第六章 食品辐射保藏
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食品工艺学之食品的辐射保藏概论概述食品的辐射保藏是一种常见的食品加工方法。
它利用辐射技术,通过破坏食品中的微生物DNA和结构,达到杀死或抑制微生物繁殖的目的,从而延长食品的保质期和保鲜期。
辐射保藏可以广泛应用于各种食品,如肉类、水果、蔬菜、乳制品等,对改善食品的安全性和品质具有重要意义。
辐射保藏的原理辐射保藏主要利用电离辐射(如X射线和γ射线)和非电离辐射(如紫外线)对食品中的微生物进行杀灭或抑制。
辐射与微生物相互作用后,会破坏微生物的DNA,使其失去生物活性,从而起到杀菌和抑制微生物繁殖的效果。
辐射对食品的微生物具有较高的穿透力,能够深入到食品的内部,对食品中的微生物进行全面杀灭。
与传统的热处理方法相比,辐射保藏不会对食品的质地和营养成分产生明显的影响,可以更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
辐射保藏的优点1.高效杀菌:辐射能够对食品中的微生物进行全面杀灭,包括细菌、病毒、霉菌等。
相比传统的热处理方法,辐射保藏对微生物的杀灭效果更为彻底。
2.保持食品品质:辐射保藏对食品的质地和营养成分影响较小,能够更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
3.延长保质期:辐射可以延缓食品中微生物的生长和繁殖,从而延长食品的保质期和保鲜期。
这对于长途运输和远超市场销售的食品非常重要。
4.环保节能:辐射保藏过程无需添加任何化学药剂,不会产生废水、废气和废渣,对环境污染小,并且能够节约能源。
辐射保藏的应用辐射保藏在食品工业中有广泛的应用。
以下是几个常见的例子:1.肉类:辐照杀菌可以有效地延长肉类产品的保质期,防止细菌污染和变质。
此外,辐射还可以用于肉类产品的除臭和除味处理,提高产品的口感和品质。
2.水果和蔬菜:辐射保藏可以杀灭水果和蔬菜中的细菌和霉菌,延长其保鲜期。
此外,辐射还可以延缓水果和蔬菜的成熟和腐烂过程,提高产品的储存和运输能力。
3.乳制品:辐射可用于乳制品中的杀菌和消毒,杀灭乳制品中的致病菌和有害微生物。
这可以提高乳制品的安全性和卫生质量。
食品辐射保藏食品辐射保藏第一节概述一、食品辐射的意义利用高能量射线的辐射能量,对食品或产品进行杀虫、杀菌、抑制发芽、延迟后熟等处理,达到保藏食品的目的。
优点:(1)无化学残留物。
(2)可对包装的物品杀菌,而包装种类不限。
(3)较好地保持食品的品质。
(4)节约能源。
(5)工艺简单,可大量连续地处理食品。
(6)可在冻结状态下杀菌。
(7)杀菌效果可靠性高。
(8)适用范围广。
缺点:(1)一次性投资大。
(2)不能适用于所有食品。
有可能产生不好的感官性变化。
二、食品辐射的国内外情况第二节辐射的基本原理概念:辐射(电离辐射)是辐射源放出射线、释放能量、能使受辐射物质的原子发生电离作用的一种物理过程。
一、放射性同位素及辐射1.同位素.放射性同位素同位素:核电荷(质子数)相同,中子数不同的元素。
有些同位素是不稳定的,它们按一定规律(指数规律)衰变。
不稳定同位素在衰变过程中,以一定速率放出辐射线。
这些不稳定同位素——放射性同位素。
2.几种辐射线α-射线:氦核粒子线,穿透力弱,电离性大。
β-射线:高速电子流,穿透力较α-射线大,但电离能力比α-射线弱γ-射线:γ光子组成的电磁波,能量大,穿透力强,但电离能力比α-射线、β-射线弱。
二、放射性衰变及放射性比度1. 放射性衰变放射性元素放出射线后,它们的原子核就转变成另一种原子核。
射线是从原子核内放射出来的,放射性是原子核转变的结果,通常把这种原子核的转变过程称为放射性衰变。
半衰期:放射性原子核数因衰变而减少到原来的一半所需的时间。
2.放射性强度是衡量放射性强弱的程度常用单位:1居里(Ci)=3.7×1010个原子衰变/秒=2.22×1012个原子衰变/分1克镭当量:相当于1克镭的放射性强度。
即凡放出γ射线的物质,和1克镭在同样条件下所引起的电离作用相等时,则其放射性强度为1克镭当量。
1贝可(Bq )=1个原子衰变/秒3. 放射性比度同位素中含放射性同位素的浓度三、辐射能量单位:电子伏特(ev)1ev相当于1个电子在真空中通过电位差为1v的电场中被加速所获得的动能。
第七章食品辐射保藏技术【重点】:1、了解国内外辐射保藏技术的发展概况。
2、了解辐射保藏对食品成分的影响。
3、了解辐射保藏的卫生安全。
4、掌握辐射保藏技术的特点。
【难点】:辐射对食品成分及安全性的影响第一节概述食品货架期目的的一种食品保藏方法。
与微波的区别:辐射是利用原子核衰变产生的电磁波来处理食品,而微波则是将电能转化为电磁波来处理食品。
一、辐射保藏的特点●是“冷杀菌”,有利于保持食品的原有品质。
●能耗低。
●不留任何残留物,不污染环境。
●穿透力强,杀虫、灭菌彻底。
●可以改进某些食品的工艺和质量。
如:酒类的辐射陈化,牛肉照射后更加嫩滑,大豆照射后更易消化等。
●酶、细菌芽孢和病毒等对辐射的抵抗力较强。
●不适用于所有食品,且对敏感食品的品质有影响。
