第四章：食品輻

1、第四章：食品的輻射保藏第四章：食品的輻射保藏第一節(jié)：概述第一節(jié)：概述一、食品輻射保藏定義：食品輻射保藏就是利用原子能射線的輻射能量對(duì)食品進(jìn)行殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延遲后熟和改善品質(zhì)的一一種保藏方法。二、食品輻射保藏的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：1、殺死微生物效果好2、對(duì)食品原有特性影響小 （5kGy照射食品感官上無明顯變化， 即使10kGy照射，食品化學(xué)變化甚微）3、安全，無殘留物4、輻照食品是冷加工，產(chǎn)生的熱量少，可保持食品原有 的風(fēng)味和外觀。5、輻照可改進(jìn)食品的加工工藝和質(zhì)量6、節(jié)能 缺點(diǎn)：1、經(jīng)過殺菌劑量的照射，一般情況下，酶不能完全被鈍化。2、超過一定劑量照射會(huì)導(dǎo)致食品感官上變化。3、輻射保藏有選擇性

2、，不適用于所有的食品。4、安全防護(hù)問題5、投資大三、食品輻射的發(fā)展和國內(nèi)外概況1、食品輻照歷史 1895倫琴發(fā)現(xiàn)X射線 1896，mink發(fā)現(xiàn) X射線可殺菌。以后研究多，應(yīng)用少。 二戰(zhàn)時(shí)：美MIT的羅克多用來處理漢堡包，應(yīng)用開始 50年代起，美國、加拿大、前蘇聯(lián)、歐、日等 30多國家 60年代 第三世界 共20多國家 70年代證明了輻照食品的衛(wèi)生安全性。 80年代各國開始建立規(guī)程、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。 美國 美國是世界上對(duì)輻照食品研究最深的國家之一。 50年代，大量的輻照食品報(bào)告來自美國政府。 53, 美國總統(tǒng)提出原子能和平利用。 57, 陸軍司令部特種部隊(duì)負(fù)責(zé)組織90個(gè)大學(xué)、政府與工業(yè)部門參加的一項(xiàng)

3、為期5年的輻照食品研究計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)室超過77個(gè)，每年資助600萬美元。 60，已有輻照食品在軍隊(duì)試用，并對(duì)輻照食品進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá) 10年的安全性試驗(yàn)。 63，美軍方Natick實(shí)驗(yàn)室舉行首次輻照食品國際會(huì)議。 加拿大 1960年允許60Co (0.1kGy）用于抑制馬鈴薯發(fā)芽。 1965年就建立起世界最大的馬鈴薯輻照工廠。 是60Co輻照裝置輸出的強(qiáng)國， 前蘇聯(lián) 最早允許60Co用于抑制馬鈴薯發(fā)芽（0 .1kGy）、谷類殺菌（0.3kGy)；2、相關(guān)國際組織 1970年FAOIAEA)WHO的專家在巴黎確立食品輻照領(lǐng)域的國際計(jì)劃（IFIP) 1979年國際食品法規(guī)委員會(huì)（CAC-Codex Alim

4、entarius Commission）推薦用于食品輻照的設(shè)備操作規(guī)范， 1980年FAO/IAEA/WHO的會(huì)議也認(rèn)為，受輻照食品平均吸收劑量達(dá)到10kGy，沒有毒性危害，不存在特別的營養(yǎng)和微生物問題，無必要再進(jìn)行毒性試驗(yàn)。 1983年形成食品輻照加工的國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品輻照加工的平均吸收劑量不得超過10kGy。3、我國的發(fā)展情形 58年開始 62年在成都建成我國第一所核應(yīng)用技術(shù)研究所。 70年代后，進(jìn)入新的研究階段，研究的對(duì)象種類：糧食，肉類，水產(chǎn)品，水果，蔬菜，蛋類等。 我國在輻照食品衛(wèi)生安全性方面的研究工作在世界上處于領(lǐng)先地位。 我國批準(zhǔn)的輻照食品4、食品輻照發(fā)展動(dòng)向 食品輻射保藏的研究

