1、第六章食品辐射新加工技术保藏1优选第六章食品辐射新加工技术保藏辐照保藏技术是利用原子能射线的辐射能量对食品进行杀菌、辐照保藏技术是利用原子能射线的辐射能量对食品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理，使食品的保藏期延长的杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理，使食品的保藏期延长的技术。始于技术。始于19161916年。利用射线照射食品，可以达到杀菌、杀年。利用射线照射食品，可以达到杀菌、杀虫、抑制果实发芽、延迟后熟等目的。虫、抑制果实发芽、延迟后熟等目的。一、概述一、概述1、食品辐照杀菌的特点及意义、食品辐照杀菌的特点及意义（1 1）食品在受射线照射时的升温极微，可以使食品保持原有）食品在受射线照射
2、时的升温极微，可以使食品保持原有的新鲜感官特征；的新鲜感官特征；（2 2）射线穿透力强，）射线穿透力强，在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物；深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物；（3）经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射线不与产品）经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射线不与产品结合。结合。第一节第一节 食品的辐射保藏食品的辐射保藏（4 4）节约能源。与传统的冷藏、热处理、干燥相比，辐射处）节约能源。与传统的冷藏、热处理、干燥相比，辐射处理可以节约理可以节约70%-90%70%-90%的能源。的能源。（5 5）操作
3、适应范围广，在同一场所可以处理多种体积、形态、操作适应范围广，在同一场所可以处理多种体积、形态、类型不同的食品；能处理各种不同类型的食物品种，不同状类型不同的食品；能处理各种不同类型的食物品种，不同状态，固体液体。态，固体液体。（6 6）加工效率高，射线的穿透度高、均匀，与加热相比，照）加工效率高，射线的穿透度高、均匀，与加热相比，照射过程可以精确控制、工序可连续作业、易实现自动化；射过程可以精确控制、工序可连续作业、易实现自动化；缺点：用辐射方法钝化食品中的酶比较困难；敏感性强和经缺点：用辐射方法钝化食品中的酶比较困难；敏感性强和经高剂量照射的食品有可能产生不愉快的感官变化；对操作人高剂量照
4、射的食品有可能产生不愉快的感官变化；对操作人员的安全防护要求相当高。员的安全防护要求相当高。目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏:前苏联、前苏联、美国、加拿大、法国、日本、中国等均批准在一些食品中使美国、加拿大、法国、日本、中国等均批准在一些食品中使用辐照。用辐照。日本、加拿大建立了辐射工厂用于食品保藏、有日本、加拿大建立了辐射工厂用于食品保藏、有鱼虾、果蔬等。欧洲（丹麦、保加利亚、法国等）用于抑制鱼虾、果蔬等。欧洲（丹麦、保加利亚、法国等）用于抑制土豆、大蒜、洋葱发芽。发展中国家，印度、伊朗、泰国、土豆、大蒜、洋葱发芽。发展中国家，印度、伊朗、泰国、智
5、利、阿根廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。智利、阿根廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。2 2、国内外食品辐照技术的应用、国内外食品辐照技术的应用 我国自我国自19581958年开始，年开始，7070年代的研究工作取得了一定的成效。年代的研究工作取得了一定的成效。1984 1984年年1111月国家卫生部批准月国家卫生部批准7 7项（马铃薯、洋葱、大蒜、项（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。之后又有花生、蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。之后又有2020多种食品多种食品通过了不同级别的技术鉴定。通过了不同级别的技术鉴定。80 80年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射应用试验基
6、年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、广东等地。地，如北京、上海、天津、湖南、四川、广东等地。90 90年代至今，我国已有近年代至今，我国已有近2020项农产品辐照标准获得批准。项农产品辐照标准获得批准。辐射指能量传递的一种方式，辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相应在电磁波谱中，根据能量相应的大小，可使电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、的大小，可使电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、紫外线，紫外线，和和射线。射线。辐射线的产生及种类辐射线的产生及种类二、食品辐照杀菌的基本原理二、食品辐照杀菌的基本原理 频率频率 =C105
7、Hz 1010 1015 1018 1020 低频辐射区低频辐射区 10 10 101515HzHz辐照保藏即是指电离辐射（辐照保藏即是指电离辐射（10101818HzHz），），如如X射线，射线，射线，射线，能量很大，在使物质的原子受到激发的同时，还能引起原子能量很大，在使物质的原子受到激发的同时，还能引起原子的电离因而可起到杀菌作用。的电离因而可起到杀菌作用。微波微波 红外红外 紫外紫外 X X射线和射线和射线射线1 1、放射性同位素及放射性衰变、放射性同位素及放射性衰变 （1）放射性同位素）放射性同位素 质子数相同，中子数不同的一类原子总称为同位素，质子数相同，中子数不同的一类原子总称为
