1、1,第一節(jié) 概述第二節(jié) 輻射的基本原理第三節(jié) 輻射對(duì)食品質(zhì)量的影響第四節(jié) 輻照在食品保藏中的應(yīng)用第五節(jié) 食品輻照的安全與法規(guī),第七章 食品的輻射保藏,2,第一節(jié) 概述,一、食品的輻射保藏的定義 利用原子能射線照射食品或原材料，進(jìn)行滅菌、殺蟲、抑制鮮活食品的生命活動(dòng)，從而達(dá)到防霉、防腐、延長(zhǎng)食品貨架期為目的的一種食品保藏方法。 利用電離輻射主要是指鈷60 、銫137射線和電子加速器產(chǎn)生的電子束。,3,二、輻射保藏的優(yōu)越性,1、食品在受輻射過程中溫度升高甚微。 2、射線穿透力強(qiáng)。 3、射線處理過的食品不會(huì)留下任何殘留物。 4、節(jié)省能源。 5、適應(yīng)范圍廣。 6、加工效率高、整個(gè)工序可連續(xù)化、自動(dòng)化。

2、,4,三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)況,1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線后，Mink于1896年就提出X-射線的殺菌作用。 二次大戰(zhàn)期間，美國(guó)麻省理工學(xué)院的羅克多爾將射線處理漢堡包，揭開了輻射保藏食品研究的序幕。 50年代起北美、歐洲、日本等30多個(gè)國(guó)家先后投入大量的費(fèi)用進(jìn)行研究； 60年代一些第三世界國(guó)家也加入該行列，目前從事這方面研究的有50-60個(gè)國(guó)家。,5,國(guó)際原子能組織（IAEA）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、世界衛(wèi)生組織（WHO）等的支持和組織下，進(jìn)行了種種國(guó)際協(xié)作研究。到1976年25種輻射處理食品在18個(gè)國(guó)家得到無(wú)條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許供作為商品供一般使用。 1980年10月27日上述組織聯(lián)合舉行

3、的第四次專門委員會(huì)議作出結(jié)論：用10kGy以下平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而且今后無(wú)須再對(duì)經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)。,6,目前許多國(guó)家將輻射用于食品的加工與保藏。 前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家均批準(zhǔn)在一些食品中使用輻照。 日本、加拿大建立了輻射工廠用于食品保藏、有魚蝦、果蔬等。 歐洲（丹麥、保加利亞、法國(guó)等）用于抑制土豆、大蒜、洋蔥發(fā)芽。 發(fā)展中國(guó)家，印度、伊朗、泰國(guó)、智利、阿根廷等用于糧食（谷物）的防霉、防蟲。,7,我國(guó)自1958年開始，70年代的研究工作取得了一定的成效。 到1994年止，我國(guó)衛(wèi)生部已經(jīng)先后批準(zhǔn)了18

4、種輻照食品（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、香腸、稻谷、蘋果、花生、蘑菇、扒雞、花粉、果脯、生杏仁、番茄、豬肉、荔枝、蜜桔、薯干酒、熟肉） 。 1997年，我國(guó)批準(zhǔn)豆類、谷類及其制品、干果果脯類、熟畜禽肉類、冷凍包裝畜禽肉類、香新料類、新鮮水果蔬菜類輻照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 80年代，一些省市建立了一起容量較大的輻射應(yīng)用試驗(yàn)基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、廣東等地。,8,第二節(jié) 輻射基本原理,一、輻射類型 低頻輻射（非電離輻射）： 1015，輻射源波長(zhǎng)較長(zhǎng)、產(chǎn)生能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)而產(chǎn)生熱，可起到加熱殺菌的作用。 高頻輻射（電離輻射）： 1015，輻射源頻率較高、產(chǎn)生能量大，如X-，

5、-射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。,9,二、放射性同位素與輻射,一個(gè)原子具有一個(gè)帶正電荷的原子核，核外圍有電子云。,10,1 放射性同位素,原子核=P+n，P+為帶正電荷質(zhì)子，n為不帶電荷中子，一般情況下（指在輕原子核范圍內(nèi)）P+=n，組成原子的質(zhì)量。 但有些元素，P+相同而n不同的原子所組成的元素稱為同位素，P+=n時(shí)原子穩(wěn)定，P+n則不穩(wěn)定。 當(dāng)原子序數(shù)在84以上的同位素，原子核是不穩(wěn)定的，能以一定的速率放出射線，由這種原子組成的元素稱為放射性同位素。 放射性同位素能發(fā)射-、-、+-及-射線 。,11,-射線：相對(duì)質(zhì)量較大，電離能力大，穿透能力小。 -射線