5、，國際上一直有兩種發(fā)展方向，即高劑量輻射和中、低劑量輻射。（1）高劑量輻射：以美國為主的一些國家發(fā)展高劑量輻照研究，進(jìn)行牛肉、雞肉的輻射滅菌。這是為了軍事目的的需要，投入了大量的資金，特別著重于衛(wèi)生安全性方面。高劑量輻照耗資大，沒有多大實(shí)用價(jià)值。（2）中低劑量輻射：以發(fā)展中國家為主進(jìn)行中低劑量輻照的研究，由于所用的輻射劑量低，成本也較低，適于大量推廣，而且殺蟲、保鮮也正是發(fā)展中國家食品保藏中迫切需要解決的問題，容易為廣大消費(fèi)者接受。 從食品輻射保藏的研究發(fā)展總趨勢(shì)看，中低劑量輻照是食品輻照技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。 第二節(jié)：輻射的基本原理第二節(jié)：輻射的基本原理一、輻射及放射性同位素1、輻射 輻射

6、是一種能量傳遞的方式。 根據(jù)輻射對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)不同可分為： 低頻輻射線（非電離輻射）： 波長(zhǎng)較長(zhǎng)、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，也可起到加熱殺菌作用。 高頻輻射線（電離輻射）： 頻率較高、能量大，如X-，-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）。 電離輻射可分為： 電磁輻射 放射性同位素衰變產(chǎn)生各種輻射線如： 、X射線（具有波粒二相性） 電子束輻射 利用電子加速器產(chǎn)生電子射線（粒子輻射）2、放射性同位素 原子核中質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的一類原子的總稱為同位素，不穩(wěn)定的同位素稱為放射性同位素。 自然界有 天然不穩(wěn)定同位素 人工制造的不穩(wěn)定同位

7、素 用原子反應(yīng)堆的中子照射來制備放射性核素： 如 用粒子加速器生產(chǎn)放射性核素：如二、放射性衰變 原子核內(nèi)，只有中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之間呈一定比例時(shí)才是穩(wěn)定的。無論中子數(shù)過多還是質(zhì)子數(shù)過多，核都呈不穩(wěn)定性。這種不穩(wěn)定的核有變?yōu)榉€(wěn)定核的趨勢(shì)，在這個(gè)過程中放出各種形式的能量。 放射性同位數(shù)放出射線的過程稱為放射性衰變。 衰變后，轉(zhuǎn)變成另一個(gè)原子核，從不穩(wěn)定同位素變成穩(wěn)定同位素。1、衰變類型（1）-射線：當(dāng)不穩(wěn)定同位素中，n：p+1.5:1,從原子核中放射出帶2p+和2n的帶正電高速粒子流（氦核）稱為-衰變。 可表示為： -射線：相對(duì)質(zhì)量較大，電離能力大，穿透能力小。（2）-射線：當(dāng)核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不等時(shí)

8、 若（np+)某一中子釋放出能量轉(zhuǎn)變成質(zhì)子 np+ +-( 帶負(fù)電的高速電子)； 若核內(nèi)p+n時(shí)(這種情況一般指在加速器中)， p+1.02Mevn+ （帶正電荷的高速電子） -和+-粒子是帶正電荷和負(fù)電荷的高速電子。 -射線：穿透能力比-射線強(qiáng)，電離能力比-射線弱。（3）X-射線 若核內(nèi)質(zhì)子從外層電子云中K層捕獲電子，轉(zhuǎn)變成中子， p+ +e- n 釋放出能量X-射線。 X-射線：電離能力小，穿透能力很強(qiáng)。（4）-射線 處于激發(fā)態(tài)（高能態(tài)）的原子核回到基態(tài)時(shí)，原子就發(fā)出光子流-射線（即不帶電荷的粒子流）。 -射線：電離能力比-、-射線小，但穿透能力比它們大。 以上這些射線都具有使被輻射物質(zhì)的

9、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。2、放射性衰變規(guī)律（1）衰變規(guī)律： 在單位時(shí)間內(nèi),衰變著的原子核的數(shù)目和其總數(shù)成正比,這一過程是不可逆的,可用公式表示如下: N= N0e-t 其中： N：原子核數(shù)； N0 ：原子核總數(shù)； t：經(jīng)歷時(shí)間 ：衰變常數(shù)。（2）半衰期 放射性強(qiáng)度減少到原來一半（即N0.5 N0） 所經(jīng)歷的時(shí)間稱為該給定同位素的半衰期，并用t0.5表示： 60Co的半衰期=5.25年， 137Cs=30年， 14C=5730年 。三、輻照量單位與計(jì)量測(cè)量1、放射性強(qiáng)度及其單位 (量度放射性同位素的) 放射性強(qiáng)度是度量放射性強(qiáng)弱的物理量。通常以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)