8、同位素，当原子序数在当原子序数在84以上的同位素，原子核是不稳定的，能以以上的同位素，原子核是不稳定的，能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。同位素。（2）放射性衰变）放射性衰变 放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，从不稳定的地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，从不稳定的元素变成稳定同位素，原子核的转变过程称为放射性衰变。元素变成稳定同位素，原子核的转变过程称为放射性衰变。这就是所谓这就是所谓“核衰变核衰变”。目前两种方法
9、都不能有效进行物质成分的选择性萃取。过程大致为:先用机械法清洗鲜咖啡豆,去除灰尘和杂质,然后加蒸汽和水预泡,提高其水分含量,再将其装入萃取器中,不断往萃取器中送入CO2而将咖啡因逐渐萃取出来或原子数衰变至一半时所需的时间。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。金属箔和各种复合包装材料是比较理想的食品辐射包装材料，可接受高达60kGy的照射。水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1，VB2，泛酸，VB6，
10、叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。电子伏特ev表示辐射能量，单位普通用eV，即相当于个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的动能。超临界流体萃取的特点：咖啡因是一种较强的中枢神经系统兴奋剂,富含于咖啡豆和茶叶中。因此咖啡豆和茶叶脱咖啡因的研究应运而生。被包覆的物料称为芯材、囊芯、内核、填充物。（3）经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射线不与产品结合。现法定单位用贝可Bq，即每秒中有一个原子核衰变为1贝可。对操作人员的安全防护要求相当高。放射性强度（放射性活度）放射性强度因衰变降低到原来一半所需的时间称为半衰放射性强度因衰变降低到原来一半所需的时间称为半衰期。或原子
11、数衰变至一半时所需的时间。期。或原子数衰变至一半时所需的时间。如磷如磷32的半衰期是的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有天，就是说，假使原来有100万万个磷个磷32 原子，经过原子，经过14.3天后，只剩下天后，只剩下50万个了。半衰期越万个了。半衰期越长，说明衰变得越慢，半衰期越短，说明衰变得越快。半衰长，说明衰变得越慢，半衰期越短，说明衰变得越快。半衰期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性同位素有不期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性同位素有不同的半衰期，衰变的时候放射出射线的种类和数量也不同。同的半衰期，衰变的时候放射出射线的种类和数量也不同。（3）半衰期）半衰期 放射性同
12、位素能发射放射性同位素能发射、及及射线，这个过程称为辐射。射线，这个过程称为辐射。常见放射性同位素的半衰期常见放射性同位素的半衰期-射线、射线、-射线、射线、X-X-射线、射线、-射线射线2、放射线的种类及其特征、放射线的种类及其特征（1 1）放射线的种类）放射线的种类 （2 2）特征）特征-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小；射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小；一张纸就能阻挡它的通过。一张纸就能阻挡它的通过。-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为-射线的射线的一半，电离能力比一半，电离能力比-射线小，穿透能力比射线小，穿透能力比
13、-射线大；射线大；-射线：电离能力比射线：电离能力比、小，但穿透能力比小，但穿透能力比、大；大；X-X-射线：电离能力小，穿透力很高射线：电离能力小，穿透力很高 （3）辐射计量单位）辐射计量单位能量单位能量单位 电子伏特电子伏特ev表示辐射能量，单位普通用表示辐射能量，单位普通用eV，即相当于，即相当于个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的动能。动能。ev=1.602*10-12尔格（尔格（erg）；）；1Mev=106ev，1kev=103ev。指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。放
14、射性强度（放射性活度）放射性强度（放射性活度）指单位时间内发生核衰变的次数。放射性同位素原子数指单位时间内发生核衰变的次数。放射性同位素原子数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按几何级数减少，放射性同位素不断地衰变，它是衡量放目按几何级数减少，放射性同位素不断地衰变，它是衡量放射性强弱程度的一个物理量。射性强弱程度的一个物理量。u居里（以前曾用），居里（以前曾用），1Ci=3.7*1010次衰变秒，即每秒中有次衰变秒，即每秒中有3.7*1010次原子核衰变。次原子核衰变。u现法定单位用贝可现法定单位用贝可Bq，即每秒中有一
