食品輻射保藏(全)

1、食品工藝學(xué)第七章 食品的輻射保藏 第七章 食品的輻射保藏 第一節(jié) 概述 一、食品輻射保藏的定義及其特點(diǎn) 1、定義 l食品輻射保藏是利用原子能射線的輻射能量照射食品或原材料，進(jìn)行殺菌、殺蟲、消毒、防霉等加工處理，抑制根類食物的發(fā)芽和延遲新鮮食物生理過程的成熟發(fā)展，以達(dá)到延長食品保藏期的方法和技術(shù)。這種技術(shù)又稱為食品輻照（Food irradiation）技術(shù)。 l輻照食品經(jīng)輻照技術(shù)處理后的食品。在我國輻照食品衛(wèi)生管理辦法附則中定義：輻照食品是指用鈷60、銫137產(chǎn)生的射線或電子加速器產(chǎn)生的低于10MeV電子束照射加工保藏的食品。1 1、“冷殺菌冷殺菌”；2 2、具有良好的保鮮效果；、具有良好的保

2、鮮效果；3 3、輻照處理食品能耗低；、輻照處理食品能耗低；4 4、對環(huán)境的污染小。、對環(huán)境的污染小。 5 5、具有穿透性強(qiáng)、無殘毒、易控制等、具有穿透性強(qiáng)、無殘毒、易控制等獨(dú)特優(yōu)勢。獨(dú)特優(yōu)勢。 二、食品輻射的特點(diǎn) 二、食品輻照技術(shù)的特點(diǎn)二、食品輻照技術(shù)的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：采用高能和穿透力強(qiáng)的射線，能夠穿透食品的包采用高能和穿透力強(qiáng)的射線，能夠穿透食品的包裝材料和食品深層，具有很強(qiáng)的殺滅害蟲和微生物裝材料和食品深層，具有很強(qiáng)的殺滅害蟲和微生物的效果，對包裝無嚴(yán)格要求。的效果，對包裝無嚴(yán)格要求。產(chǎn)生的熱量極少，是一種產(chǎn)生的熱量極少，是一種“冷處理冷處理”的物理方法，的物理方法，可保持食品原有的

3、色、香、味等特性及食用品質(zhì)?？杀３质称吩械纳?、香、味等特性及食用品質(zhì)。在冷凍狀態(tài)下也能進(jìn)行。在冷凍狀態(tài)下也能進(jìn)行。能耗低。食品冷藏每噸耗能能耗低。食品冷藏每噸耗能90kw/h,90kw/h,熱處理消毒熱處理消毒300kw/h300kw/h，輻照滅菌，輻照滅菌6.3kw/h6.3kw/h。無污染、無殘留，衛(wèi)生安全、運(yùn)行成本低。無污染、無殘留，衛(wèi)生安全、運(yùn)行成本低。放射線輻射均勻、瞬間即逝，而且對其輻照過程放射線輻射均勻、瞬間即逝，而且對其輻照過程和劑量可以進(jìn)行準(zhǔn)確控制。和劑量可以進(jìn)行準(zhǔn)確控制。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二、食品輻照技術(shù)的特點(diǎn)二、食品輻照技術(shù)的特點(diǎn)2 2、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)：經(jīng)輻射處理后，

4、食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來經(jīng)輻射處理后，食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來講雖然是微乎其微的，但敏感性強(qiáng)的食品和經(jīng)高劑講雖然是微乎其微的，但敏感性強(qiáng)的食品和經(jīng)高劑量照射的食品可能會發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變化。量照射的食品可能會發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變化。因此不適用于所有的食品，要有選擇性地應(yīng)用。因此不適用于所有的食品，要有選擇性地應(yīng)用。 能夠致死微生物的劑量對人體來說是相當(dāng)高的，能夠致死微生物的劑量對人體來說是相當(dāng)高的，所以必須非常謹(jǐn)慎，對輻照裝置的運(yùn)行和輻射防護(hù)所以必須非常謹(jǐn)慎，對輻照裝置的運(yùn)行和輻射防護(hù)有嚴(yán)格的要求。有嚴(yán)格的要求。初期建設(shè)投入較高初期建設(shè)投入較高第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié) 輻射的

5、概念和裝置輻射輻射 是一種能量傳輸過程，根據(jù)輻射對物質(zhì)產(chǎn)生的是一種能量傳輸過程，根據(jù)輻射對物質(zhì)產(chǎn)生的不同效應(yīng)，可分為電離輻射和非電離輻射。不同效應(yīng)，可分為電離輻射和非電離輻射。一、基本概念一、基本概念 非電離輻射（低頻輻射線）：非電離輻射（低頻輻射線）： 波長較長、能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)波長較長、能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或振動而產(chǎn)生熱，也可起到加熱殺菌作用。生轉(zhuǎn)動或振動而產(chǎn)生熱，也可起到加熱殺菌作用。 電離輻射（高頻輻射線）：電離輻射（高頻輻射線）： 頻率較高、能量大，如頻率較高、能量大，如x-，-射線，可使物質(zhì)的原子射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺

6、菌作用（冷殺菌）。受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。 2. 3 輻照技術(shù)與食品安全性以輻照加工技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用射線、射線、電子束等電離輻射產(chǎn)生的射線與物質(zhì)作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)和生物效應(yīng)對食品進(jìn)行加工，從而達(dá)到殺蟲、殺菌、提高食品的衛(wèi)生質(zhì)量、保持營養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味、延長貨架期目的，就是食品輻照保藏技術(shù) 經(jīng)輻照處理的食品可以在不破壞原包裝的條件下較長期存放，供人們食用其原因是：由于射線具有穿透力強(qiáng)、殺傷力大的特點(diǎn)，可以把寄生在食品里的病原微生物及昆蟲殺死；如用適當(dāng)?shù)膭┝縼碚丈涫称?，還能抑制食品自身新陳代謝的進(jìn)程，因而可以防止食品的變質(zhì)霉?fàn)€ 在輻照處理的過程中，食品本身的溫度變化不大，而且外形

7、也不會因輻射加工而發(fā)生變化，殺菌的效果比加熱和冷凍要好，因此被稱為冷加工技術(shù)。食品輻照技術(shù)不添加任何化學(xué)物質(zhì)，食品不會被污染，不存在殘留，可極大地提高食品的安全性，而且節(jié)約大量熱能、電能，還可以減少對環(huán)境的污染。2. 4 輻照技術(shù)對食品營養(yǎng)性的影響輻照食品的營養(yǎng)價(jià)值研究結(jié)果表明，輻照食品保持了其宏觀營養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、脂類和糖類）的正常營養(yǎng)值，在輻照食品中可能發(fā)生維生素的損失，然而這種損失很少，而且同用其他食品加工方法處理食品的損失相類似，未見明顯的差異 2.5輻照技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用情況目前，食品輻照技術(shù)在食品貯藏保鮮的應(yīng)用中主要有以下幾個(gè)方面：（1）輻照殺蟲，可以分成：殺滅危害糧食、干燥食