10、來表示。 單位： 貝克Bq ，每秒中有一次衰變?yōu)?貝克。 居里Ci，每秒中有3.71010 個(gè)原子衰變 1Ci=3.71010Bq2 2、照射量及其單位 (量度放射性同位素放射出射線的) 照射量(Exposure)是僅用來量度X射線或射線在空氣中電離能力的物理量。 單位：（舊）倫琴（R）， (法定)庫侖千克（C/kg）。 1R2.5810-4C/kg3. 吸收劑量、劑量率及其單位 (量度被輻射物體吸收量的) 單位質(zhì)量被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸 收劑量。 單位：（舊）拉德（rad） （法定）戈瑞(Gy) 1Gy=1J/kg 戈瑞與拉德的關(guān)系：1Gy=100rad 劑量率單位質(zhì)量被照射物質(zhì)

11、單位時(shí)間內(nèi)吸收 的能量（Gy/s）。4、劑量分布及測(cè)量方法（1）吸收劑量測(cè)量 測(cè)量原理：將劑量計(jì)暴露于輻射線之下進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)劑量計(jì)體系（通過照射后的化學(xué)量或物理量變化）所示的吸收劑量來計(jì)算被食品所吸收的劑量。 常用劑量測(cè)量體系：量熱計(jì)、 液體或固體化學(xué)劑量計(jì)等（2）劑量分布 食品照射中，包裝內(nèi)部和單個(gè)包裝間劑量分布是不均勻的。 要求： 最高劑量/最低劑量2 （ 通常取1.7） 劑量率要高四、輻射源與輻照裝置 食品的輻照裝置包括輻射源、防護(hù)設(shè)備、輸送系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)。1、輻射源 輻射源是食品輻射加工的核心部分 它可以分為放射性同位素和電子加速器兩大類：(1) 人工放射性同位素 來自

12、60Co輻射源、 137Cs輻射源的射線(2) 電子加速器 電子射線（能級(jí)10MeV） X射線（能級(jí)5MeV） （1）放射性同位素輻射源 食品輻照處理上用得最多的是60Co射線源，也有采用137Cs輻射源的。a、鈷-60（60Co）輻射源 自然界中不存在，是人工制備的同位素源。半衰期為5.25年，衰變后變成穩(wěn)定同位素鎳。 b、銫-137(137Cs）也由工人制備。半衰期30年。但其射線能量為0.66MeV，比60Co弱，因此，欲達(dá)到60Co相同的功率，需要的貝可數(shù)為60Co的4倍。盡管是廢物利用，但分離麻煩，且安全防護(hù)困難，裝置投資費(fèi)用高，因此應(yīng)用遠(yuǎn)不如60Co的輻射源廣泛。 60Co輻射源的

13、人工制備方法 將自然界存在的穩(wěn)定同位素59Co金屬根據(jù)使用需要制成不同形狀（如棒形、長(zhǎng)方形、薄片形、顆粒形、圓筒形）， 置于反應(yīng)堆活性區(qū)，經(jīng)一定時(shí)間的中子照射，少量59Co原子吸收一個(gè)光子后即生成60Co輻射源，其核反應(yīng)是： 137Cs輻射源的制備 由核燃料的渣滓中抽提制得。一般137Cs中都含有一定量的134Cs，并用穩(wěn)定銫作載體制成硫酸銫-137或氯化銫-137。 為了提高它的放射性活度，往往把粉末狀137Cs加壓壓成小彈丸，再裝人不銹鋼套管內(nèi)雙層封焊。（2）電子加速器 電子加速器（簡(jiǎn)稱加速器）是用電磁場(chǎng)使電子獲得較高能量，將電能轉(zhuǎn)變成射線（高能電子射線，X射線）的裝置。 加速器的類型和加

