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第七章食品的辐射保藏

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食品工艺学之食品的辐射保藏概论

食品工艺学之食品的辐射保藏概论

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。

食品的辐射保藏

食品的辐射保藏
生物学家提出了射线与基质直接碰撞的靶理论， 认为辐照作用主要是由这种直接碰撞引起的。该 理论认为一个急速运动的带电粒子冲击生物材料 的分子复合物，则复合物的生物功能会受到改变 和（或）破坏。
直接理论的根据是生物学变化（细胞增殖、变异、 致死作用等）的研究。
新的研究证据指出，直接“打击”可能是一些特 定生物作用的原因，但是有很多作用全部或部分 地是由于生物材料中的溶剂系统受到辐射诱导电 离，即存在间接作用。
• 电离：初级电离和次级电离 • 激发： • 其他变化：散射、韧致辐照、湮没辐射、切伦科夫辐射
γ射线
• 光电效应 • 康普顿效应 • 电子对效应
中子
• 弹性散射 • 非弹性散射
2.放射源
放射性同位素源
• 60Co：人工制备同位素源，应用广泛 • 137Cs：核燃料渣滓抽提制得，半衰期长但分离
到1995年，先后有40个国家批准在244种公众 消费的食品上使用辐射。
到1997年，全世界辐射食品总量为17万吨， 其中美国约3万吨，法国约2万吨，荷兰1.9万 吨，比利时1.5万吨，日本1.5万吨。
WHO/FAO/IAEA的联合专家在全面评价和审查了 30多年来在辐射食品安全卫生方面所取得的大 量研究结果之后，于1980年提出了“关于辐射 食品的卫生”的重要报告，认为从毒理学或营 养学方面考虑，经平均剂量10KGy以下辐射处 理的任何食品都是安全的。
β射线是高能电子，带负电，质量小，速度大， 穿透能力比α粒子强，可在空气中穿行200厘米 （每行进1cm产生150对离子对）
γ射线是非离子电磁辐射，是原子核由高能态跃迁 到低能态时放出的一种光子流，其在磁场中不偏 转，可穿透铅板。
α射线
β射线 γ射线

《食品工艺学》课程笔记

《食品工艺学》课程笔记

《食品工艺学》课程笔记第一章绪论一、食品的概念食品是人类为了维持生命和健康，通过口腔摄入经过消化吸收后，为身体提供能量、营养和生理活性物质的物质。

食品不仅包括我们日常所熟知的主食、菜肴、水果等，还包括各种饮料、调味品等。

食品的种类繁多，来源各异，包括植物、动物等。

食品的营养成分主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等。

二、食品加工工艺食品加工工艺是指通过物理、化学或生物学的手段，对食品原料进行一系列的加工处理，使其成为具有一定品质、口感、营养价值、安全卫生和方便食用的食品的过程。

食品加工工艺包括原料的选择、清洗、切割、烹调、冷却、包装等环节。

不同的食品原料和产品有不同的加工工艺，同一种食品原料也可以采用不同的加工工艺。

三、食品工业及其发展趋势食品工业是指以食品原料为基础，通过食品加工工艺，生产出各种食品的产业。

随着社会的发展和科技的进步，食品工业已经成为了国民经济的重要支柱产业。

目前，食品工业正朝着自动化、智能化、绿色化、功能化、个性化等方向发展。

自动化和智能化可以提高生产效率和产品质量，绿色化可以降低能源消耗和环境污染，功能化可以满足消费者对健康食品的需求，个性化可以满足消费者对多样化、特色化食品的需求。

四、食品工艺学的研究内容和范围食品工艺学是研究食品加工工艺和食品工业的科学。

它以食品原料为基础，研究食品的加工原理、加工技术、加工设备、食品的品质、营养、安全等方面。

食品工艺学的研究范围包括食品原料的加工特性、食品加工过程中的物理、化学、生物学变化、食品添加剂的应用、食品包装、食品贮藏、食品品质检测等。

食品工艺学的研究对于提高食品品质、保障食品安全、推动食品工业的发展具有重要意义。

第二章食品的脱水一、食品干藏原理食品干藏是一种古老的食品保存方法，其原理是通过去除食品中的水分，降低食品的水活度，从而抑制微生物的生长和酶的活性，延长食品的保质期。