15、个原子核衰变为，即每秒中有一个原子核衰变为1贝贝可。即可。即1Bq=1s1，因此，因此，1Ci=3.71010Bq水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1，VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。或原子数衰变至一半时所需的时间。（2）超临界流体与被萃取物的化学性质越相似，溶解能力越强；辐射可使寄生虫不育或死亡。处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞)对辐射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺细胞对辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子在遗传上的紊乱。膜可以在分子范围内
16、进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。阿拉伯胶由于含有约1%左右具乳化性的蛋白质，能够乳化心材，而且溶解性能好，因此在微胶囊技术中用途最为广泛，（1）人工放射性同位素与传统方法相比,提油脂后的残粕仍保留了原样,可以很方便地用于提取蛋白质或用作饲料。D表示初期剂量酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。三、食品辐照的化学效应（6）加工效率高，射线的穿透度高、均匀，与加热相比，照射过程可以精确控制、工序可连续作业、易实现自动化；辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。1980年联合国粮农组织FAO国际原子能组织IAEA，世界卫生组织
17、WHO专家会议，决定在10kGy以内的辐射食品，不要再进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上都不存在问题，可以作为“推荐接受”辐射剂量：500krad（2）超临界流体与被萃取物的化学性质越相似，溶解能力越强；在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较好的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、尼龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器。辐射的剂量辐射的剂量 以前曾用伦琴（以前曾用伦琴（R），国际单位为（），国际单位为（c/kg，SI，库仑，库仑/千克）。千克）。如果把射线所及之处看做是辐射场的话，则辐射量就是辐射如果把射线所及之处看做是辐射场的话，则辐射量就是辐射场的一种量度。场
18、的一种量度。吸收剂量吸收剂量 在一定范围内的某点处，单位质量被辐照物质所吸收的辐在一定范围内的某点处，单位质量被辐照物质所吸收的辐射能的量称为吸收剂量射能的量称为吸收剂量(D)(D)。以前曾用拉德（。以前曾用拉德（RadRad），国际单位），国际单位为戈瑞（为戈瑞（GyGy）1 Gy=1J/kg=100Rad辐射的剂量与吸收剂量的关系辐射的剂量与吸收剂量的关系 在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用吸收剂量来衡量。吸收剂量来衡量。吸收剂量辐射剂量吸收剂量辐射剂量 转换系数转换系数 空气转换系数空气转换系数0.83;0.83;食品的转换系数食
19、品的转换系数0.920.920.97 0.97 由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定被辐照食品的吸收剂量，才能能达到需要的要求。被辐照食品的吸收剂量，才能能达到需要的要求。辐照剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食辐照剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品所能耐受的最大剂量确定。在食品辐照中，包装内部和品所能耐受的最大剂量确定。在食品辐照中，包装内部和单个包装之间的剂量分布是不均匀的单个包装之间的剂量分布是不均匀的,有高有低，这就要求有高有低，这就要求同一批食品的最高剂量和最低剂量都处在允许的剂量范围同一批食品的最高剂量和最低剂
20、量都处在允许的剂量范围内，这样才能保证达到辐照处理的目的。内，这样才能保证达到辐照处理的目的。目前，国际和国内的标准都要求最高剂量和最低剂量目前，国际和国内的标准都要求最高剂量和最低剂量的比值要小于的比值要小于2，也就是说最大剂量不能超过最小剂量的，也就是说最大剂量不能超过最小剂量的1倍。这样的辐照加工才能符合质量要求。在辐照加工厂中倍。这样的辐照加工才能符合质量要求。在辐照加工厂中把这个比值定为把这个比值定为1.7，以确保辐照产品的质量。，以确保辐照产品的质量。3、辐射的来源、辐射的来源（1 1）人工放射性同位素）人工放射性同位素 在食品辐射时供电离辐射用的放射线主要为在食品辐射时供电离辐射
21、用的放射线主要为-和和-射线，射线，经常采用人工制备的放射性同位素经常采用人工制备的放射性同位素6060CoCo（钴，半衰期（钴，半衰期5.265.26年）和年）和137137CsCs（铯，半衰期（铯，半衰期30.330.3年）。年）。6060CoCo 60 60CoCo经经-衰变后放出一个衰变后放出一个粒子和两个能量不同的粒子和两个能量不同的-光子光子（1.17Mev1.17Mev和和1.33Mev1.33Mev），最后变为），最后变为6060Ni(Ni(镍镍)。制备方法：将自然界中存在的稳定同位素制备方法：将自然界中存在的稳定同位素5959CoCo金属制成金属制成棒形、长方形、薄片形、颗粒