14、速原理有多種。 電子加速器可以作為電子射線和X射線的兩種輻射源。 用于輻照保藏食品時(shí)，為保證食品的安全性，電子加速器的能量多數(shù)是用5MeV，個(gè)別用10MeV。 將電子射線轉(zhuǎn)換為X射線使用時(shí)，X射線的能量不得超過5MeV。 電子射線（-射線） 電子射線又稱電子流、電子束，其能量越高，穿透能力就越強(qiáng)。 電子加速器產(chǎn)生的電子流強(qiáng)度大，劑量率高，聚焦性能好，并且可以調(diào)節(jié)和定向控制，便于改變穿透距離、方向和劑量率。 -射線（由于能量有限制不超過10MeV）電子束（射線）射程短，穿透能力差，一般適用于食品表層的輻照。 加速器可在任何需要的時(shí)候啟動(dòng)與停機(jī)，停機(jī)后即不再產(chǎn)生輻射，又無放射性沾污，便于檢修，但加

15、速器裝置造價(jià)高。 X射線 快速電子在原子核的庫侖場(chǎng)中減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生連續(xù)能譜的X射線 加速器產(chǎn)生的高能電子打擊在金屬靶子，電子被吸收，其能量同樣會(huì)產(chǎn)生X射線(食品輻射應(yīng)用多指這種形式的X射線） 在入射電子能量低時(shí)，產(chǎn)生的X射線向四面八方發(fā)射（發(fā)散）。隨能量增大，逐漸傾向前方，在有效地利用或屏蔽X射線時(shí)必須注意這一特點(diǎn)。 X射線穿透力強(qiáng)（如射線一樣），電子加速器作X射線源效率低，能量中已含大量低能部分，難以均勻地照射大體積樣品，故尚未得到廣泛應(yīng)用。 輻射裝置對(duì)人體的危害途徑n 輻射對(duì)人體危害的兩種途徑u外照射外照射，即輻射源在人體外部照射u內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線

16、在人體內(nèi)照射。n 食品輻照一般使用的是嚴(yán)格密封在不銹鋼中的60Co輻射源和電子加速器，輻照對(duì)人體的危害主要是外輻射造成的。 電離輻射對(duì)人體的作用n 有物理、化學(xué)和生物三種效應(yīng)n 短期受大劑量輻射會(huì)產(chǎn)生急性放射病n 長(zhǎng)期受小劑量輻射會(huì)產(chǎn)生慢性病n 人體對(duì)輻射有一定適應(yīng)能力和抵御能力，規(guī)定的允許值：510-2 Gy /（年全身） 0.00l Gy 周 輻射源的防護(hù)措施 為了防止射線傷害輻射源附近的工作人員和其他生物，必須對(duì)輻射源和射線進(jìn)行嚴(yán)格的屏蔽。l 鉛的密度大（11.34g/cm3），屏蔽性能好，鉛容器可以用來貯存輻射源。l 鋼材在加工較大的容器和設(shè)備中常需用作結(jié)構(gòu)骨架。l 鐵用于制作防護(hù)門、

17、鐵鉤和蓋板等。l 水屏蔽的優(yōu)點(diǎn)是具有可見性和可入性，常用深水井貯存輻射源（如60Co、137Cs等）。l 混凝土墻，既是建筑結(jié)構(gòu)又是屏蔽物，混凝土中含有水可以較好地屏蔽中子。各種屏蔽材料的厚度必須大于射線所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工過程中要防止產(chǎn)生空洞及縫隙過大等問題，防止射線泄漏。第三節(jié)第三節(jié) 輻射引發(fā)的食品化學(xué)和輻射引發(fā)的食品化學(xué)和 生物化學(xué)效應(yīng)生物化學(xué)效應(yīng) 物質(zhì)受到放射線照射時(shí)所發(fā)生的變化大致有以下幾個(gè)過程: 吸收輻射能； 發(fā)生一系列輻射性化學(xué)變化； 發(fā)生一系列生物化學(xué)性變化； 細(xì)胞或個(gè)體死亡或出現(xiàn)遺傳性變異等生物效應(yīng)，劑量小時(shí)，輻射損傷得到恢復(fù)。一、食品的輻射化學(xué)效應(yīng)輻射的化學(xué)效應(yīng)是

18、指被輻射物質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化。食品輻射處理主要使用的是X-射線 、-射線 、電子射線，它們均是具有高能帶電或不帶電的射線，照射食品時(shí)，對(duì)食品分子產(chǎn)生直接或間接作用。1、直接作用 射線與基質(zhì)直接碰撞（靶理論） 物質(zhì)分子吸收部分輻射能激發(fā)與電離不穩(wěn) 定產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上變化。 2、間接作用 是通過食品中的水分的電離與激發(fā)產(chǎn)生自由基等活性物質(zhì)然后和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。 水接受輻射后，中間產(chǎn)物有三種: 水合電子e-水化 氫氧基(OH) 氫基(H) 反應(yīng)途徑： e-水化 + H2O = H+ OH OH+ OH= H2O2 H+ H=H2 H+O2 = HO2 HO2+ HO2 = H2 O2 +