水分是微生物生长和食品变质的重要因素，因此，脱水和干藏是有效的食品保藏手段。

食品工艺学-食品辐射保藏(全)

食品工艺学-食品辐射保藏(全)

射杀死食品内除病毒以外的各种致病菌，如 沙门氏菌、大肠杆菌、志贺氏菌、李斯特菌、 副溶血性弧菌等等。（杀死致病菌） 辐射灭菌是指采用较高的辐照剂量，杀灭食 品中全部的微生物，达到细菌总数、致病菌 为零。这种辐照产品在没有污染的条件下可 以长期保存不会腐败。（杀死全部微生物）
（3）抑制发芽
利用一定的辐照剂量使一些块根植物，如大
中主要有以下几个方面： （1）辐照杀虫，可以分成： 杀灭危害粮食、干燥食品、中草药等的仓储 害虫，如玉米象、豆象、螨等等； 杀死进出口食品和其他产品中的有害昆虫， 如不同类型的果蝇、实蝇、线虫等等和未加 工食品肉和鱼等体内的寄生虫，如囊虫、绦 虫、旋毛虫等等。
（2）辐照杀菌
根据杀菌的目的分成三类：选择性杀菌，针对
原子电离而损失能量，所以它穿透物质的能力很小，易为薄
层物质（如一片纸）所阻挡；
β射线
本质是高速电子流
能量可达几兆电子伏特(MVe)以上。 穿透物质的本领比α射线强得多. 可由放射性同位素产生 也可由电子加速器产生

γ射线
是波长非常短（波长0.001～1.000nm）的电磁波束（或称
贝克Bq ，每秒中有一个原子核衰变为1贝克。 居里Ci，1Ci=3.7×1010Bq
α、β、γ等射线辐射的结果能使被辐射（辐照） 物质产生电离作用，因此常称为电离辐射。
二、辐照量单位与剂量测量
（一）放射性强度 （二）照射量
（三）吸收剂量
（一）放射性强度
放射性强度，也称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。单位
第一节 概述 二、食品辐照技术的特点
2、缺点：
①经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来
讲虽然是微乎其微的，但敏感性强的食品和经高剂 量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化。 因此不适用于所有的食品，要有选择性地应用。

第七章食品的辐射保藏

第七章食品的辐射保藏
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1979年国际食品法典委员会(CAC)推 荐用于食品辐照的设备操作规范 (CAC/RCPl9-179 ， rev.l-1983) ， 经 过 讨 论 与修订，1983年形成《食品辐照加工的国 际标准》(CODEXSTANl06-1983)，规定食 品辐照加工的平均吸收剂量不得超过l0kGy。 1980年FAO/IAEA/WHO的会议也认为，受 辐照食品平均吸收剂量达到l0kGy，没有毒 性危害，不存在特别的营养和微生物问题， 没必要再进行毒性试验。
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二、国内外辐照保藏的研究进展 食品辐照技术的发展始于20世纪。早
在伦琴(Roentgen)宣布发现X射线的第二年 (1896年)，明克(Minck)就提出了X射线对 细菌的作用与实际应用的问题，经实验证 实X射线对原生虫有致死作用。
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1921年斯彻瓦特日(Schwatz)使用X射 线杀死肉中的旋毛虫(trichinella spiralis)并 获得美国专利。
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其中马铃薯、洋葱、大蒜、冻虾、调 味品等十几种已经实现大型商业化；辐照 抑制马铃薯发芽，有28个国家获得批准； 洋葱、天然香料等也是有29个国家获批准 食用的产品。其他获批准食用的产品有鳕 鱼片、虾、去内脏禽肉、谷类、面粉、芒 果、草莓、蘑菇、芦笋、大蒜等新鲜果蔬、 调味品等品种。批准辐照食品最多的国家 是前苏联和荷兰，其次是加拿大、保加利 亚、匈牙利等。
1930年乌斯特(Wust)证实“所有食品 包装在密封金属罐中，再用强力伦琴射线 照射可杀灭所有细菌”，并获得法国专利。
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第二次世界大战结束后，随着放射性 同位素的大量应用和电子加速器等机械辐 射源的问世，促进了射线处理食品的发展， 开始把辐照保藏食品看作是和平利用原子 能的一个重要方向。在比较短的时间内， 食品辐照研究的深入程度是传统食品加工 保藏方法所无法比拟的。

