異味最強。目前防止異味最好

10、的方法是在冷凍溫度-30-80下輻照，因為異味的形成大多數(shù)是間接的化學效應(yīng)。在冰凍時水中的自由基的流動性減少，可以防止白由基與肉類成分的相互反應(yīng)發(fā)生。 顏色：輻照可引起肉顏色的變化，在有氧存在下更為顯著。 輻照與冷藏結(jié)合處理l目的：用輻照處理冷藏或冷凍家禽，殺滅沙門氏菌和彎曲桿菌（campylobacter），處理豬肉使旋毛蟲幼蟲失活。（帶來的衛(wèi)生效益最為明顯）l劑量：27kGy被認為足以殺死上述病原微生物和寄生蟲，對大部分食品不會造成感官特性不利的影響。 水產(chǎn)品輻照保藏l多數(shù)采用中低劑量處理，高劑量處理工藝與肉禽類相似，但產(chǎn)生的異味低于肉類。為了延長貯藏期，低劑量輻照魚類常結(jié)合低溫（3以下）

11、貯藏。l不同魚類有不同的劑量要求，如淡水鱸魚在12kGy劑量下，延長貯藏期525d；大洋鱸在2.5kGy劑量下，延長保貯期1820d；牡礪在20kGy劑量下，延長保藏期達幾個月。l加拿大批準商業(yè)輻照鮮魚和黑線鰭魚片以延長保質(zhì)期的劑量為1.5kGy。4 香辛料和調(diào)味品香辛料和調(diào)味品 天然香辛料容易生蟲長霉 常規(guī)處理的局限性：熏蒸消毒法有藥物殘留且易導致香味揮發(fā)甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)。 輻照處理可避免引起上述的不良效果，控制昆蟲侵害，減少微生物的數(shù)量，保證原料的質(zhì)量。全世界至少已有15國批準80多種產(chǎn)品輻照。 l劑量：允許高達10kGy劑量，但實際上為避免導致香味及顏色的變化，降低成本，香料消毒的輻照劑

12、量應(yīng)視品種及消毒要求來確定，盡量降低輻照劑量。如胡椒粉、快餐佐料、醬油等直接人口的調(diào)味料以殺滅致病菌為主劑量可高些，l輻照調(diào)味品味道變化的閾值5. 蛋 類l沙門氏菌為輻射處理的對象菌。 劑量：輻照巴氏殺菌劑量 效果：蛋液及冰蛋液效果較好l帶殼鮮蛋可用低射線輻照，劑量10kGy l高劑量會使蛋白質(zhì)降解而使蛋液粘度降低或產(chǎn)生H2S等異味。三、食品輻照加工l利用輻照化學效應(yīng)，產(chǎn)生有益的輻照加工效果。各國都在此領(lǐng)域展開研究，有些已投入商業(yè)應(yīng)用。l不同的輻射加工目的與效果l酒的陳化不同的輻射加工目的與效果酒的陳化v我國在白酒的輻照催陳（陳化）方面已取得顯著成績。輻照處理薯干酒，使酒中酯、酸、醛量有所增加

13、，酮類化學物減少，甲醇、雜醇含量降低，酒口味醇和，苦澀辛辣味減少，酒質(zhì)提高。v關(guān)學雨等用60Co射線輻照白蘭地酒，證明用0.888kGy和1.331kGy劑量輻照的兩種白蘭地酒，經(jīng)存放3個月品嘗鑒定，其酒質(zhì)相當于3年老酒，輻照酒的總酸、總酚均有不同程度的增加，辛酸乙酯和癸酸乙酯等酯的氣相色譜的譜峰顯著提高，且證明飲用輻照酒是安全的。四、輻照的其他應(yīng)用v果蔬檢疫處理果蔬檢疫處理。國際貿(mào)易法及各國的安全法規(guī)常要求對進口的果蔬進行安全處理（特別是熱帶和亞熱帶果蔬），以殺滅果蠅等傳染性病蟲害。v常用的二溴乙烷、溴甲烷和環(huán)氧乙烷等氣體熏蒸的做法，由于涉及消費者的健康和操作人員的安全性，已受到使用限制。（美國環(huán)境保護署1984年9月1