19、 O2 H2 O2 , OH是氧化劑； e-水化 是還原劑； H有時(shí)是氧化劑，有時(shí)是還原劑。 它們可以和食品中其它物質(zhì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。3、約束間接作用的途徑 為了減少食品在輻照過程中的變化，約束間接作用 ，以減少游離基的影響。 途徑 ：（1）在凍結(jié)狀態(tài)下輻射 凍結(jié)狀態(tài)能阻止游離基的擴(kuò)散和移動(dòng)降低了游離基與食品組分的接觸機(jī)會(huì)約束間接作用對(duì)食品成分的影響。（2）在真空中或在惰性氣體中輻射 在上述反應(yīng)途徑中，去O2可減少的HO2生成減少游離基減少和食品成分發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 （3）添加游離基的接受體 添加抗壞血酸消耗游離基保護(hù)食品中其它成分。 以上三種途徑保護(hù)食品成分的變化，但也降低了輻射對(duì)微生物

20、和酶的作用。因此，需相應(yīng)地提高輻射劑量，達(dá)到食品保藏的目的。4、輻射對(duì)食品成分的影響 （1）水分 水分子對(duì)輻射很敏感，接受射線能量后，首先被激活電離 隨后產(chǎn)生中間產(chǎn)物產(chǎn)生間接效應(yīng) 使食品成分發(fā)生變化 有利于殺菌（2）氨基酸和蛋白質(zhì) 輻照對(duì)結(jié)晶氨基酸只發(fā)生直接作用，對(duì)氨基酸溶液則發(fā)生直接、間接二種作用，水溶液輻射分解變化主要是去胺基、脫羧基。 含硫氨基酸對(duì)輻射更為敏感，硫成分被氧化產(chǎn)生 H2S、硫、硫化物； 含環(huán)氨基酸：環(huán)斷裂，芳香環(huán)水解等 在一定劑量范圍內(nèi)，輻射對(duì)氨基酸的影響一般很小， 但大劑量處理食品時(shí)，食品中的氨基酸會(huì)遭到破壞。 放射線照射引起蛋白質(zhì)化學(xué)變化有：脫氨基、脫羧基、巰基氧化、交

21、聯(lián)與降解等而引起其一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化； 放射線照射到食品蛋白質(zhì)分子后，很容易使二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、醚鍵斷裂，破壞蛋白質(zhì)分子二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)，改變蛋白質(zhì)物理性質(zhì)。 一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低等。 食品中的蛋白質(zhì)在所用劑量范圍內(nèi)，一般影響很小。（3）酶 酶是有催化功能的蛋白質(zhì)，輻射對(duì)酶的影響基本與蛋白質(zhì)的情況相似。 在無氧條件下，干燥的酶經(jīng)輻照后失活，不同種酶之間，一般變化不大；但在水溶液中，經(jīng)輻照酶失活因種類不同而有差別。 酶的輻射敏感性受pH、T、溶液中含O2量、輻照敏感基團(tuán)(如-SH、-S-S) 、抗壞血酸的影響，并且也受共存物質(zhì)的保護(hù)。 在復(fù)雜的食品體

22、系中，由于其他物質(zhì)的存在而使酶得以保護(hù)，欲使酶鈍化需要相當(dāng)大的輻射劑量。（4）碳水化合物 碳水化合物對(duì)放射線是相當(dāng)穩(wěn)定的，只有在大劑量照射下，才能引起氧化和分解。 低分子糖類進(jìn)行輻照時(shí)，不管是固體還是水溶液，隨著輻照劑量的增加，會(huì)出現(xiàn)旋光度降低、褐變、還原性和吸收光譜變化等現(xiàn)象，還會(huì)有H2、CO、CO2、CH4等氣體生成。 多糖類經(jīng)輻照后可降解成葡萄糖、麥芽糖、糊精等，會(huì)發(fā)生熔點(diǎn)降低、粘度降低、旋光度降低、吸收光譜變化、褐變和結(jié)構(gòu)變化等現(xiàn)象。 （5）脂類 有氧存在時(shí)，發(fā)生自動(dòng)氧化，促使了游離基的生成，生成過氧化物、氫過氧化物及抗氧化物質(zhì)，最終生成醛、酮、酯、含氧酸、乙醇、等十多種分解產(chǎn)物。 無