第7章 食品的辐射保藏技术

第7章 食品的辐射保藏技术
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4、蛋类
沙门氏菌为辐射处理的对象菌。
剂量：辐照巴氏杀菌剂量，
效果：蛋液及冰蛋液效果较好。
带壳鲜蛋可用低射线辐照，剂量10kGy ，
高剂量会使蛋白质降解而使蛋液粘度降低 或产生H2S等异味。
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5、香辛料和调味品
天然香辛料容易生虫长霉
辐照处理可以控制昆虫侵害，减少微生物的数量， 保证原料的质量。 剂量：允许高达10kGy剂量，但实际上为避免导致 香味及颜色的变化，降低成本，香料消毒的辐照剂 量应视品种及消毒要求来确定，尽量降低辐照剂量。 如胡椒粉、快餐佐料、酱油等直接人口的调味料以 杀灭致病菌为主剂量可高些。
• 使涩柿提前脱涩和增加葡萄的出汁率。
• 抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但辐照剂量过高，会腐 烂。 • 辐照可防止蘑菇开伞，延迟后熟。
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2、粮食类
主要目的是避免或减少由于昆虫的危害和霉菌活 动导致的霉烂变质，即杀虫、灭霉。
剂量/kGy 0.1～0.2 1 3～ 5 2～ 4 效应 昆虫不育 昆虫几天内死亡 昆虫立即死亡 抑制谷类霉菌蔓延发展

例如：麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G值为4.0，则 表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐射能，就有4个麦 芽糖分子发生降解。 G值大的，辐射引起的化学效应较强烈；G值相同者， 吸收剂量大者所引起的化学效应较强烈。 例如G值等于3，吸收剂量为1Mrad时，每千克介质 发生变化的摩尔数为3.1×10-6，剂量提高到6Mrad 时，则每千克发生变化的摩尔数达1.9×10-2。
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（二）食品辐射保藏的工艺流程
品质检查
剂量控制
品质检查
采收或宰杀
预处理包装
运输
辐照
贮存

第七章 辐射保藏 保藏学课件第二部分-保藏原理部分

第七章 辐射保藏 保藏学课件第二部分-保藏原理部分

Fish, strawberries
Reduction of nonspore pathogenic
2.0-7.0 Poultry, shellfish
Microbial reduction in 7.0-10.0 Herbs, spices dry products
Sterilization
25-50 Sterile diet meals
(2) 电子加速器 电子射线、X射线
电子射线
电子射线射程短，密度大，穿透力差， 一般适用于食品表面的照射。如对易腐 食品辐射时，选定适当的“加速能”， 就可使射线不穿透食品内部，只进行表 面杀菌。
X射线
X射线具有高穿透能力，可以用于食品 辐射加工。但是由于电子加速器作X射线 源效率低，而且能量中包含大量低能部 分，难以均匀照射大块样品，故没有得 到广泛的应用。
• Nucleic acids
– Main targets of free radicals
• Alteration in membrane lipids, particularly polyunsaturated lipids,
Reduces or eliminates 10-100 virus contamination
二、食品辐射装置
食品的辐射装置包括辐射源、防护设备 、输送系统和自动控制与安全系统。
1. 辐射源
辐射源是食品辐射加工的核心部分，它 可以分为放射性同位素和电子加速器两 大类。
(1) 放射性同位素 60Co辐射源、 137Cs辐射源
• 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。