●投资较大,安全防护要求高。
二、国内外食品辐射技术的应用概况●1896年,亨利·贝克莱在研究各种物质的磷光现象时,发现了放射性。
●1896年,伦琴发现了X射线,并对这种射线的特性做了完整而准确的计算。
●1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化合物发射类似的射线。
同时居里夫妇从铀盐中分离出了一个新元素,取名镭(由拉丁词radius而来,意为射线)。
●1921年斯彻瓦特日获得X射线杀菌专利。
●美国最早于本世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究,当时主要是用于军事上。
1943年发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后,美国由此解决了海军食品保存问题。
尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。
●五十年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。
●我国食品辐射(照)的研究则最早于1958年开始,70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。
●在国际原子能机构(IAEA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的倡议下,1970年在巴黎成立了“食品辐射(照)国际计划”(IFIP),先后共有24个国家参加该计划,分工协作进行研究。
食品的辐射保藏-公卫助理医师
食品的辐射保藏是公卫助理医师中比较重要的一个知识点,下面是关于公卫助理医师的辅导资料,请参考:
主要是将放射线用于食品灭菌、杀虫、抑制发芽等,以延长食品的保藏期限。
另外也用于促进成熟和改进食品品质等方面。
受照射处理的食品称为辐照食品。
目前加工和实验用的辐照源有60Co和137Cs产生的γ射线以及电子加速器产生的低于10兆电子伏(Mev)的电子束。
辐照食品所用射线单位为戈瑞(Gy)相当于被辐照物1kg吸收1J的能量。
K、M.因剂量不同,辐照保藏有三种方法:辐照灭菌、辐照消毒、辐照防腐。
1。
食品辐射保藏
食品辐射保藏是指对食品进行辐射处理后的一种保藏方法。
辐射保藏利用电子束、γ射线或X射线对食品进行辐照处理,以
杀灭或抑制食品中的细菌、真菌和寄生虫等微生物,延长食品的保质期。
辐射还可以抑制食品中的酶活性和代谢过程,从而减缓食品的腐败和品质变化。
辐射保藏具有以下几个优点:
1. 杀菌效果好:辐射能够有效地杀灭各类微生物,包括细菌、病毒、寄生虫和真菌等,从而防止食品因细菌感染而变质。
2. 保持食品品质:辐照对食品中的维生素、氨基酸和蛋白质等无显著影响,可以保持食品的营养价值和口感。
3. 延长保质期:辐射处理后的食品能够延长保质期,从而减少食品的浪费,延长食品的销售和使用时间。
4. 不影响食品外观:辐射处理后的食品外观无明显变化,不会影响消费者对食品质量的判断。
然而,辐射保藏也存在一些问题和争议。
其中包括:
1. 影响食品中营养物质:辐射可能会导致食品中某些营养物质的损失或降解,如维生素C和B1等。
2. 安全性问题:辐射处理可能会导致食品中产生放射性同位素,这对人体健康可能存在一定风险。
3. 食品品质问题:虽然辐射处理不会明显影响食品外观,但长时间和高剂量的辐照可能会导致食品质量变化,如口感、颜色和气味等。
因此,在实际应用中,食品辐射保藏需要严格控制辐照条件和剂量,同时进行监管和检测,确保食品安全和质量。
第六章食品辐射保藏第一节概述食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。
最大限度的减少食品的损失,使它在一定期限内不发芽、不腐败变质,不发生食品的品质和风味变化,由此可以增加食品的供应量,延长食品的保藏期。
辐射保藏技术是一门新的技术,比现有保藏技术有其优越性的一面。
是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。
一、现有保藏技术的优缺点1.食品冷冻保藏—低温。
抑制微生物活动和减少酶活。
优点:能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值;缺点:能耗大,需建立冷藏链。
2.食品罐藏—提高温度杀灭微生物和酶。
优点:绝大部分杀灭微生物,可以长期保藏;缺点:热对风味组织结构和色泽有影响。
3.食品干藏—降低水分活度(a w),控制微生物和减少酶活。
优点:简便宜行,重量减轻或体积变小,食品可增香变脆;缺点:自然脱水后的食品难复水,易变色。
3.化学保藏—通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。
优点:操作简便易行。
缺点:化学物质残留。
二、辐射保藏的优越性(意义、特点)(1)食品在受辐射过程中温度升高甚微。
因此,被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味和质地等方面与新鲜食品差别很小,特别适合于一些不耐热的食品和药品。