8、品、中草藥等的倉儲害蟲，如玉米象、豆象、螨等等；殺死進(jìn)出口食品和其他產(chǎn)品中的有害昆蟲，如不同類型的果蠅、實(shí)蠅、線蟲等等和未加工食品肉和魚等體內(nèi)的寄生蟲，如囊蟲、絳蟲、旋毛蟲等等。（2）輻照殺菌根據(jù)殺菌的目的分成三類：選擇性殺菌，針對性殺菌和輻射滅菌 擇性殺菌是指通過一定劑量的電離輻射，減少初始細(xì)菌的總量（通常亦稱之為細(xì)菌總數(shù)）以限制腐敗作用。（降低細(xì)菌總數(shù)）通常細(xì)菌總數(shù)增加，食品品質(zhì)就會出現(xiàn)明顯的變化，而防止這種情況的發(fā)生，可通過輻照使食品的細(xì)菌的總體水平降低到一個(gè)限度，延長食品的貨架期。 針對性輻射殺菌是指利用一定劑量的電離輻射殺死食品內(nèi)除病毒以外的各種致病菌，如沙門氏菌、大腸桿菌、志賀氏菌

9、、李斯特菌、副溶血性弧菌等等。（殺死致病菌） 輻射滅菌是指采用較高的輻照劑量，殺滅食品中全部的微生物，達(dá)到細(xì)菌總數(shù)、致病菌為零。這種輻照產(chǎn)品在沒有污染的條件下可以長期保存不會腐敗。（殺死全部微生物）（3）抑制發(fā)芽 利用一定的輻照劑量使一些塊根植物，如大蒜、馬鈴薯、洋蔥等的發(fā)芽生長點(diǎn)在休眠期受到抑制，使這些產(chǎn)品不致因?yàn)榘l(fā)芽而損耗養(yǎng)分。輻照后的大蒜可以保存半年以上。 （4）改良食品品質(zhì)，如酒通過輻照以后可以加速其醇化的過程，改進(jìn)口味，可以使醛類、酯類、乙縮醛等都得到增加，對黃酒進(jìn)行輻照以后，可使酒的香氣濃郁、醇厚、酒體協(xié)調(diào) 2.6國內(nèi)外輻照技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀食品輻照從1943年美國麻省理工學(xué)院B.E.P

10、roctor按照陸軍后勤部的合同，首先用射線對漢堡包進(jìn)行處理開始，至今已經(jīng)有60多年的歷史。已經(jīng)從技術(shù)上取得巨大的進(jìn)展，衛(wèi)生安全上取得了一致的結(jié)果，并得到國際食品法典委員會的認(rèn)可。目前全世界輻射加工業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過數(shù)百億美元并且年增長率在20% 以上。特別是近十幾年來輻射加工的發(fā)展尤為迅速，許多輻照產(chǎn)品已經(jīng)大量投入市場走進(jìn)人們的日常生活。 我國的輻射加工技術(shù)從70年代起步。目前正處在從商業(yè)性開發(fā)生產(chǎn)階段向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的過渡時(shí)期。輻射加工工藝研究已取得了許多重要成果在食品保鮮、輻照化工、醫(yī)療用品消毒、中草藥、中成藥殺蟲滅菌等方面得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，不少品種已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)

11、，截至2007年年底全世界用于輻射加工的大型鈷源輻照裝置（設(shè)計(jì)裝源能力1.851016Bq即50萬居里以上者）已達(dá)250多座，總裝源能力已超過7.41018Bq（2億居里）。我國在運(yùn)行的工業(yè)輻照裝置中，設(shè)計(jì)裝源能力在1.111016Bq（30萬居里）以上的有101座，總裝源能力超過3.71019Bq（1億居里），實(shí)際總裝源量為1.331018Bq（3600萬居里）。l3食品輻射的較其他方法的優(yōu)越性 l非熱作用非熱作用，食品內(nèi)部溫度不會增加或變化很小，故有“冷殺菌”之稱，而且輻照可以在常溫或低溫下進(jìn)行，因此經(jīng)適當(dāng)輻照處理的食品可保持原有的色、香、味和質(zhì)構(gòu)，有利于維持食品的質(zhì)量； l節(jié)能節(jié)能與冷凍

12、保藏等相比，能節(jié)約能源。據(jù)(IAEA）報(bào)告，冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能耗828MJ/t，熱殺菌能耗1080MJ/t，輻照滅菌只需要22.68MJ/t，輻照巴氏滅菌能耗僅為2.74MJ/t。冷藏法保藏馬鈴薯（防止發(fā)芽）300d，能耗l080MJ/t；而馬鈴薯經(jīng)輻照后常溫保存，能耗為67.4MJ/t，僅為冷藏的6。 l無殘留物無殘留物:與化學(xué)保藏法相比，輻照過的食品不會留下任何殘留物，是一個(gè)物理加工過程，而傳統(tǒng)的化學(xué)防腐保藏技術(shù)面臨著殘留物及對環(huán)境的危害問題。 l 穿透力強(qiáng)：輻照技術(shù)的另一個(gè)特點(diǎn)就是射線（如射線）的穿透力強(qiáng)，可以在包裝下及不解凍情況下輻照食品，可殺滅可以在包裝下及不解凍情況

13、下輻照食品，可殺滅深藏在食品內(nèi)部的害蟲、寄生蟲和微生物。深藏在食品內(nèi)部的害蟲、寄生蟲和微生物。正因?yàn)榇?，它被大量?yīng)用于海關(guān)對進(jìn)口物品（食物、衣物等用品）的防疫處理，以確保進(jìn)口物品不攜帶有害生物進(jìn)入國門。還可與冷凍保藏技術(shù)等配合使用，使食品保藏更加完善，這是其他保藏方法所不可比擬的。l4、缺點(diǎn)與局限性n投資投資大, 及專門設(shè)備來產(chǎn)生輻射線（輻射源）， n安全防護(hù)安全防護(hù)并需要提供安全防護(hù)措施，以保證輻射線不泄露；對不同產(chǎn)品及不同輻照目的要選擇控制好合適的輻照劑量，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效益。 n高劑量下的感觀性狀變化 n接受性接受性由于各國的歷史、生活習(xí)慣及法規(guī)差異，目前世界各國允許輻照的