6、：為-射線質(zhì)量的幾千分之一，點(diǎn)電量為其一倍，穿透能力比-射線大。,-射線：電離能力比-、-射線小， 但穿透能力比它們大。 X-射線：電離能力小，穿透能力很強(qiáng)。,都具有使被輻射物質(zhì)的原子或分子發(fā)生電離作用的能力和不同穿透程度的能力。,電離輻射,12,放射性同位素放出射線后，就轉(zhuǎn)變成另一個(gè)原子核，從不穩(wěn)定元素變成穩(wěn)定同位素，原子核轉(zhuǎn)變過程稱為放射性衰變。 若放射性強(qiáng)度因衰變而降低到原來(lái)的一半所需要的時(shí)間稱為半衰期。,電離輻射,13,三、輻射單位,14,四、輻射源,人工放射性同位素 電子加速器,15,第三節(jié) 輻射對(duì)食品質(zhì)量的影響,一、輻射的化學(xué)效應(yīng) 由電離輻射使食品產(chǎn)生各種粒子、離子及質(zhì)子的基本過程

7、有初級(jí)輻射和次級(jí)輻射。 1.初級(jí)輻射:使物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片。 2.次級(jí)輻射：使初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。,16,二、輻射的生物學(xué)效應(yīng),1.輻射對(duì)微生物的作用 （1）直接效應(yīng),細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA受損，即DNA分子堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂等，致使微生物細(xì)胞活動(dòng)紊亂，甚至停止。,細(xì)胞膜受損，酶釋放出來(lái)，酶功能紊亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷，從而使微生物死亡。,（2）間接效應(yīng) 當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基，起氧化還原作用，這些激活的水分子就與微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，而使細(xì)胞生理機(jī)能受到影響。,17,（3）微生物對(duì)輻射的敏感性,D10：輻射處

8、理后殘存微生物下降到原數(shù)的10%所需要的輻射劑量，表示某種微生物對(duì)輻射的敏感性。,to menu,微生物對(duì)輻射的敏感度：G-G酵母霉菌,N D log = N0 D10 N0最初的微生物數(shù) N使用D劑量后殘留的微生物數(shù) D初期使用劑量 D10微生物殘存數(shù)減到原數(shù)10%時(shí)的劑量,18,2.輻射對(duì)病毒的作用 通常使用高達(dá)30KGy的劑量才能抑制病毒的活性。 3.輻射對(duì)昆蟲的作用 輻射敏感性與昆蟲細(xì)胞的生殖活性成正比，與它們的分化程度成反比。 4.輻射對(duì)寄生蟲的作用 輻射可使寄生蟲不育或死亡。,19,第四節(jié) 輻照在食品保藏中的應(yīng)用,一、輻射保藏的三種形式 1.輻射阿氏殺菌（radappertizat

9、ion） 所使用的輻射劑量（1050KGy）可以使食品中的微生物數(shù)量減少到零或有限個(gè)數(shù)。這種輻射處理后，食品可在任何條件下貯藏，但要防止再污染。,2.輻射巴氏殺菌（radicidation） 只殺滅無(wú)芽孢病原細(xì)菌（除病毒外）。所使用的輻射劑量（510KGy）使食品在檢測(cè)時(shí)不出現(xiàn)無(wú)芽孢病原菌（如沙門氏菌）。,3.輻射耐儲(chǔ)殺菌（radurization） 能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，并延長(zhǎng)新鮮食品的后熟期及保藏期，輻射劑量在5KGy以下。,20,二、現(xiàn)有的一些商業(yè)化應(yīng)用,1.果蔬類 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,21,（1）輻射對(duì)水果的影響,對(duì)于有呼