第七章加工贮藏对食品营养价值的影响

第七章加工贮藏对食品营养价值的影响

三、脱水干燥对食品中营养素的影响
• 加热干燥、晒干
• 冷冻干燥 • 谷物的焙烤与膨化 • 果菜的糖渍及盐渍 • 肉类的腌制和熏制
• 脱水干燥使蛋白质结合水损失，同样会引 起蛋白质变性 • 脱水加工时食品维生素的损失和加热灭菌 损失同，VB1 损失最大 • 胡萝卜在冷冻干燥时脂溶性维生素损失低 于10%，而在空气中损失达26%；牛奶喷 雾干燥制奶粉VA、B1 损失10%，如用传 统滚筒干燥法，损失可达15%
速 养素的损失。柑橘冷藏半年Vc损失5%冻 银 10%，如再加上缺氧、低pH 环境，可进一 杏 步降低Vc 损失 仁
• 动物性食品在化冻时会流失较多维生素和矿 物质，10%的可溶性营养素流失
• 蛋白质发生不可逆变性，蛋白质侧链暴露出 来，在水结晶挤压下，凝结沉淀 • 冷冻后鱼肉干韧、风味变劣
• 豆腐冷却后，蛋白质质构化，风味变佳
三、烹调对肉类中营养素的影响
• 肉类的烹调方法多种多样，常用有炒、焖、 蒸、煮、煎炸、熏烤等 • 炒肉常将肉丝或肉片加少许水和淀粉拌匀后 再下锅用油炒炸，维生素的破坏和流失相应 减少，入口鲜嫩并易于人体消化和利用 • 肉类经煮炖蒸，肉汤味道鲜美，营养价值高 • 肉类熏烤后，烤肉的香味更浓，表层的蛋白 质因结硬壳，吃后不易消化，B族维生素约 有30%被破坏
• 食品加工前必需进行清理、修整和漂洗处理， 即加工前处理 • 谷类碾磨去壳，可改善食品的感官性质，便 于食用，易于消化，但无机盐和维生素受到 损失 • 蔬菜经前处理，营养素大量流失，特别是水 溶性维生素和无机盐 • 盐腌对肉类维生素B1、B2及烟酸的影响较 小，其损失率为1%-5%，对蛋白质质量基 本上无不利影响
第七章
加工、贮藏对食品中 营养素的影响
食品营养价值的评定及意义

第7章食品的辐照保藏

第7章食品的辐照保藏

2.4 辐射或照射的计量单位
国际放射委员会对照射量、吸收剂量等规定 了采用国际单位制，即 SI 制 (International System of Units)。
辐照量或照射量：常用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。法定单 位为库仑 / 千克（ C/kg），以前用伦琴（ R）。 1R=2.58×10－4C/kg
自 20 世纪 50 年代开展了辐照食品的生产工艺、 卫生安全、辐照装置、剂量检测及卫生标准等 食品辐照技术方面的研究。 20 世纪 80 年代建起 了60Co辐照装置150多座。
1984 年 11 月国家卫生部批准颁布了马铃薯、洋 葱、大蒜、花生、蘑菇、香肠7种辐照食品的卫 生标准。
20 世纪 90 年代，又有 20 多种食品标准获得了通 过批准。在设备上，建立了多座辐射设施。
(FAO)、世界卫生组织(WHO)在1980年10月27
日举行的第四次专门委员会议上作出结论：
用10kGy(1Mrad)以下的最大平均剂量照射 食品，在毒理学、营养学及微生物学上没有 问题，而且今后无须再对此剂量辐照的各种 食品进行毒理实验。
注明：1Gy=100rad
1rad=0.01Gy
我国的辐照食品发展情况：
1.2 国内外食品辐照技术的应用
国外： 1895年伦琴发现X-射线。 1896年Mink就提出X-射线的杀菌作用。
1898年人们开始了电离射线对微生物的
致死作用研究。
1916年瑞典首次对草莓进行辐照处理开
始了辐照保藏食品的先河。
1921年美国申请了第一份食品辐照保鲜技
术的专利。
1957年德国首先开始食品辐照杀菌的商业 运转，主要用于香肠的香料进行消毒。围 绕辐照杀菌的有效性、安全性，经济性等 问题以美国为中心展开了研究。第一步是