14、食品種類仍差別較大，多數(shù)國家要求輻照食品在標(biāo)簽上要加以特別標(biāo)注。二、輻照保藏的進(jìn)展 l食品輻照歷史 l相關(guān)國際組織 l受研究的食品種類 l涉及的研究范圍 l我國的發(fā)展情形 l食品輻照歷史 n1895倫琴發(fā)現(xiàn)X射線 n1896，mink發(fā)現(xiàn) X射線可殺菌。以后研究多，應(yīng)用少。 n二戰(zhàn)時(shí)：美MIT的羅克多用來處理漢堡包應(yīng)用開始 n50年代起，美國、加拿大、前蘇聯(lián)、歐、日等 30多國家 n60年代 第三世界 共20多國家l受研究的食品種類 糧食及制品，水果，蔬菜，肉類及制品，禽類，水產(chǎn)品， 香料，飼料等 l涉及的研究范圍 輻照機(jī)理，滅菌原理，輻照機(jī)理，滅菌原理， 輻照食品工藝，輻射食品化學(xué)，輻照食品

15、工藝，輻射食品化學(xué)， 營養(yǎng)，微生物學(xué)，毒理學(xué)，劑量學(xué)等。營養(yǎng)，微生物學(xué)，毒理學(xué)，劑量學(xué)等。 （有人認(rèn)為，這方面投入的財(cái)力，物力，人力，范圍之廣是前所未有的。因?yàn)橛小拜椛洹眱勺郑?第二節(jié) 輻照的基本概念 一、放射性同位素與輻射 二、輻照量單位與劑量測量 三、輻射源與食品輻照裝置 一、放射性同位素與輻射 l同位素 電子殼中子（不同） 質(zhì)子（同）l不穩(wěn)定(放射性)同位素 n質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)差異較大 n其原子核是不穩(wěn)定的 n它們按照一定的規(guī)律（指數(shù)規(guī)律）衰變 n自然界存在天然的不穩(wěn)定同位素（如鈾等） n也可利用原子反應(yīng)堆或粒子加速器人工制造（如鈷60等）l輻射 n放射性同位素衰變產(chǎn)生各種輻射線過程 n加

16、速器產(chǎn)生高能射線的過程輻射源: 放射性同位素(如鈷60,銫137)、電子加速器。 主要射線: 射線 射線 射線 X射線 l射線 n也稱粒子,是從原子核中射出帶正電的高速粒子流（帶正電荷原子核） n射線的動能可達(dá)幾兆電子伏特以上。 n但由于粒子質(zhì)量比電子大得多，通過物質(zhì)時(shí)極容易使其中原子電離而損失能量，所以它穿透物質(zhì)的能力很小，易為薄層物質(zhì)（如一片紙）所阻擋；射線 n本質(zhì)是高速電子流 n能量可達(dá)幾兆電子伏特(MVe)以上。 n穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比射線強(qiáng)得多. n可由放射性同位素產(chǎn)生 n也可由電子加速器產(chǎn)生 n n n l射線 n是波長非常短（波長0.0011.000nm）的電磁波束（或稱光子流），

17、n由原子核從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí)放射出。 n能量可高達(dá)幾十萬電子伏特以上， n穿透物質(zhì)的能力很強(qiáng) n但其電離能力較、射線小。l放射性同位素的衰變 n是放射性同位數(shù)放出射線的過程 n是放射性同位數(shù)強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)醯倪^程 n過程與外界的溫度、壓力等因素?zé)o關(guān)，取決于原子核性質(zhì) n按負(fù)指數(shù)規(guī)律衰變 n n n n半衰期 t時(shí)刻的強(qiáng)度t0時(shí)刻的強(qiáng)度衰變常數(shù)時(shí)間（年）l半衰期 n放射性強(qiáng)度減少到原來一半（即I0.5I0），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 n n n n鈷-60的半衰期=5.27年，鈀137的半衰期=30.1年 l放射性同位素的放射性強(qiáng)度 n是表示元素放射性強(qiáng)弱的物理量，

18、通常以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)來表示。 n單位： u 貝克Bq ，每秒中有一個(gè)原子核衰變?yōu)?貝克。 u 居里Ci，1Ci=3.71010Bqu、等射線輻射的結(jié)果能使被輻射（輻照）物質(zhì)產(chǎn)生電離作用，因此常稱為電離輻射。 二、輻照量單位與劑量測量 （一）放射性強(qiáng)度 （二）照射量 （三）吸收劑量 （一）放射性強(qiáng)度 放射性強(qiáng)度，也稱放射性活度，是度量放射性強(qiáng)弱的物理量。單位 居里（Ci）放射性同位素每秒有3.71010次核衰變，則它的放射性強(qiáng)度為1Ci。 貝可（Bq)法定的放射性強(qiáng)度單位，1Bq表示放射性同位素1s有1個(gè)原子核衰變 Ci 與Bq關(guān)系 1Ci=3.71010Bq 1Bq=2.703 1

19、0-11Ci （二）照射量 照射量（exposure）是用來度量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）， 兩者關(guān)系 1R2.5810-4C/kg。l倫琴（Roentgen，簡寫R） 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（1.013105Pa，0），1cm3的干燥空氣（0.001293g）在X射線下或射線照射下，生成正負(fù)離子電荷分別為1靜電單位（e.s.u）時(shí)的照射量即為1R。 一個(gè)單一電荷離子的電量為4.8010-10e.s.u，所以1R能使1cm3的空氣產(chǎn)生2.08109離子對。 （三）吸收劑量 1吸收劑量單位 2吸收劑量測量 1吸收劑量單位 l在輻射源的輻射場

20、內(nèi)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， l單位 n（舊）拉德（rad）：1g任何物質(zhì)若吸收射線的能量為100爾格 （erg）或6.241013eV，則吸收劑量為l rad， n（法定）戈瑞（Gray，簡稱Gy）1Gy=1J/kg l戈瑞與拉德的關(guān)系：1Gy=100rad l劑量率單位質(zhì)量被照射物質(zhì)單位時(shí)間內(nèi)吸收的能量（Gy/s）。 l 2吸收劑量測量 l測量原理：將劑量計(jì)暴露于輻射線之下進(jìn)行測量，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。 l常用劑量測量體系： 量熱計(jì) 液體或固體化學(xué)劑量計(jì) 目視劑量標(biāo)簽 l各種劑量計(jì)的特性見表72。