(2)射线穿透力强。
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,也节省了包装材料,避免再污染。
(3)射线处理过的食品不会留下任何残留物。
与化学处理相比是一大特点。
(4)节省能源:据76年国际原子能机构(IAEA)通报的估计,食品采用冷藏需消耗能量为90千瓦时/T,巴氏消毒230千瓦时/T,热力杀菌300千瓦时/T,脱水处理(干燥)700千瓦时/T,而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T,辐射巴氏消毒0.76千瓦时/T。
(5)适应范围广:能处理各种不同类型的食物品种,如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。
多种体积的食品;不同状态,固体、液体。
(6)加工效率高、整个工序可连续化、自动化。
只要规模大,就能获得巨大的利益。
谷物20万吨以上,马铃薯2.5万吨以上,洋葱5000吨。
因此,辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方法,也是和平利用原子能的一个重要方面。
三、国内外发展简况1895年伦琴发现X-射线后,Mink于1896年就提出X-射线的杀菌作用。
二次大战期间,美国麻省理工学院的罗克多尔将射线处理汉堡包,揭开了辐射保藏食品研究的序幕。
50年代起北美、欧洲、日本等30多个国家先后投入大量的费用进行研究;60年代一些第三世界国家也加入该行列,目前从事这方面研究的有50-60个国家。
国际原子能组织(IAEA)、联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)等的支持和组织下,进行了种种国际协作研究。
到1976年25种辐射处理食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准,允许供作为商品供一般使用。
1980年10月27日上述组织联合举行的第四次专门委员会议作出结论:用10kGy以下平均最大剂量照射任何食品,在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不存在问题,而且今后无须再对经低于此剂量辐照的各种食品进行毒性实验。
目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏。
前苏联、美国、加拿大、法国、日本、中国等国家均批准在一些食品中使用辐照。
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)用于抑制土豆、大蒜、洋葱发芽。
发展中国家,印度、伊朗、泰国、智利、阿根廷等用于粮食(谷物)的防霉、防虫。
我国自1958年开始,70年代的研究工作取得了一定的成效。
1984年11月国家卫生部批准7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20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。
80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。
后期有浙江、深圳等。
我校在社桥有一个辐射装置。
第二节辐射的基本原理一、辐射类型辐射指能量传递的一种方式,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、紫外线,χ和γ射线。
通常根据辐射的作用形式可将辐射分为电离辐射和非电离辐射两种类型。
通常按辐射的频率来划分。
1.非电离辐射低频辐射线υ<1015,波长较长(频率较低),能量小,如微波、红外线的能量仅能使物质分子产生转动或振动而产生热,则起到加热杀菌作用。
是非电离辐射。
2.电离辐射高频辐射线υ>1015,频率较高,能量大,有激发和电离两种作用:υ在1015~1018Hz,如紫外线的能量,仅能使被照射物质的原子受到激发(激发为使电子从低能态到高能态),亦可起到抑菌杀菌的作用;二、放射性同位素与辐射1.放射性同位素原子核=P++n,P+为带正电荷质子,n为不带电荷中子,核内质子数决定化学元素的特性,一般情况下(指在轻原子核范围内)P+=n,组成原子的质量。
但有些元素,P+相同而n不同的原子所组成的元素称为同位素,P+=n时原子稳定,P+≠n则不稳定。
当原子序数在84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同位素。
放射性同位素能发射α-、β--、β+-及γ-射线。
2.α-、β-、γ-及X-射线(1)α-射线:当同位素中n:P+>1.5:1,从原子核中放射出带2P+和2n的带正电高速粒子流(氦核)—称为α-射线;(2)β-射线:当核内中子数和质子数不等时;若某一中子释放出能量转变成质子(n>P+)n→P++β-(带负电荷的高速离子)若核内P+>n时,(这种情况一般指在加速器中)P++1.02MeV→n+β+(带正电荷的高速离子)β-和β+→β-射线,即从原子核中射出的带电的高速电子。