食品辐射保藏

食品辐射保藏

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。

7第七章_食品的辐射保藏 - 精讲版

7第七章_食品的辐射保藏 - 精讲版
• 水分子的电离和激发
• 激发分子分解产生自由基
• 一部分水化电子与水生成自由基
• 自由基相互反应
二、电离辐射对氨基酸与蛋白质的影响
对氨基酸的影响
在辐照食品加工所用剂量范围内影响很小； 大剂量处理氨基酸发生脱氨基、氧化和脱羧反应； 含硫氨基酸对辐射更敏感，硫成分会被氧化产生
H2S、单质硫或气态硫化物等（异味）； 食品中的氨基酸对辐照的稳定性高于纯溶液中的稳
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；
总结
辐照对食品营养成分的影响很小， 许多动物试验已经证实此结论
食品辐照的生物学效应
（一）电离辐射对微生物的作用
电离辐射对微生物的直接作用
微生物 被照射
分子的 离子化DNA 损伤来自代谢 异常细胞组 织死亡
能源消耗对比
冷藏
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，
辐射杀菌
6.34千瓦时/T，
辐射巴氏消毒
0.76千瓦时/T。
三、辐射量（照射量）及单位
度量X射线或γ射线在空气中电离能力的 物理量
单位: 伦琴（Roentgen，简写R） 库仑/千克（C/kg），国际单位
本书中辐射保藏即是指电离辐射（ υ ＞1018Hz）
第二节 辐射对食品成分的影响
电离辐射引起水分子的变化 辐射对蛋白质与氨基酸的影响 辐射对糖类的影响 辐射对脂类的影响 辐射对维生素的影响
一、电离辐射引起水分子的变化
水分子对辐射很敏感，被活化的水与其他有机 物反应，产生辐射的间接效应。
第七章 食品的辐照保藏
第一节 概述

第7章食品辐照保藏

第7章食品辐照保藏

• 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.食品辐照的生物学效应
引起某些蛋白质和核蛋白分子的改变，破坏新陈 代谢（特别是使细胞核活动紊乱），抑制核糖核酸 和脱氧核糖核酸的代谢，使自身的生长发育和繁殖 能力受到一定的危害。
不同物质达到各种生物效应所必须的剂量 表：
（1） 微生物 1）． 辐射对微生物的作用(机制）
（1）直接效应 指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。
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。
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。
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水分子激发产物在刺激中暂紧挨在一系列快速反应，包括： 离子反应 ：H2O+· 2O=H3O+· +H OH· 激发分子解离：H2O*=H· OH· + H2O*=H2+O 激发能传递 ：被激发的分子和离子通过能量传递将激发能传递给临近的 水分子而不发生任何变化 （eaq）+H2O=H· OH· + H· OH· 2O + =H H· H· 2 + =H OH· OH· 2O2 + =H H· 2O2=H2O+ OH· +H OH· H2O2=H2O+HO2· + H2+ OH· H2O+ H· = H· 2=HO2· +O HO2· HO2· H2O2+O2 + = H2O=H· 、OH· 2O2、H2、eaq-、OH-、H3O+ 、H

第七章 食品的辐照保藏03

第七章 食品的辐照保藏03

3、辐射耐贮杀菌（radurization）
主要目的是降低食品中腐败微生物及其 他生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保 藏期。
为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。
2、低分子糖 降解形成辐解产物：低聚糖或单糖的降 解产物有羟基化合物、酸类、过氧化氢， 降解作用还会产生气体，如氢气、二氧化 碳及痕量甲烷、一氧化碳和水等。 降解所形成的新物质——会改变糖类的 某些性质，如辐照能使葡萄糖和果糖的还 原能力下降，但提高了蔗糖、山梨糖醇和 甲基α-吡喃葡萄糖的还原能力。