21、l測量體系 l劑量測量體系 n保證食品輻照過程獲得均勻的定量的輻照劑量（吸收劑量），便于對食品輻照裝置系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的劑量監(jiān)測，確保全國吸收劑量量值準(zhǔn)確一致，需要不同層次的劑量測量體系。 （1）國家基準(zhǔn) （2）國家傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量測量體系 （3）常規(guī)劑量計(jì) （1）國家基準(zhǔn) l主要用于校準(zhǔn)的吸收劑量測量的國家基準(zhǔn)采用Fricke（即硫酸亞鐵）劑量計(jì)。目前直接檢測水中電離輻射吸收劑量單位（Gy）最有效的絕對測量方法。原聯(lián)邦德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）、美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）等亦用它作為國家基準(zhǔn)。 l原理：輻射電離作用硫酸亞鐵溶液的亞鐵離子（Fe2-）被氧化為高鐵離子（Fe3-）引起溶液（在30

22、5nm附近）吸光度增加。比較溶液吸光度變化，可計(jì)算出劑量計(jì)中吸收的劑量。 l我國已有0.010.40kGy范圍的系列基準(zhǔn)劑量計(jì)。（2）國家傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量測量體系 l是指能在國家計(jì)量實(shí)驗(yàn)室和用戶之間可靠地傳遞吸收劑量量值，便于郵寄比對，校準(zhǔn)常規(guī)劑量計(jì)和刻度輻射場，并易于被國家基準(zhǔn)校準(zhǔn)的測量體系。 l該體系有明確的輻射反應(yīng)機(jī)制，穩(wěn)定性能良好，有較高的復(fù)現(xiàn)性和準(zhǔn)確度，劑量范圍寬；其響應(yīng)與能量、劑量率和環(huán)境條件無關(guān)；其輻照能量吸收特性與水等效，系統(tǒng)不確定度可以修正。 l常用的有：丙氨酸ESR劑量計(jì)（屬自由基型固體劑量計(jì)），硫酸鈰一亞鈰劑量計(jì)，重鉻酸鉀（銀）一高氯酸劑量計(jì)，重鉻酸銀劑量計(jì)等。（3）常規(guī)劑量

23、計(jì) l這類劑量計(jì)屬相對測量劑量計(jì)，必須經(jīng)國家基準(zhǔn)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，主要用于食品輻照處理現(xiàn)場輻照物品的日常劑量監(jiān)測。 l主要是一些無色與染色塑料薄膜，利用其輻照后變色（著色劑）的性能測定劑量，如無色透明或紅色有機(jī)玻璃片（聚甲基丙烯酸甲酯）、三醋酸纖維素以及基質(zhì)為尼龍或PVC的含有隱色染料的輻照顯色薄膜等。 l此外，也有人試用生物劑量測定法，根據(jù)細(xì)菌等培養(yǎng)物的輻照損傷（殺菌效果）求出吸收劑量。三、輻射源與食品輻照裝置 （一）輻射源 （二）防護(hù)設(shè)備 （三）輸送與安全系統(tǒng) 食品的輻照裝置包括輻射源、防護(hù)設(shè)備、輸送系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)。（一）輻射源放射性同位素輻射源 電子加速器 食品輻照

24、處理的核心部分 人工放射性同位素和電子加速器。 可用于輻照的射線 來自60Co 或137Cs的射線， X射線（能級5MeV） 加速電子（能級10MeV）。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。 （l）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。 鈷源裝置 （2）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)

25、用高，因此應(yīng)用遠(yuǎn)不如60Co的輻射源廣泛。60Co輻射源的人工制備方法 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： l137Cs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 l電子加速器 l電子射線 lX射線 電子加速器l電子加速器（簡稱

26、加速器）是用電磁場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。 l加速器的類型和加速原理有多種。 l電子加速器可以作為電子射線和X射線的兩用輻射源。 l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。 l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。l用于食品輻照處理的加速器 主要有 靜電加速器（范德格拉夫電子加速器）、 高頻高壓加速器（地那米加速器）、 絕緣磁芯變壓器、 微波電子直線加速器、 高壓倍加器、 1.脈沖電子加速器等。電子射線 l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)。 l電子加速器產(chǎn)

27、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。 l加速器可在任何需要的時(shí)候啟動與停機(jī)，停機(jī)后即不再產(chǎn)生輻射，又無放射性沾污，便于檢修，但加速器裝置造價(jià)高。 l電子加速器的電子密度大，（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。lX射線 n 快速電子在原子核的庫侖場中減速時(shí)會產(chǎn)生連續(xù)能譜的X射線 n加速器產(chǎn)生的高能電子打擊在重金屬靶子上同樣會產(chǎn)生能量從零到入射電子能量的X射線(食品輻射應(yīng)用多指這種形式的X射線） n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

28、有效地利用或屏蔽X射線時(shí)必須注意這一特點(diǎn)。 nX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。 n趨勢：鈷源的價(jià)格，技術(shù)的發(fā)展，有可以得到啟用（二）防護(hù)設(shè)備 l輻射裝置對人體的危害途徑 l電離輻射對人體的作用 l輻射源的防護(hù)措施 l輻照室 l輻射裝置對人體的危害途徑 n輻射對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，輻照對人體的危害主要是外輻射造成的。

29、（二）安全防護(hù)裝置（二）安全防護(hù)裝置電離輻射作用于人體可造成各種組織和器官的損電離輻射作用于人體可造成各種組織和器官的損傷?？煞譃閮煞N途徑：傷?？煞譃閮煞N途徑：三、食品輻射的裝置三、食品輻射的裝置第二節(jié)第二節(jié) 輻射的概念和裝置輻射的概念和裝置一種是一種是外照射外照射，即輻射源在人體外部照射；，即輻射源在人體外部照射；一種是一種是內(nèi)照射內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射。膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射。 食品輻照對人體的危害主要是食品輻照對人體的危害主要是外輻射外輻射造成的。其造成的。其防護(hù)措施主要有：防護(hù)措施主要有：時(shí)間

30、防護(hù)、距離防護(hù)時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和和屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)。 屏蔽屏蔽射線一般選用密度大的材料。射線一般選用密度大的材料。l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，必須對輻射源和射線進(jìn)行嚴(yán)格的屏蔽，如圖7-2的各種安全結(jié)構(gòu)。 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、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

31、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。l輻照室 n是照射樣品的場所，其防護(hù)墻的幾何形狀和尺寸的設(shè)計(jì)，不僅要滿足食品輻照條件的要求，還要有利于射線的散射，使鐵門外的劑量達(dá)到自然本底。 n輻照室空氣氧經(jīng)60Co射線照射后會產(chǎn)生臭氧（O3），臭氧生成的濃度大小與使用的輻射源強(qiáng)度成正比例關(guān)系，為防止其對照射樣品質(zhì)量的影響及保護(hù)工作人員健康，在輻照室內(nèi)需有送排（通風(fēng)）設(shè)備。 n （三）輸送與安全系統(tǒng) 工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴(yán)格的安全防護(hù)設(shè)施和自動輸送、排風(fēng)系統(tǒng)。 食品輻照采用的設(shè)備應(yīng)有權(quán)威管理部門審批，符合安全、衛(wèi)生、有效的要求，符合國際操