23、氧條件下輻照，發(fā)生非自動(dòng)氧化性分解反應(yīng)，產(chǎn)生H2、CO、 CO2、碳?xì)浠衔?、醛和高分子化合物?輻照會(huì)引起脂類的一些化學(xué)變化，生成醛、酮等難聞氣味（輻射異味），但實(shí)際含脂食品輻照加工中，脂肪受周圍環(huán)境的保護(hù)作用，變化很小。（6）維生素 維生素對(duì)輻照的敏感性在評(píng)價(jià)輻照食品的營養(yǎng)價(jià)值上是一個(gè)很重要的指標(biāo)。 水溶性維生素中，VBl、VC對(duì)輻照最不穩(wěn)定。 脂溶性維生素，對(duì)輻照均很敏感，特別是VE、VK。 食品中的維生素要比單純?nèi)芤褐械木S生素穩(wěn)定性強(qiáng)。 二、食品的輻射生物學(xué)效應(yīng)l 生物學(xué)效應(yīng)指輻射對(duì)生物體如微生物、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響。這種影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。l 輻射保藏就是利用

24、食品的輻射生物學(xué)效應(yīng)，達(dá)到殺蟲、殺菌、防霉、抑制發(fā)芽、調(diào)節(jié)后熟和衰老等目的。 1、微生物 輻射對(duì)微生物的致死作用 直接作用 間接作用 直接作用（靶學(xué)說）-指微生物接受輻射后本身發(fā)生反應(yīng)，可使微生物死亡。 -A. 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，由于DNA分子本身受到損傷而致使細(xì)胞死亡。 -B. 細(xì)胞內(nèi)膜受損，膜由蛋白質(zhì)和磷脂組成，這些分子的斷裂造成 細(xì)胞膜泄漏，酶釋放出來，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。 間接作用（彌散學(xué)說）-當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基，這些游離基就與微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，導(dǎo)致微生物死亡。2、

25、昆蟲 昆蟲的細(xì)胞對(duì)輻射相當(dāng)敏感，特別是幼蟲的細(xì)胞。成蟲的細(xì)胞敏感性較差，但性腺細(xì)胞對(duì)輻射很敏感。 因此，采用較低的劑量就能引起害蟲生理發(fā)生變化，產(chǎn)生不育現(xiàn)象。采用較高的劑量對(duì)各種害蟲及其各個(gè)蟲期的蟲都有很好的致死效果。 不同輻射目的所需輻射劑量不同，可分為： 立即致死劑量 害蟲受到射線照射后立即死亡所需要 的劑量。一般35KGy 。 緩期致死劑量 害蟲受到射線照射后要經(jīng)過一個(gè)星期以 上的潛伏期才能大量死亡所需的劑量。 一般在幾十戈瑞到幾百戈瑞。 不孕劑量 害蟲受到射線照射后，喪失生殖能力， 產(chǎn)生不孕現(xiàn)象所需的劑量 一般在8OGy以下。 3、植物 輻射主要應(yīng)用在植物性食品(主要是水果和蔬菜)抑制

26、塊莖、鱗莖類發(fā)芽，推遲蘑菇破膜開傘，調(diào)節(jié)后熟和衰老上。（ 1）抑制發(fā)芽 蔬菜中的馬鈴薯和洋蔥，主要是通過控制其休眠來進(jìn)行儲(chǔ)藏的。 抑制植物器官發(fā)芽的原因主要是輻射使： a、植物分生組織被破壞； 細(xì)胞中的DNA和RNA受到損傷，植物體生長(zhǎng)點(diǎn)上的細(xì)胞不能發(fā)生分裂，所以馬鈴薯、洋蔥等經(jīng)輻照后不會(huì)發(fā)芽。 b、核酸和核苷酸代謝被破壞； 干擾了ATP的合成，使細(xì)胞的核酸減少，抑制了植物體的發(fā)芽。 c、核蛋白發(fā)生變性； d、植物激素代謝受到干擾。 植物組織處于休眠狀態(tài)時(shí)，其生長(zhǎng)點(diǎn)缺乏植物生長(zhǎng)激素或生長(zhǎng)激素被鈍化，若把經(jīng)過輻射的馬鈴薯放入一種生長(zhǎng)激素赤霉素酸溶液中，馬鈴薯就開始發(fā)芽。（2）調(diào)節(jié)呼吸和后熟 輻射