4、果蔬 辐照对果蔬的影响主要体现为以下几点：
抑制发芽 调节呼吸和后熟 辐射与乙烯代谢 辐射与组织褐变

第四节 辐照对食品品质的影响
一、氨基酸、蛋白质
氨基酸和蛋白质在辐照后会发生一定的 变化，主要是变性，形式有以下几种：
结构变化 交联 降解

二、糖类 1、多糖
聚合度和粘度下降辐照会引起多糖链的 断裂从而引起聚合度和黏度变化。生成糊 精碎片等：辐照小麦淀粉：葡萄糖、麦芽 糖、麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖。
目前已知的中间产物主要有三种：水化 电子（e水化）、羟基自由基（OH· ）、氢原 子自由基（H· ）。
3、约束间接作用的途径
冻结状态下辐射 在真空或惰性气体环境中辐射 添加游离基接受体

三、食品辐照保藏的生物学效应 食品辐照的生物化学效应与生物体内的 化学变化有关，分为直接和间接作用。
直接效应：指微生物接受辐射后本身发 生的反应，可使微生物死亡。
食品辐射保藏的优缺点 杀菌温度低，有“冷杀菌”之称 节约能源 不留下残留物 射线穿透力强，可以在包装、不解冻条 件下杀菌 设备投资大，需要安全防护措施 需要控制好剂量
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为了加强食品辐照研究工作的国际性合作， l970 年 联 合 国 粮 农 组 织 (FAO)/ 国 际 原 子 能 机 构 (IAEA)/世界卫生组织(WHO)的专家在日内瓦会 议 上 确 立 食 品 辐 照 领 域 的 国 际 计 划 (The lnternational Project in the Field of Food Irradiation， 简称IFIP)，并在1976年举行的会议上对几种辐照 食品的安全性进行评定，认为五种辐照产品(即马 铃薯、小麦、鸡肉、木瓜和草莓)是绝对安全的。 会议认为食品辐照是一种物理加工过程，而不是 化学添加剂；只要证明辐照食品安全无毒害以后， 与其营养构成类似的食品，也可以可靠地推断它 是安全的；同一食品高剂量辐照是安全的，可以 推断低剂量辐照也是安全的。
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1984年，在FAO/IAEA/WHO的支持下， FAO/IAEA核技术在食品与农业中的应用委 员会下成立了食品辐照的国际咨询小组 (ICGFI)，该组织是由专家、政府代表等组 成的国际组织，其主要功能是对食品辐照 的发展作总的评论，绐成员国和组织提供 食品辐照应用的咨询，通过 FAO/IAEA/WHO 专 家 委 员 会 (JECFI) 、 CAC提供发布食品辐照信息。
1930年乌斯特(Wust)证实“所有食品 包装在密封金属罐中，再用强力伦琴射线 照射可杀灭所有细菌”，并获得法国专利。
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第二次世界大战结束后，随着放射性 同位素的大量应用和电子加速器等机械辐 射源的问世，促进了射线处理食品的发展， 开始把辐照保藏食品看作是和平利用原子 能的一个重要方向。在比较短的时间内， 食品辐照研究的深入程度是传统食品加工 保藏方法所无法比拟的。
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经过大量的科学研究，1998年ICGFI第 15次会议建议按照HACCP原理修订CAC标 准中食品辐照加工的平均吸收剂量l0 kGy 的限制。第二年WHO技术研究报告提出只 要食品在GMP下辐照，食品辐照剂量无必 要限制。在食品添加剂与污染法规委员会 (CCFAC) 第 31 次 会 议 上 ， 也 同 意 FAO/WHO/IAEA关 于 l0kGy 以上剂量辐照 食品是安全与营养的结论。
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放射性同位素能放射出α、β(β＋及β－) 和γ射线，其过程称为辐射。α射线 (或称α 粒子)是从原子核中射出带正电的高速粒子 流 (带正电荷原子核)，α射线的动能可达 几兆电子伏特以上，但由于α粒子质量比电 子大得多，通过物质时极容易使其中原子 电离而损失能量，所以它穿透物质的能力 很小，易为薄层物质 (如一片纸)所阻挡。
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2001 年 3 月 食 品 添 加 剂 与 污 染 委 员 会 (CCFAC)建议将食品辐照设备操作规范法 规改为《食品辐照加工操作推荐性国际法 规 》(Recommended International Code of Practice for Radiation Processing of Food， 即RICPRP)。此后，CAC相继提出辐照食 品的通用标准及法规，为食品辐照技术应 用及辐照食品进入国际市场建立了国际性 的法规。