32、作規(guī)范（CAC/RCP19 一106rev.l一1983）。 所有的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、自動控制、報(bào)警與安全系統(tǒng)必須組合得極其嚴(yán)密聯(lián)動系統(tǒng)。只有在完成這些安全操作手續(xù)，確保輻照室不再有任何射線時(shí)，工作人員才能進(jìn)人輻照室。第三節(jié) 食品輻照保藏原理一、食品輻照的物理學(xué)效應(yīng) 二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng) 三、食品輻照的生物學(xué)效應(yīng) 輻照保藏食品的原理與射線照射時(shí)引起的輻照效應(yīng)有關(guān),輻照效應(yīng):食品及食品中的微生物、昆蟲等輻照時(shí)發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，主要有物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。一、食品輻照的物理學(xué)效應(yīng)(自學(xué))（一）原子能射線與物質(zhì)的作用 （二）電子射線的作用 （一）原子能射線與物質(zhì)的作用原子能射線（射線）

33、都是高能電磁輻射線“光子”，與被照射物原子相遇，會產(chǎn)生不同的效應(yīng)。 l電離作用 l康普頓散射 l湮沒輻射(電子對效應(yīng)) l感生放射 l電離作用 光子與被照射物質(zhì)原子中的電子相遇，把全部能量交給電子（光子被吸收），使電子脫離原子成為光電子（e）。l康普頓散射 如射線的光子與被照射物的電子發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)光子的能量略大于電子在原子中的結(jié)合時(shí)，光子把部分能量傳遞給電子，自身的運(yùn)動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，朝著另一方向散射，獲得能量的電子（也稱次電子，康普頓電子），從原子中逸出，上述過程稱康普頓散射(Compton scattering) l湮沒輻射 n光子能量較高(1.02MeV)時(shí)，光子在原子核庫侖場的作用下

34、會產(chǎn)生電子和正電子對（正電子和一個(gè)電子結(jié)合）而消失，產(chǎn)生湮沒輻射。 n湮沒輻射發(fā)出兩個(gè)光子，每個(gè)光子能量為0.5lMeV。 n光子的能量越大，電子對的形成越顯著。l感生放射 n射線能量大于某一閾值，射線對某些原子核作用會射出中子或其他粒子，因而使被照射物產(chǎn)生了放射性被照射物產(chǎn)生了放射性（radioactivity），稱為感生放射性。 n能否產(chǎn)生感生放射性，取決于射線的能量和被輻照射物質(zhì)的性質(zhì)，如 10.5MeV的射線對14N照射可使其射出中子，并產(chǎn)生N的放射性同位素； 18.8MeV的射線對12C照射，可誘發(fā)產(chǎn)生放射線； 15.5MeV 的射線對16O照射，下可產(chǎn)生放射線。 n因此，為了引起感

35、生放射作用。食品輻照源的能量水平一般不得超過10MeV。（二）電子射線的作用 l庫侖散射 l電子激發(fā)與電離 l軔致輻射 l電子射線最終去向 l l庫侖散射 n當(dāng)輻射源射出的電子射線（高速電子流）通過被照射物時(shí)，受到原子核庫侖場的作用，會發(fā)生沒有能量損失的偏轉(zhuǎn)，稱庫侖散射。 n庫侖散射可以多次發(fā)生，甚至經(jīng)過多次散射后，帶電粒子會折返回去，發(fā)生所謂的“反向散射”。l電子激發(fā)與電離 n能量不高的電子電子射線能把自己的能量傳遞給被照射物質(zhì)原子中把自己的能量傳遞給被照射物質(zhì)原子中的電子并使之受到激發(fā)的電子并使之受到激發(fā)。 n若受到激發(fā)的電子已達(dá)到連續(xù)能級區(qū)域，它們就會跑出原子，跑出原子，使原子發(fā)生電離使

36、原子發(fā)生電離。 n電子射線能量越高，在其電子徑跡上電離損耗能量比率（物理學(xué)稱線性能量傳遞）越低：電子射線能越低，在其電子徑跡上電離損耗能量比率反而越高。l軔致輻射 n電子射線在原子核庫侖場作用下，本身速度減慢的同時(shí)放射出光子，這種輻射稱軔致輻射。 n軔致輻射放出的光子，能量分布的范圍較寬，能量很大的相當(dāng)于射線的光子，能量較大的就相當(dāng)于X射線光子，這些光子對被照射物的作用如同射線與X射線。 n若放射出的光子在可見光或紫外光范圍，就稱之為契連科夫（Cerenkov）效應(yīng)。該效應(yīng)放出的可見光或紫外線，對被照射物的作用就如同日?？梢姽饣蜃贤饩€。l電子射線最終去向 電子射線經(jīng)散射、電離、軔致輻射等作用后

37、， 消耗了大部分能量，速度大為減慢， 有的被所經(jīng)過的原子俘獲，使原子或原子所在的分子變成負(fù)離子； 有的與陽離子相遇，發(fā)生陰、陽離子湮滅，放出兩個(gè)光子，其光子對被照射物的作用與上述的光子一樣。二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng) (自學(xué))l一般情形 l化學(xué)效應(yīng)強(qiáng)弱的表示 l水在化學(xué)效應(yīng)中作用 l水的輻射化學(xué) l水輻射產(chǎn)物的間接作用 l對于含水量很小的食品，有機(jī)分子的輻照直接作用是化學(xué)變化的主要原因。 l l l一般情形 n輻照的化學(xué)效應(yīng)是指被輻照物質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化。 n初級輻射與次級輻射化學(xué)變化：u初級輻射是使被照射物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，激發(fā)態(tài)分子可進(jìn)行單分子分解產(chǎn)生新的分子產(chǎn)物或自由

38、基，而轉(zhuǎn)化成較低的激發(fā)狀態(tài)。u次級輻射是初級輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。l化學(xué)效應(yīng)強(qiáng)弱的表示 n常用G值表示。G是指被照射物質(zhì)中每吸收l00eV能量所產(chǎn)生化學(xué)變化的分子數(shù)量或分解和形成的物質(zhì)（分子、原子、離子和原子團(tuán)等）的數(shù)量。 p如麥芽糖溶液經(jīng)過輻照發(fā)生降解的G值為4.0，則表示麥芽糖溶液每吸收100eV的輻射能，就有4個(gè)麥芽糖分子發(fā)生降解。 n不同物質(zhì)的G值可能相差很大。G值大，輻照引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈； nG值相同者，吸收劑量大者引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈。l水在化學(xué)效應(yīng)中作用 n食品及其他生物有機(jī)體的主要化學(xué)組成是水、蛋白質(zhì)、糖類、脂類及維生素等。 n水分子對輻射很敏感，