10、吸變換期的水果，在其呼吸率達(dá)最小值時(shí)是輻射處理的關(guān)鍵時(shí)刻。在此時(shí)輻射能抑制其后熟期，主要是能改變體內(nèi)乙烯的生成率從而影響其生理活動(dòng)。 輻射能使水果的化學(xué)成分發(fā)生變化，如維生素C的破壞、原果膠變成果膠及果膠酸鹽、纖維素及淀粉的降解、某些酸的破壞及色素的變化等。,輻射在水果中的商業(yè)化應(yīng)用 控制輻射劑量，殺滅霉菌 輻射水果抑蟲 延遲后熟期，對(duì)香蕉等熱帶水果十分有效 增強(qiáng)水果中色素的合成,22,（2）輻射對(duì)蔬菜的影響,輻射可影響新鮮蔬菜的代謝反應(yīng)，如改變蔬菜的呼吸率，防止老化，改變其化學(xué)成分等，作用效果與輻射劑量有關(guān)。 根菜類如土豆、洋蔥等輻射后可抑制發(fā)芽，在光照下皮層也不發(fā)綠，但輻照劑量過高，會(huì)腐爛

11、。 輻照可防止蘑菇開傘，延遲后熟。,輻射在蔬菜中的商業(yè)化應(yīng)用 抑制發(fā)芽，延緩新陳代謝作用,23,2.谷類及其制品:以控制蟲害及其蔓延為主。 3.肉禽類 (1)高劑量輻射處理 處理后不需要冷凍保藏。所用輻射劑量能破壞抗輻射性強(qiáng)的肉毒梭狀芽孢桿菌菌株，對(duì)低鹽、無(wú)酸的肉類使用劑量為4.5Mrad，產(chǎn)品必須密閉包裝防止輻射后再受微生物污染。 (2)低劑量輻射處理:處理后需冷凍保藏。,24,4.水產(chǎn)品 高劑量輻射處理效果同于肉類，但異味不如肉類明顯。低劑量輻射常與3左右的冷藏結(jié)合。使用最高劑量為300Krad。 5.蛋類 應(yīng)用輻射巴氏殺菌劑量，殺滅其中的沙門氏菌。蛋白質(zhì)受到輻射降解而使蛋液粘度降低。,2

12、5,第五節(jié) 食品輻照的衛(wèi)生與安全,一、衛(wèi)生安全性 誘惑放射性 輕元素中,放射性同位素的半衰期極短 毒性問題 微生物發(fā)生變異的危險(xiǎn)性,“輻射食品總平均劑量10KGy以下不需要進(jìn)行此劑量范圍的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)特殊營(yíng)養(yǎng)和微生物學(xué)問題?！?26,一種元素若在電離輻射下，輻射能量將傳遞給元素中的一些原子核，在一定條件下會(huì)造成激發(fā)反應(yīng)，引起這些原子核的不穩(wěn)定，由此而發(fā)射出中子并產(chǎn)生-輻射，這種電離輻射使物質(zhì)產(chǎn)生放射性（是由電離輻射誘發(fā)出來(lái)的）誘惑放射性。 14N 10.5Mev -射線會(huì)產(chǎn)生放射性 16O 15.5Mev -射線會(huì)產(chǎn)生放射性 12C 18.8Mev -射線會(huì)產(chǎn)生放射性,27,二、輻射食品的測(cè)

13、定方法,1.物理法 測(cè)定原理：膜性質(zhì)的變化 測(cè)定項(xiàng)目：電阻抗法、粘度法 適用食品：土豆、調(diào)味品,28,2.化學(xué)法,脂類變化 碳?xì)浠衔锓?，適用所有含脂食品，包括雞肉、牛肉、豬肉、貝類、蝦、蟹等； 2-羥基環(huán)丁酮法，適用含脂食品如雞肉、豬肉和蛋制品等； 過氧化物法，適用豬肉、蛋粉、奶粉、大豆粉等。,核酸變化 采用DNA（堿基損傷和鏈斷裂）法，適用雞肉、豬肉等。,蛋白質(zhì)變化 采用酪氨酸法，適用含苯丙氨酸的食品，如雞肉。,乙醇變化 采用d-2，3-丁二醇法，適用酒類。,29,3.發(fā)光法,化學(xué)發(fā)光法，基于被輻照物溶于水時(shí)發(fā)光的原理，適用于調(diào)味品、姜、洋蔥等食品的輻照測(cè)定。 熱釋光法，基于陷落載流子受熱發(fā)光的原理，適用于貝類、甲殼類、土豆、洋蔥、調(diào)味品、鮮蘑菇等食品的輻照測(cè)定。,30,4.生物學(xué)和生理學(xué)方法,微生物體系變化，基于微生物對(duì)輻照敏感性不同的原理，測(cè)定食品輻照效果。