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其中马铃薯、洋葱、大蒜、冻虾、调 味品等十几种已经实现大型商业化；辐照 抑制马铃薯发芽，有28个国家获得批准； 洋葱、天然香料等也是有29个国家获批准 食用的产品。其他获批准食用的产品有鳕 鱼片、虾、去内脏禽肉、谷类、面粉、芒 果、草莓、蘑菇、芦笋、大蒜等新鲜果蔬、 调味品等品种。批准辐照食品最多的国家 是前苏联和荷兰，其次是加拿大、保加利 亚、匈牙利等。
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食品辐照已成为一种新型、有效的食 品保藏技术，与传统的加工保藏技术如加 热杀菌、化学防腐、冷冻、干藏等相比， 辐照技术有其优越性。
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与加热杀菌保藏技术相比，辐照处理 过程食品内部温度不会增加或变化很小， 故有“冷杀菌”之称，而且辐照可以在常 温或低温下进行，因此，经适当辐照处理 的食品可保持原有色、香、味和质构，有 利于维持食品的质量。
围有电子壳。原子核内含有质子与中子，质子和 中子的总和就等于质量数。质子带正电荷，中子 不带电荷。一种元素的原子中的中子数并不完全 相同，若原子具有同一质子数而中子数不同就称 为同一元素的同位素。在低质子数的天然同位素 中(除正常的氢以外)，中子数和质子数大致相等， 往往是稳定的。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
而有些同位素，其质子数和中子数差 异较大，其原子核是不稳定的，它们按照 一定的规律(指数规律)衰变。自然界存在 着一些天然的不稳定同位素，也有一些不 稳定同位素是利用原子反应堆或粒子加速 器等人工制造的。不稳定同位素衰变过程 中伴有各种射线产生，这些不稳定同位素 称为放射性同位素。
第七章 食品辐射保藏
主讲人：
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第一节 概述
一、食品辐射保藏的定义及其特点 食品辐射保藏是利用原子能射线的辐射
能量照射食品或原材料，进行杀菌、杀虫、 消毒、防霉等加工处理，抑制根类食物的发 芽和延迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以 达到延长食品保藏期的方法和技术。
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所用原子能射线主要有γ射线或电子加 速器产生的低l0MeV的电子束，这种技术 又称为食品辐照(Food irradiation)技术。 经过这种技术处理的食品就称为辐照食品， 在我国《辐照食品卫生管理办法》附则中 定义：辐照食品是指用钴-60、铯-137产生 的γ射线或电子加速器产生的低于l0MeV电 子束照射加工保藏的食品。
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我国现有30多个省、市、自治区具有 60Co辐照装置。到20世纪90年代初，我国 建成辐照装置近150多台，其中设计装机能 量1.11×1016 Bq以上的装置超过50座。食 品辐照不仅用于保藏、防疫、医疗等目的， 而且已用于提高产品质量等加工目的。
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第二节 辐照的基本概念
一、放射性同位素与辐射 一个原子具有一个带正电荷的原子核，核外
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1960年，美国已有辐照食品在军队试 用，并对辐照食品进行了长达10年的安全 性试验。1963年，在美国军方Natick实验室 举行首次辐照食品国际会议，联合国粮农 组织(FAO)也开始筹建国际食品辐射计划 顾问委员会，使辐照食品成为国际上共同 研究的项目，各国也陆续批准辐照用于食 品加工。
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前苏联最早允许60Co用于抑制马铃薯 发芽(0.l kGy)、谷类杀菌(0.3 kGy)；其次 是加拿大，1960年允许60Co(0.l kGy)用于 抑制马铃薯发芽，同时也是60Co辐照装置 输出的强国，1965年就建立起世界最大的 马铃薯辐照工厂。