39、對于一般食品或新鮮食物水分子首先被激活，然后由活化了的水分子與食品中其他成分發(fā)生反應(yīng)。 n食品(微生物、昆蟲等生物體)多含豐富水分，由和X射線產(chǎn)生的快電子能夠沿著它們的徑跡無區(qū)別地激發(fā)和電離所遇的分子(水分子為最)。l水的輻射化學(xué) 水受輻射后可產(chǎn)生的總效應(yīng)： l水輻射產(chǎn)物的間接作用 n水輻射效應(yīng)的重要性在于：電離形成的中間產(chǎn)物 （如：高度活性的e-水化、OH 、和H 等），會導(dǎo)致食品和其他生物物質(zhì)發(fā)生變化（水的間接作用（水的間接作用）。對稀水溶液間接作用可能是化學(xué)變化的唯一重要原因，甚至在水含量低的體系中，間接作用仍然是主要的影響因素。 n氫原子 n水化電子（e-水化） n羥基自由基(OH -

40、） n n氫原子 u在水的輻照中，即使氫原子數(shù)目低但也可以由某些有機(jī)化合物的直接激發(fā)或電離產(chǎn)生。 u在水溶液中，氫原子的反應(yīng)介于羥基自由基和水化電子的反應(yīng)之間，其加成到芳香族化合物或烯屬化合物的速度常數(shù)為羥基自由基的幾分之一，也可以從醇、糖等脂肪族化合物的碳一氫鍵中抽除氫原子； u它們在與硫代化合物的每一次碰撞中抽去氫原子，但氫原子也可以迅速地加到二硫化物上，分裂-S -S 鍵為-S. 和 HS-；與蛋白質(zhì)的反應(yīng)主要可能是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。n水化電子（e-水化） u由相關(guān)電子產(chǎn)生，它比HO具有更多的選擇性。 u它可非?？斓丶映杉映傻胶臀豢哲壍赖幕衔锷?，如大部分芳香族化合物、梭酸、醛

41、、酮、硫代化合物以及二硫化物。 u與蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)可加成到組氨酸、半胱氨酸和胱氨酸殘留物上，也可加成到其他氨基酸上，其反應(yīng)最初產(chǎn)物是簡單電子加合物。 u由于大多數(shù)化合物含有成對電子，這種電子加合物通常是一種自由基。 ue-水化與HO不同，它們不一定與體系中的主要組分起反應(yīng)，但可以和少組分（如維生素、色素等）發(fā)生反應(yīng)。 u和脂肪醇或糖類反應(yīng)不顯著。n羥基自由基(OH ） u加到芳香族化合物和烯烴化合物上； u從醇類、糖類、梭酸類、酯類、醛類、酮類、氨基酸類脂肪族化合物的 C-H 鍵上抽除H（其速度略小于加成反應(yīng)）； u從 硫化化合物的 S-H 鍵上抽除H（速度常數(shù)高）。 u與既含有芳香族也含脂肪族

42、部分（如蛋白質(zhì)或核酸分子）作用時(shí)，部分起加成反應(yīng)，別一些則起消除反應(yīng)，不論是哪一種情況，反應(yīng)產(chǎn)物都是一種“有機(jī)”自由基。 2 2、蛋白質(zhì)和酶、蛋白質(zhì)和酶 結(jié)構(gòu)破壞結(jié)構(gòu)破壞蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 輻射交聯(lián)輻射交聯(lián) 輻射降解輻射降解 蛋白質(zhì)輻照時(shí)交聯(lián)與降解同時(shí)發(fā)生，而蛋白質(zhì)輻照時(shí)交聯(lián)與降解同時(shí)發(fā)生，而往往是交聯(lián)大于降解，所以降解常被掩往往是交聯(lián)大于降解，所以降解常被掩蓋而不易覺察。蓋而不易覺察。 三、食品輻照的生物學(xué)效應(yīng) （一）微生物 （二）酶 （三）蟲類 （四）果蔬 l與體內(nèi)的化學(xué)變化有關(guān) l直接和間接作用。含水時(shí)以間接效應(yīng)為主導(dǎo)。干燥和冷凍組織中少有間接效應(yīng)。 l見不同生產(chǎn)效應(yīng)-劑量關(guān)系（表 7 -4）

43、 l高活性代謝狀態(tài)生物細(xì)胞的敏感性比在休眠期大得多。 l照射所造成的損傷與生物體生長階段有關(guān)。 l微生物致死解釋：新陳代謝紊亂，細(xì)胞核活動紊亂，核蛋白形成推遲-阻礙細(xì)胞核增殖。細(xì)胞受輻照后過一段時(shí)間才死亡。 l 大小低低高高（一）微生物 輻射殺菌主要目的是降低或殺滅食品中的腐敗微生物及致病微生物 影響輻射對微生物作用的因素 電離輻射殺菌所需劑量 細(xì)菌 酵母與霉菌 病毒 l影響輻射對微生物作用的因素 電離輻射對微生物的作用受下列因素的影響： n 輻照量 n 種類及狀態(tài) n 菌株濃度（含菌量） n 環(huán)境（介質(zhì)化學(xué)成分和物理狀態(tài)） n 輻照后的貯藏條件等。 電離輻射殺菌所需劑量 電離輻射殺滅微生物一

44、般以殺滅90微生物所需的劑量（Gy）來表示，即殘存微生物數(shù)下降到原菌數(shù)10時(shí)所需用的Gy劑量，并用D10值來表示。當(dāng)知道D10值時(shí)，就可以按下式確定輻照滅菌的劑量（D值）。 l細(xì)菌 n細(xì)菌對輻照敏感性因種類不同而異。劑量越高，殺滅率越高。 n常見幾種病原微生物的D10值見表7-5。 n沙門氏菌 n肉毒芽孢桿菌 n常污染魚貝類的假單胞菌（是一種低溫菌），其對輻射線抵抗力也較弱，低劑量輻照即可保持產(chǎn)品的鮮度。n沙門氏菌 是非芽孢菌中最耐輻照的致病微生物，平均D10值0.6kGy。對禽肉輻照1.53.0kGy ，可殺滅99.9到99.999微生物。除了肉毒芽孢桿菌，在這個(gè)劑量下，其他致病菌都可獲得控