22、形、圆筒形或所需要的形状，棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量5959CoCo原子吸原子吸收一个中子后即生成收一个中子后即生成6060CoCo辐射源。辐射源。目前在商业上采用目前在商业上采用6060CoCo作为作为-射线源。射线源。137137CsCs 137 137CsCs辐射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。辐射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。137137CsCs经经-衰变后放出衰变后放出-光子最后变为光子最后变为137137BaBa（钡），所产生（钡），所产生的的-射线的能量为射线的
23、能量为0.66Mev0.66Mev，比，比6060CoCo来得弱，所以放射性强来得弱，所以放射性强度比度比6060CoCo弱，要想达到和弱，要想达到和6060CoCo一样的辐射强度，要衰变次数一样的辐射强度，要衰变次数就要多几次。就要多几次。（2 2）电子加速器）电子加速器 电子加速器是利用电磁场的作用，使电子获得较高的能电子加速器是利用电磁场的作用，使电子获得较高的能量，即将电能转变成辐射能，产生高能电子束或量，即将电能转变成辐射能，产生高能电子束或X X射线的装射线的装置。这样仪器设备装置有静电加速器、高频高压加速器、绝置。这样仪器设备装置有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯变压器等。缘
24、磁芯变压器等。u射线：射线：利用加速器产生的电子流与放射性同位素中的利用加速器产生的电子流与放射性同位素中的射射线具有相同的性质，故称为人工线具有相同的性质，故称为人工射线源。射线源。电子加速器产生的电子束穿透性差，一般只用于食品表层电子加速器产生的电子束穿透性差，一般只用于食品表层的辐照。的辐照。uX射线：射线：用高能电子来轰击重金属靶，其能量的一小部分用高能电子来轰击重金属靶，其能量的一小部分转变为短波长的电磁射线，即产生转变为短波长的电磁射线，即产生X-射线。而剩余部分的能射线。而剩余部分的能量都转化成热，在靶内被消耗掉。量都转化成热，在靶内被消耗掉。X-X-射线的穿透力比紫外线强，所以
25、射线的穿透力比紫外线强，所以X-X-射线亦用于食品保藏射线亦用于食品保藏中。但是由于电子加速器作为中。但是由于电子加速器作为X-X-射线源的大部分的能量都被射线源的大部分的能量都被转化成热被消化了，转换率不高，所以目前，转化成热被消化了，转换率不高，所以目前，x-x-射线在食品射线在食品方面的应用仅是实验性的，而不是工业生产的。方面的应用仅是实验性的，而不是工业生产的。研究发现紫外线，尤其是波长在研究发现紫外线，尤其是波长在200280nm200280nm范围内的，可以范围内的，可以用来使食品表面的微生物钝化。但紫外线透入食品的深度浅，用来使食品表面的微生物钝化。但紫外线透入食品的深度浅，故限
26、于对表面处理的应用或用于成薄层露置的液体食品及设故限于对表面处理的应用或用于成薄层露置的液体食品及设备表面、水和空气的处理。备表面、水和空气的处理。麦芽糊精，玉米淀粉糖浆这两种碳水化合物本身不具备乳化能力，成膜能力也差，但它们具有高浓度时低粘度的特点，因此如果与其他具有乳化性的壁材配合后，可提高体系的固形物浓度，有利于降低干燥能耗，减少生产成本。病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为寄主。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。茶饮料中应用的微胶囊技术包括：保香与除去恶劣风味；另外多数油为液态，含有大量挥发性成分，受热后挥发性增强，使其在食品中的应用受到限制。（6）加工效率高，射
27、线的穿透度高、均匀，与加热相比，照射过程可以精确控制、工序可连续作业、易实现自动化；塑料包装的食品在低于20kGy辐照对其物理性质没有明显影响；足以降低腐败菌数量，延缓微生物大量增殖出现的时间（防止繁殖）。辐射剂量：500krad1Mrad五、辐照在食品保藏中的应用因此,超临界CO2萃取技术广泛用于开发那些具有高附加值的保健用油品上,如米糠油、小麦胚芽油、沙棘油和葡萄籽油等。3、对营养物质的破坏低剂量（1kGy)，微不足道；必须与其他保藏方法如低温或降低水分活度等结合。水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1，VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较
28、稳定。用作微胶囊壁材的碳水化合物以麦芽糊精，玉米淀粉糖浆，蔗糖较为切合实际，这三种碳水化合物中由于玉米淀粉糖浆的价格较高，因此又以麦芽糊精与蔗糖最具实用性。在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较好的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、尼龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器。这种方法因食品中可能有芽孢菌或存在，因此不能保证长期贮存。1Mev=106ev，1kev=103ev。超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢
29、细菌相同。三、食品辐照的化学效应三、食品辐照的化学效应 电离辐射之所以用来保藏食品，这是由辐射对被照射电离辐射之所以用来保藏食品，这是由辐射对被照射物质中发生的物理效应、化学效应与生物学效应所决定的。物质中发生的物理效应、化学效应与生物学效应所决定的。由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：过程有：直接直接 初级辐射初级辐射即物质接受辐射能后，形成离子、激即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片发态分子或分子碎片-与辐射程度有关。与辐射程度有关。间接间接 次级辐射次级辐射初级辐射的产物相互作用生成与原物初级辐射的产物相互作用
30、生成与原物质不同的化合物质不同的化合物-与温度等其他条件有关。与温度等其他条件有关。水溶液的辐射效应水溶液的辐射效应 水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发生反应。发生反应。水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形成的机制水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形成的机制很复杂。现已知的中间产物主要有三种：水合电子（很复杂。现已知的中间产物主要有三种：水合电子（eaqeaq），），氢氧基（氢氧基（OHOH），氢基（），氢基（HH）。）
31、。这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分子接触而进行反应，特别是在稀溶液中或含水的食品中，大子接触而进行反应，特别是在稀溶液中或含水的食品中，大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质 氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变
32、物理性质，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降改变物理性质，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶解度降低。和溶解度降低。糖类糖类 一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。脂类脂类 一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。键外断裂。辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用
33、更辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。分解产物。维生素维生素 一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。维生素是食品中重要的微量营养物质。维生素是食品中重要的微量营养物质。维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食
34、品的营养价值上维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上是一个很重要的指标。是一个很重要的指标。水溶性维生素中以水溶性维生素中以VCVC的辐射敏感性最强，其他水溶性如的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1VB1，VB2VB2，泛酸，泛酸，VB6VB6，叶酸也较敏感，叶酸也较敏感，VB5VB5（烟酸）对辐射很（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。不敏感，较稳定。脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE,VKVE,VK更敏感。更敏感。四、食品辐照的生物学效应四、食品辐照的生物学效应 生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆
35、虫、寄生虫、植物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。植物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。已证实辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组已证实辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发现带有毒性的不正常代谢产物。织中有时发现带有毒性的不正常代谢产物。辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的辐射总剂量的大小。辐射总剂量的大小。1、微生物、微生物辐射对微生物的作用辐射对微生物的作用(机制）机制）直接
36、效应直接效应 指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。细胞内生物死亡。细胞内DNA受损，由于受损，由于DNA分子本身受到损伤分子本身受到损伤而致使细胞死亡。而致使细胞死亡。细胞内膜受损，膜内由蛋白质和脂肪细胞内膜受损，膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，干扰微生物（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应作用，这些激活的水分子就与微生物