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β射线是从原子核中射出的高速电子流 (或正电子流)，其电子的动能可达几兆电 子伏特以上。由于电子的质量小，速度大， 通过物质时不使其中的原子电离，所以它 的能量损失较慢，穿透物质的本领比α射线 强得多，但仍无法穿透铅片。
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近年来，世界各国食品辐照研究和发 展的总趋势是向实用化和商业化发展。据 美国统计，1978年，世界用于辐照消毒灭 菌的60Co工厂有80家 (其中60家用于医疗消 毒)，1984年发展至120家，到1988年已达 182家，全世界辐照食品产量约50万吨。
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欧洲、加拿大等注重于热带水果、蔬 菜、水产品等的低剂量辐照；以亚洲热带 地区为中心的各国将鱼类和鱼类制品的辐 照也作为国际原子能机构的地区性规划 (简称RPF)进行大力研究，以延长鲜鱼和 加工鱼(干鱼、腌鱼、烧鱼)的保质期；
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1979年国际食品法典委员会(CAC)推 荐用于食品辐照的设备操作规范 (CAC/RCPl9-179 ， rev.l-1983) ， 经 过 讨 论 与修订，1983年形成《食品辐照加工的国 际标准》(CODEXSTANl06-1983)，规定食 品辐照加工的平均吸收剂量不得超过l0kGy。 1980年FAO/IAEA/WHO的会议也认为，受 辐照食品平均吸收剂量达到l0kGy，没有毒 性危害，不存在特别的营养和微生物问题， 没必要再进行毒性试验。
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美国、前苏联、前联邦德国、日本、 法国、加拿大、意大利、西班牙、比利时、 芬兰、丹麦、瑞士等国家都投入大量的人 力、物力进行过食品辐照应用的研究，辐 照食品的安全性也是几十年来食品辐照研 究中研究最深入的内容。
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美国是世界上对辐照食品研究最深入 的国家之一。在20世纪50年代，大量的辐 照食品报告来自美国政府。1953年，美国 艾森豪威尔(Eisehower)强调美国的外交政 策是“原子能为和平”，促使美国军方深 入研究食品辐照。到1957年研究开始进入 高潮，由陆军司令部特种部队负责组织， 90个大学、政府与工业部门参加的一项为 期5年的辐照食品研究计划启动，参与研究 的实验室超过77个，政府每年资助600万美 元。
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与化学保藏法相比，辐照过的食品不 会留下何残留物，是一个物理加工过程， 而传统的化学防腐保藏技术面临着残留物 及对环境的危害问题。
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此外，辐照技术的另一个特点就是射 线(如γ射线)的穿透力强，可以在包装下及 不解冻情况下辐照食品，可杀灭深藏在食 品内部的害虫、寄生虫和微生物。因此， 它被大量应用于海关对进口物品(食物、衣 物等用品)的防疫处理，以确保进口物品不 携带有害生物进入国门。还可与冷冻保藏 技术等配合使用，使食品保藏更加完善， 这是其他保藏方法所不可比拟的。
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发展中国家对物产丰富而又易于腐败 和霉烂食物(如粮食)的辐照研究也极为重 视；而美国一直重视高剂量辐照肉及肉类 制品的卫生安全性研究，1995年8月3日大 于44kGy剂量辐照冷冻的包装肉已批准用 于太空食品。
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我国自1958年开始食品辐照的研究工 作。20世纪70年代中期在四川、天津、河 南、北京、上海、东北地区、湖南、广东 等地相继进行辐照保藏食品的研究，辐照 品种有肉类、水产品、水果、干果、蔬菜、 粮食、蛋类等。
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到了20世纪80年代，我国食品辐照已 进入一定规模的生产阶段。1984年，国家 卫生部颁布批准马铃薯、洋葱、大蒜、大 米、蘑菇、花生仁、香肠辐照食品的卫生 标准，随后又批准了扒鸡、花粉、果脯、 生杏仁、番茄、猪肉、荔枝、薯干酒、熟 肉制品的辐照卫生标准；1997年批准了豆 类、谷类及其制品、干果果脯类、熟畜禽 肉类、冷冻包装畜禽肉类、香辛料类、新 鲜水果蔬菜类辐照卫生标准，基木覆盖了 绝大部分食品，年辐照量已达10万吨。