45、制。 沙門氏菌是常見污染食品的致病菌。工業(yè)中常用熱處理殺滅該菌，但熱處理會使食品的形狀和組織發(fā)生變化。例如對鮮蛋的殺菌，熱處理就受到限制，用4.55.0kGy劑量輻照凍蛋，可殺滅污染的沙門氏菌，又可使其風(fēng)味和制成的蛋制品不發(fā)生改變。n肉毒芽孢桿菌 肉毒芽孢桿菌中能引起食物中毒且耐熱性特強(qiáng)的A型和B型，其抗輻射性也強(qiáng)，其D10值在1.93.7kGy。 肉毒芽抱桿菌的D10值可因菌型和菌株而異且與被輻照時(shí)介質(zhì)的狀態(tài)關(guān)系很大。 按照微生物學(xué)安全性要求，經(jīng)輻照后殘存菌數(shù)減少1012數(shù)量級（即l2D10），可以計(jì)算出殺菌所需的最小輻照劑量（MRD）， MRD值的大小主要決定于輻照對象微生物種類、被輻照的

46、食品種類和輻照時(shí)的溫度等。通常條件下，帶芽孢菌體比無芽孢者對輻照有較強(qiáng)的抵抗力。l酵母與霉菌 酵母與霉菌對輻照的敏感性與非芽孢細(xì)菌相當(dāng)。種類不同，其輻照敏感性也有差異。 殺滅引起水果腐敗和軟化的霉菌所需的劑量常高于水果的耐輻照量，對酵母也有類似狀況，通過熱處理或其他方法再結(jié)合低劑量輻照可克服上述缺陷。 l病毒 n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， n過高的劑量時(shí)對新鮮食品的質(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。（二）酶 l多數(shù)食品酶非常耐輻射（其D10達(dá)50kGy）這給食品的輻照滅酶保藏帶來一定的限制。 l酶的耐輻

47、射性可用于酶制劑輻射殺菌消毒，則具有比熱處理方法優(yōu)越的特點(diǎn)。（三）蟲類 1.昆蟲 2寄生蟲 ： 豬旋毛蟲（trichinosis）不育 0.12kGy， 抑制生長 0.20.3kGy， 致死 7.5kGy； 牛肉滌蟲（beeftapeworm）致死 35kGy。 1.昆蟲 l的輻射效應(yīng)與其細(xì)胞構(gòu)成密切相關(guān)。成蟲的性腺細(xì)胞對射線相當(dāng)敏感，低劑量就可起絕育或遺傳紊亂等效果，稍高劑量就可將昆蟲殺死。 l損傷作用表現(xiàn)形式：致死、“擊倒”（貌似死亡，隨后恢復(fù)）、縮短壽命、推遲換羽、不育、減少卵的孵化、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食量和抑制呼吸。這些作用都在一定的劑量水平發(fā)生，而在某些劑量（低劑量）下，甚至可能出現(xiàn)相

48、反的效應(yīng)，如延長壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。 l不同生長階段昆蟲的輻射效應(yīng) l輻射滅昆蟲的一些處理效果 l不同生長階段昆蟲的輻射效應(yīng) 卵和幼蟲：0.130.25kGy 阻止其發(fā)育到成蟲階段； 0.41.0kGy 阻止發(fā)育到下一階段。 成蟲甲蟲：0.130.25kGy 不育， 蛾 ：0.451.00kGy 不育 蛹 ：0.250.45kGy 不育。l輻射滅昆蟲的一些處理效果 n35kGy防止食品中昆蟲的傳播，立即將其殺死 n1kGy足以使昆蟲在數(shù)日內(nèi)死亡； n0.25kGy可使昆蟲在數(shù)周內(nèi)死亡，并使存活昆蟲不育。 n一次給予足夠的劑量比分次逐步增加的殺滅效果好。 n對某些昆蟲輻照前升

49、高溫度，可增加它們對輻照的敏感性； n降低大氣氧壓，將會增加昆蟲的耐輻照性。（四）果蔬 l輻照處理呼吸高峰前的果實(shí)，可干擾其乙烯的合成，抑制其高峰的出現(xiàn)，延長果實(shí)的貯存期。 l輻照水果可產(chǎn)生的化學(xué)成分變化：如VC破壞；原果膠變成果膠質(zhì)和果膠酸鹽；纖維素及淀粉的降解；某些酸的破壞及色素的變化等。 l輻照對新鮮蔬菜作用效果：與種類和劑量有關(guān)?？梢愿淖兪卟说暮粑?，防止老化，改變化學(xué)成分。如輻照馬鈴薯，在輻照后的短期內(nèi)能快速且大量地增加其攝氧率，但隨后又下降。若采用極低或很高的劑量并不產(chǎn)生這種效應(yīng)。 l馬鈴薯、洋蔥等經(jīng)輻照后可抑制發(fā)芽，輻照使組織內(nèi)脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）受到損傷，

50、干擾了ATP的合成，植物體生長點(diǎn)上的細(xì)胞不能發(fā)生分裂，而抑制了植物體發(fā)芽。 l輻照蘑菇可防止開傘，延長保鮮期。干擾乙烯合成，抑制高峰期的出現(xiàn)；改變果蔬的呼吸率，防止老化；使水果中的化學(xué)成分發(fā)生變化；抑制發(fā)芽：輻射破壞分生組織，核酸和植物激素的代謝受到干擾，核蛋白發(fā)生變性等因素。（三）電離輻射對植物的作用（三）電離輻射對植物的作用第四節(jié) 輻照對食品質(zhì)量的影響一、蛋白質(zhì) 二、糖類 三、脂類 四、維生素 食品三大營養(yǎng)素及維生素的輻照效應(yīng)是人們最為關(guān)心的內(nèi)容一、蛋白質(zhì) l變性變性：射線會使某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵和醚鍵等斷裂，從而使蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和二級結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 l一級結(jié)構(gòu)

51、一級結(jié)構(gòu)：輻照也會促使蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，除了-SH氧化外，還會發(fā)生脫（-）氨基作用、脫（- ）羧作用和氧化作用。 l交聯(lián)交聯(lián)：蛋白質(zhì)水溶液經(jīng)射線照射會發(fā)生交聯(lián)，由巰基氧化生成分子內(nèi)或分子間的二硫鍵，也可以由酪氨酸和苯丙氨酸的苯環(huán)偶合而發(fā)生。交聯(lián)導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生凝聚作用，甚至出現(xiàn)一些不溶解的聚集體。 降解降解：用 X 射線照射血纖蛋白會引起部分裂解，產(chǎn)生較小的碎片。卵清蛋白在等電點(diǎn)照射也發(fā)現(xiàn)黏度減?。òl(fā)生了降解）。 降解與交聯(lián)同時(shí)發(fā)生降解與交聯(lián)同時(shí)發(fā)生，往往交聯(lián)大于降解，所以降解常被掩蓋而不易察覺。 含蛋白質(zhì)食品輻照變化的復(fù)雜性含蛋白質(zhì)食品輻照變化的復(fù)雜性：因?yàn)楹芸赡苓@種食品的全部成分都吸