37、内的生理活性物质相应作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。互作用，而使细胞生理机能受到影响。间接效应（来自被激活的水分子或电离所得的游离基）间接效应（来自被激活的水分子或电离所得的游离基）N D lg =-N0 D10 其中：其中：N N0 0表示最初的微生物数表示最初的微生物数 N N表示使用表示使用D D剂量后残留的微生物数剂量后残留的微生物数 D D表示初期剂量表示初期剂量 D D1010表示微生物残存数减到原数的表示微生物残存数减到原数的10%10%时的剂量时的剂量 为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死为了表示某种微生物对辐射的
38、敏感性，就通常以每杀死90%90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降到原数微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降到原数的的10%10%所需要的剂量，并用所需要的剂量，并用D D10值表示：值表示：微生物对辐射的敏感性微生物对辐射的敏感性 2 2、病毒、病毒 病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为寄主。通常使用高达为寄主。通常使用高达30kGy的剂量才能抑制。如脊髓灰色的剂量才能抑制。如脊髓灰色质病毒和传染性肝炎病毒据推测来自食品污染。用质病毒和传染性肝炎病毒据推测来自食品污染。用射线照射线照射有助于杀死病毒。射有助于杀
39、死病毒。3、霉菌和酵母、霉菌和酵母 酵酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。霉菌会母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。霉菌会造成新鲜果蔬的大量腐败，用造成新鲜果蔬的大量腐败，用2kGy左右的辐射剂量即可抑左右的辐射剂量即可抑制其发展。制其发展。酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。射结合的办法杀灭。4 4、昆虫、昆虫 处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞)对辐对辐射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺细射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺
40、细胞对辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子胞对辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子在遗传上的紊乱。在遗传上的紊乱。成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照过的卵可以发育成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照过的卵可以发育成幼虫，但不能发育成蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫成幼虫，但不能发育成蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育。不育。5 5、寄生虫、寄生虫辐射可使寄生虫不育或死亡。辐射可使寄生虫不育或死亡。猪肉中旋毛虫不育剂量猪肉中旋毛虫不育剂量0.12kGy 0.12kGy 死亡死亡7.5 kGy 7.5 kGy 牛肉中绦虫致死剂量牛肉中绦虫致死剂量3.0-5.0KGy 3.0
41、-5.0KGy 6 6、植物、植物 辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。制块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。五、辐照在食品保藏中的应用五、辐照在食品保藏中的应用 食品辐射处理取决于保藏的目的，即主要是杀菌、灭虫、食品辐射处理取决于保藏的目的，即主要是杀菌、灭虫、抑制生理劣变。由于食品种类不同，食品腐败变质的因素也抑制生理劣变。由于食品种类不同，食品腐败变质的因素也不一样，根据食品处理后所要求达到的保藏期，常有三种方不一样，根据食品处理后所要求达到的保藏期，常有三种方式：辐
42、射阿氏杀菌、辐射巴氏杀菌、辐射耐贮杀菌。式：辐射阿氏杀菌、辐射巴氏杀菌、辐射耐贮杀菌。1、低剂量照射（辐射耐贮杀菌）、低剂量照射（辐射耐贮杀菌）足以降低腐败菌数量，延缓微生物大量增殖出现的时足以降低腐败菌数量，延缓微生物大量增殖出现的时间（防止繁殖）。用于推迟新鲜果蔬的后熟期，提高耐贮期。间（防止繁殖）。用于推迟新鲜果蔬的后熟期，提高耐贮期。辐射剂量：辐射剂量：500krad500krad 5kGy5kGy 足以降低某些有生命力的特定非芽孢致病菌（如沙门氏足以降低某些有生命力的特定非芽孢致病菌（如沙门氏菌）的数量，用现有方法检不出。这种方法因食品中可能有菌）的数量，用现有方法检不出。这种方法因