27、可降低蔬菜的呼吸率，防止老化，抑制后熟。 （如：可防止蘑菇開傘延遲后熟。） 對(duì)于有呼吸躍變的水果，在其呼吸率達(dá)最小值時(shí)，采用輻射處理出現(xiàn)后熟被抑制、呼吸躍變后延、葉綠素分解減慢等現(xiàn)象。主要是輻射能改變體內(nèi)乙烯的生產(chǎn)率從而影響其生理活動(dòng)。(可以用修復(fù)反應(yīng)來解釋) 非躍變型果實(shí)反而會(huì)促進(jìn)成熟 。 （3）輻射與乙烯代謝 不論是躍變型或非躍變型果實(shí)，幅射都會(huì)對(duì)乙烯的產(chǎn)量有瞬時(shí)性的促進(jìn)，從而使呼吸加強(qiáng) ，但這種增長(zhǎng)很短暫，隨即就降低。 輻射劑量較低時(shí)，乙烯的生成量再次上升，達(dá)到頂峰后又下降。（圖） 高劑量輻射后，乙烯不再生成，呼吸也表現(xiàn)出紊亂。 這些表明躍變型果實(shí)經(jīng)適當(dāng)劑量輻照后，會(huì)抑制乙烯的產(chǎn)生，抑制

28、后熟。（4）輻射與果蔬化學(xué)成分變化 水果經(jīng)輻射后 原果膠變成果膠質(zhì)和果膠酸； 果實(shí)組織變軟； 纖維素和淀粉發(fā)生降解； 使果實(shí)色澤、質(zhì)地、風(fēng)味 某些酸遭到破壞； 發(fā)生變化。 果實(shí)色素發(fā)生變化； VC遭到破壞 。 另外，有時(shí)果實(shí)經(jīng)輻射后出現(xiàn) 組織褐變，褐變程度也隨劑量增高而增高。 主要原因是輻射導(dǎo)致細(xì)胞受損，酚類物質(zhì)在氧化酶作用下引起的酶促褐變所致。 第四節(jié)第四節(jié) 輻射在食品保藏中的應(yīng)用輻射在食品保藏中的應(yīng)用一、應(yīng)用于食品上的輻射類型1、按所要達(dá)到的目的分： 輻射阿氏殺菌 也稱商業(yè)殺菌或輻照完全殺菌，所使用的輻射劑量可以使食品中的微生物數(shù)量減少到零或有限個(gè)數(shù)。在這種輻射處理以后，食品可在任何條件下

29、貯藏，但要防止再污染。 劑量范圍為10-5OkGy。 輻射巴氏殺菌 也稱輻照針對(duì)性殺菌，只殺滅無芽孢致病菌(除病毒外)。所使用的輻射劑量，在食品檢測(cè)時(shí)檢不出無芽孢病原菌。劑量范圍為5一lOkGy。 輻射耐貯殺菌 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。 所用劑量在5kGy以下。2、按所采用的劑量分： 高劑量輻射 10-5OkGy 中劑量輻射 1-10kGy 低劑量輻射 1kGy以下 二、劑量的決定因素 劑量的選擇必須考慮處理后食品的安全性和衛(wèi)生性，食品對(duì)感官質(zhì)量耐受性，微生物和酶的耐受性以及輻射費(fèi)用等因素。1、食品的耐輻射性 食品的耐輻射性可根據(jù)質(zhì)量的可接受性

30、來確定輻射劑量的上限。2、微生物的耐輻射性 各種微生物的耐輻射性不同 病毒病毒 通常要求使用高劑量輻照（水溶液狀態(tài)30kGy，干燥狀態(tài)40kGy）才能使其鈍化。 過高的劑量時(shí)對(duì)新鮮食品的質(zhì)量有影響，因此常用加熱與輻照并舉的方法，降低輻照劑量及抑制病毒的活性。 細(xì)菌細(xì)菌 形成芽孢的細(xì)菌耐輻射性（10-50kGy）較無芽孢的細(xì)菌（0.5-10kGy）強(qiáng)。 酵母菌酵母菌 （4.65-20kGy） 霉菌霉菌 （2.0-6kGy） 食品中最能耐受輻射處理的微生物為肉毒梭狀芽孢桿菌， 必須使用足以消滅肉毒梭狀芽孢桿菌的輻射劑量。 照射劑量： = （lg -lg ) 其中： -能減少90%菌群的輻射劑量 （