(3)X-射线:若核内质子在外层电子云中,从K层捕获电子e-,转变成中子(k-捕获),使质子数减少。
P++ e-→n当K层(低能态)电子被捕获后剩下一空穴,则高能态(外层)电子会补充进去,释放出能量—X-射线,指原子核外电子所放出的能量。
(4)γ-射线:当原子核在发射了α和β或κ-捕获之后,核的能级处于激发态(高能态),当这种激发态回到基态时,原子就发出光子流(即不带电荷的核子流),称γ-射线,发源于原子核本身。
3. 四种射线的特点以上所讲的四种射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用的能力和不同程度的穿透能力。
但是由于射线性质的不同,从而电离能力和穿透能力各不相同。
(1)α-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。
(2)β-射线:为氢核质量的几千分之一,带电量为α-射线的一半,电离能力比α-射线小,穿透能力比α-射线大;(3)γ-射线:电离能力比α、β小,但穿透能力比α、β大;(4)X-射线:电离能力小,穿透力很高4.放射性衰变每个放射性同位素经放出射线后,就转变成另一个原子核,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。
(1) 衰变规律原子核衰变数N与原子核总数N0有关。
实践证明,在单位时间内,衰变着的原子核的数目和其总数成正比,这一过程是不可逆的,可用公式表示如下:N=N0e-λtN:原子核数N0:原子核总数t :时间λ:衰变常数(2)半衰期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。
或原子数衰变至一半时所需的时间。
对于单独的一种放射性元素而言,半衰期和衰变常数一样也是常数。
半衰期以t1/2表示,则根据前面公式可得:1/2N0=N0e-λt1/2λt1/2=ln2=0.6931即衰变常数与任意同位素的半衰期的乘积为0.6931,这样可利用半衰期求出其衰变常数。
常见放射性同位素的半衰期三.辐射用各种单位(一)能量单位电子伏特ev. 表示辐射能量单位普通用eV,即相当于1个电子在真空中通过电位差为1伏特的电场被加速所获得的动能。
1ev=1.602*10-12尔格(evg)1Mev=106ev ,1kev=103ev(二)放射性强度衡量放射性强弱程度的一个物理量。
指单位时间内发生核衰变的次数。
(1)居里(以前曾用),1C i=3.7*1010衰变/秒即每秒中有3.7*1010次原子核衰变。
(2)现法定单位用贝克Bq,即每秒中有一个原子核衰变为1贝克。
(3)1Bq=1S-1,因此,1Ci=3.7×1010Bq。
(三)辐射计量指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。
常用辐射量、物料吸收剂量和吸收剂量速率来表示。
(1)辐射(照射)量是用X-射线或γ-射线辐射源的辐射场内空气电离的程度来表示。
(2)吸收剂量是指在辐射源的辐射场内单位质量被辐射物质吸收的辐射能量。
简称剂量。
(3)单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量速率。
1.辐射量(1)法定单位为库仑/千克(C/kg),以前曾用伦琴(R)(2)在标准状况下(0℃,760mmHg),1cm3空气(0.00129g)能形成一个正电或负电的静电单位的X-射线或γ-射线照射量——1R。
(3)一个正电或负电的离子具有4.80×10-10e.s.u(静电单位)。
即一个静电单位的离子量为2.08×109个正电或负电离子(离子对),即1伦琴可使1cm3空气产生2.08×109个正电或负电离子(离子对)。
(4)1R=2.58×10-4C/kg(空气)2.吸收剂量是电离辐射授予被辐射物质单位质量的平均能量,即被辐射物质吸收的辐射能量,法定单位为J/kg,也称为戈瑞(Gy)以前曾用拉德(Rad)即1克被辐射物质吸收100尔格(erg)射线能量为1Rad。
1Rad=100erg/g=6.24×1013eV/g。
1Gy=100Rad=104erg/g照射量和吸收剂量是完全不同的概念,有区别(照射量指空气电离程度来讲)但两者都是描述辐射计量的,又相互联系。
1个电子的电荷量是4.8×10-10e.s.u.产生一个e.s.u.需要的离子对数为2.08×109,而电子在空气中产生一对离子所消耗的平均能量为33.73eV(电离功)1R照射量相当于0.0129g空气中吸收了2.08×109×33.73eV=7.02×1010eV=0.112erg能量。
1R照射量时,1g空气的吸收能量为0.112erg/0.00129=86.8erg/g=0.868Rad即空气的吸收剂量为0.868Rad=8.68×10-3Gy。
3.吸收剂量速率单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量速率。