43、食品中可能有芽孢菌或存在，因此不能保证长期贮存。必须与其他保藏方芽孢菌或存在，因此不能保证长期贮存。必须与其他保藏方法如低温或降低水分活度等结合。另外，若食品中已存在大法如低温或降低水分活度等结合。另外，若食品中已存在大量微生物（繁殖）也不能用该法处理。因为辐射不能除去产量微生物（繁殖）也不能用该法处理。因为辐射不能除去产生的微生物毒素。生的微生物毒素。辐射剂量：辐射剂量：500krad500krad1Mrad1Mrad 5kGy 5kGy 10kGy10kGy2、中剂量照射（辐射巴氏杀菌）、中剂量照射（辐射巴氏杀菌）足以使微生物的数量减少到零或有限个数，在后处理没足以使微生物的数量减少到零或
44、有限个数，在后处理没有污染的情况下，以目前现在方法检不出腐败微生物；也没有污染的情况下，以目前现在方法检不出腐败微生物；也没有毒素检出，可长时间保藏。有毒素检出，可长时间保藏。肉类特别是牛肉，高剂量会产生异味，此时可在冷冻温肉类特别是牛肉，高剂量会产生异味，此时可在冷冻温度度3030以下辐射。因为异味形成大多是化学反应，因冷冻以下辐射。因为异味形成大多是化学反应，因冷冻时水中的自由基流动性减少，可防止自由基与肉类形成分子时水中的自由基流动性减少，可防止自由基与肉类形成分子的相互反应。的相互反应。辐射剂量：辐射剂量：1 15Mrad5Mrad 10kGy 10kGy 50kGy50kGy3、大剂
45、量照射（辐射阿氏杀菌）、大剂量照射（辐射阿氏杀菌）辐照在食品中的应用辐照在食品中的应用 畜禽肉类畜禽肉类、水产类、蛋类、果蔬类、谷物及其制品、香料和调、水产类、蛋类、果蔬类、谷物及其制品、香料和调味品的辐射。味品的辐射。食品食品 目的目的 剂量剂量 肉类及其制品肉类及其制品 长期保存，勿需冷冻长期保存，勿需冷冻 404060kGy60kGy 调味品调味品 杀菌消毒杀菌消毒 101020 kGy20 kGy 肉和鱼肉和鱼 在（在（0 04 4）延长保存期）延长保存期 0.50.510 kGy10 kGy 肉禽蛋肉禽蛋 减少病原菌（如沙门氏菌）减少病原菌（如沙门氏菌）5 510 kGy10 kGy
46、 水果蔬菜水果蔬菜 减少霉菌、酵母的腐败减少霉菌、酵母的腐败 5 510 kGy10 kGy 肉类肉类 杀灭寄生虫杀灭寄生虫 0.10.12 kGy2 kGy 谷物谷物 杀灭寄生虫杀灭寄生虫 0.10.11 kGy1 kGy 马铃薯洋葱马铃薯洋葱 抑制发芽抑制发芽 0.050.050.15 kGy0.15 kGy 辐照食品的包装辐照食品的包装 辐射处理前必须根据产品的性状、辐射处理目的、运输辐射处理前必须根据产品的性状、辐射处理目的、运输和贮存的要求以及将来销售的方便来合理选择包装材料。和贮存的要求以及将来销售的方便来合理选择包装材料。金属罐如镀锡薄钢板罐和铝罐对使用杀菌剂量的照射是金属罐如镀
47、锡薄钢板罐和铝罐对使用杀菌剂量的照射是稳定的；塑料包装的食品在低于稳定的；塑料包装的食品在低于20kGy20kGy辐照对其物理性质没有辐照对其物理性质没有明显影响；金属箔和各种复合包装材料是比较理想的食品辐明显影响；金属箔和各种复合包装材料是比较理想的食品辐射包装材料，可接受高达射包装材料，可接受高达60kGy60kGy的照射。的照射。在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较好的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、好的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、尼龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器。尼龙、复合薄膜、玻璃容器及
48、金属容器。七、辐照食品的安全性七、辐照食品的安全性 为了确认这种放射线照射食品的卫生安全性，从为了确认这种放射线照射食品的卫生安全性，从5050年代年代就开始了长期的研究。就开始了长期的研究。1、毒性问题、毒性问题 大量动物实验将经过大量动物实验将经过50kGy50kGy剂量照射过的食品，未发现产剂量照射过的食品，未发现产生有毒、致畸、致癌物。生有毒、致畸、致癌物。1980 1980年联合国粮农组织年联合国粮农组织FAOFAO国际原子能组织国际原子能组织IAEAIAEA，世界卫，世界卫生组织生组织WHOWHO专家会议，决定在专家会议，决定在10kGy10kGy以内的辐射食品，不要再以内的辐射食
49、品，不要再进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上都不存进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上都不存在问题，可以作为在问题，可以作为“推荐接受推荐接受”2 2、微生物发生突变的危险、微生物发生突变的危险 微生物进行反复照射会产生耐辐射性，辐射引起的突变微生物进行反复照射会产生耐辐射性，辐射引起的突变又可能使微生物获得抗辐射性而产生耐辐射菌，如用药物杀又可能使微生物获得抗辐射性而产生耐辐射菌，如用药物杀菌和热力杀菌一样菌和热力杀菌一样菌种选育。菌种选育。3 3、对营养物质的破坏、对营养物质的破坏低剂量（低剂量（1kGy)1kGy)，微不足道；，微不足道；中等剂量中等剂量(1(110
50、kGy)10kGy)，可能损失一些维生素；，可能损失一些维生素；高剂量高剂量(10(1050kGy)50kGy)，采用约束间接辐射的措施（低温、真，采用约束间接辐射的措施（低温、真空、添加游离基受体等）营养价值降低不大，维生素有损失。空、添加游离基受体等）营养价值降低不大，维生素有损失。食品辐射保藏的工艺流程食品辐射保藏的工艺流程 辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯或富集的过程。脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE,VK更敏感