31、肉毒桿菌 =4kGy） -原發(fā)菌數(shù) -經(jīng) 照射后的存活菌數(shù) iD MD0NNMDN0NMDiD 食品要接受12 的輻射劑量 124=48kGy 另外，微生物的耐輻射性也可用鈍化系數(shù) 來表示 鈍化系數(shù)：指一定劑量照射后，殘存活菌數(shù)減少到1個(gè)時(shí) （即 =1）的原發(fā)菌數(shù)（即此時(shí)的 值）MD0NN0N3、酶的耐輻射性 酶一般比微生物更能耐受輻射。酶活性降低90%所需的輻射劑量稱酶分解單位，用DE表示 。 一般，4DE 可使酶失活。 DE=50kGy， 4DE = 2OOkGy 如此高的劑量會(huì)導(dǎo)致食品成分高度破壞，也會(huì)損壞食品的安全性。 酶對(duì)熱敏感，可采用加熱手段鈍化。4、輻射費(fèi)用三、食品輻射保藏工藝

32、各種工藝條件都會(huì)直接影響保藏效果。1、待輻射食品本身質(zhì)量 食品的輻射保藏是在原有品質(zhì)優(yōu)良的前提下進(jìn)行的，輻射前必須了解原料的基本情況；保藏目的；微生物污染類型及程度。2、輻射食品的包裝 包裝目的 調(diào)節(jié)輻射的氣體氛圍 減少再污染 便于集中堆垛，提高輻照效率 應(yīng)合理地選擇包裝材料和包裝形式。3、輻射時(shí)機(jī) 一般來說，產(chǎn)品收獲或加工后應(yīng)盡快輻照，放置時(shí)間長(zhǎng)，微生物數(shù)量增加，輻射劑量增加，成本提高。 但并非所有產(chǎn)品都如此，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特性和輻照目的選擇適宜的輻照時(shí)期。4、影響食品輻照的因素（1）溫度 接近常溫時(shí)，溫度的高低對(duì)殺菌效果影響不大。 冰點(diǎn)以下，微生物的耐輻射性增加； 但低溫對(duì)保護(hù)食品品質(zhì)十分有利

33、。（2）氧的含量 輻射可使氧電離，生成游離基，導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)輻射敏感性增大，增強(qiáng)了殺菌效果； 但對(duì)食品造成氧化作用。（3）含水量 干燥狀態(tài)下照射，生成的游離基失去水不能移動(dòng)，間接作用降低，細(xì)菌的抗輻射性增加。5、分段間歇輻射 將所確定的殺菌劑量分多次執(zhí)行，只要總輻射劑量與連續(xù)照射相同，不影響殺菌效果。6、輻照時(shí)食品添加劑的應(yīng)用7、輻射傷害和輻射味 水果、蔬菜：超過一定劑量照射，可能產(chǎn)生一定程度傷害 肉類：高劑量照射，產(chǎn)生輻射味。8、合理控制工藝條件9、輻照食品的貯存 貯存溫度越低，保存期越長(zhǎng)。 不同保藏溫度，要求的輻射劑量不同。第五節(jié)第五節(jié) 輻照食品的衛(wèi)生安全性輻照食品的衛(wèi)生安全性l輻射處理作為保藏食品的一種手段，長(zhǎng)期以來爭(zhēng)論不休，關(guān)鍵在于食品輻照后是否安全衛(wèi)生。l考慮的主要問題是:食品有無放射性污染和產(chǎn)生誘感放射性，輻照能否產(chǎn)生有毒、致癌、致畸、致突變的物質(zhì)。1、放射性的污染 食品輻照是外照射，食品同輻射源不接觸，不會(huì)產(chǎn)生污染。2、放射性物質(zhì)的誘發(fā)問題 一種元素若在電離輻射的照射下，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)出來的）誘惑放射性。 誘惑放射性的可