52、收電離輻射線而發(fā)生化學(xué)變化，再對蛋白質(zhì)作用，同時(shí)全部成分的輻射產(chǎn)物之間也可能發(fā)生相互作用。 高劑量輻照含蛋白質(zhì)食品高劑量輻照含蛋白質(zhì)食品，如肉類及禽類、乳類，常會產(chǎn)生變味（輻照味），已鑒定出各種揮發(fā)性輻解產(chǎn)物，大部分是通過間接作用產(chǎn)生的，在低于凍結(jié)點(diǎn)的溫度下進(jìn)行輻照可減少輻照味的形成。二、糖類 l低分子糖類 l水對低分子糖輻解作用的影響 l商業(yè)輻照劑量下，輻照對糖類熔點(diǎn)、折射率、旋光度和顏色等物理特性影響微小。 l多糖 l l小分子糖類 降解形成輻解產(chǎn)物降解形成輻解產(chǎn)物：低聚糖或單糖的降解產(chǎn)物有羥基化合物、酸類、過氧化氫，降解作用還會產(chǎn)生氣體，如氫氣、二氧化碳及痕量甲烷、一氧化碳和水等。 降解

53、所形成的新物質(zhì)降解所形成的新物質(zhì)會改變糖類的某些性質(zhì)，如輻照能使葡萄糖和果糖的還原能力下降，但提高了蔗糖、山梨糖醇和甲基-吡喃葡萄糖的還原能力。這些變化是輻照劑量的函數(shù)。50kGy對糖還原能力影響與熱處理相當(dāng)對糖還原能力影響與熱處理相當(dāng)。 10kGy輻照100g葡萄糖-水合物釋放出0.8mg的H2和2.6mg的CO2，但輻照果糖和蔗糖時(shí)，則沒有CO2產(chǎn)生。 固態(tài)糖類固態(tài)糖類：相同條件下發(fā)生降解的程度低于糖溶液。固態(tài)糖類輻照降解作用的G值（6-60）比輻照糖溶液時(shí)的G值（ 5）要大得多，因此固態(tài)糖降解的百分?jǐn)?shù)會更小。常見的降解產(chǎn)物是甲醛，輻照葡萄糖還會有葡萄糖酸、葡糖醛酸與脫氧葡萄糖酸等產(chǎn)物檢出

54、。5kGy劑量下輻照降解產(chǎn)物濃度10mg/g。n從表7-6可看出，50kGy的輻照劑量產(chǎn)生的還原力變化類似100加熱10h的變化。 n n l水對低分子糖的輻解作用的影響 n輻照固態(tài)糖時(shí)，水有保護(hù)作用，這可能是由于通過氫鍵的能量轉(zhuǎn)移，或者由于水和被輻照糖的自由基反應(yīng)重新形成最初產(chǎn)物所致。 n輻照糖溶液時(shí)，輻照除對糖和水有直接作用外，還有水的羥基自由基等與糖的間接作用，通常輻解作用隨輻照劑量的增加而增加。三、脂類 l不同體系（天然或模擬）輻照形成的化學(xué)物質(zhì)在性質(zhì)上是相似的。產(chǎn)物：氧化和非氧化輻照產(chǎn)物， l飽和脂肪酸比較穩(wěn)定，不飽和脂肪酸容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氫化、脫氫等作用。 l輻照促進(jìn)自動氧化過

55、程：促進(jìn)自由基形成、氫過氧化物分解，并使抗氧化劑遭到破壞。 l輻照誘發(fā)氧化變化程度主要受：劑量和劑量率影響，非輻照脂肪氧化中的影響因素（溫度、有氧與無氧、脂肪成分、氧化強(qiáng)化劑、抗氧化劑等）也影響脂肪的輻照氧化與分解。 l比較輻照和加熱處理形成的分解產(chǎn)物 l低劑量（0.5-10.0kGy）輻照含不飽和脂肪的食物表明，過氧化物的形成隨劑量的增加而增加。 l高劑量下輻照脂肪 主要烷烴（戊烷）的量是山加熱所形成的兩倍， 而在加熱處理中產(chǎn)生的主要烯烴（丁烯）的量較多。l高劑量下輻照脂肪 n用60kGy輻照豬肉，輻照產(chǎn)物烴類產(chǎn)量，1kg脂肪中烴的含量如下： 十七碳烯 90 mg， 十六碳二烯 89 mg，

56、 十七烷 34 mg， 十六碳烯 22 mg， 十五烷 55 mg， 十四烯 38 mg， n所產(chǎn)生的主要烴類的質(zhì)量也隨劑量和輻照溫度而直線增加。 n當(dāng)輻照劑量大于20kGy時(shí)“輻照脂肪”氣味可察覺，在較高劑量時(shí)變得更強(qiáng)烈。 n有人估計(jì)30kGy輻照產(chǎn)生的烴量相當(dāng)于170，24h加熱所產(chǎn)生的烴量。四、維生素 l不同維生素對射線的敏感性 l脂溶性維生素 l水溶性維生素 l l脂溶性維生素 nVA和VE：是脂溶性V中對輻照最敏感的V。牛肉在氮?dú)庵薪?jīng)20kGy劑量輻照，維生素A破壞率達(dá)66%，維生素E則沒有損失；禽肉在氮?dú)庵蟹謩e經(jīng)10kGy、20kGy和40kGy的輻照，其維生素A的降解率分別達(dá)58

57、、72和95%；全脂牛乳經(jīng)2.4kGy的輻照，維生素E將損失40%； nVD食物中的維生素D對輻照似乎是相當(dāng)穩(wěn)定。鯉魚油經(jīng)幾十千戈瑞劑量輻照，都沒有發(fā)現(xiàn)維生素D的破壞。l水溶性維生素 nVBl和VC對輻照最敏感， n低于5kGy時(shí)，VC損失很少超過2030。 n維生素輻照損失數(shù)量受劑量、溫度、氧氣存在與食品類型等的影響。 n一般來說，在無氧或低溫條件下輻照可減少食品中任何維生素的損失。不同條件下B1輻照損失情形第五節(jié) 輻照在食品保藏中的應(yīng)用一、輻照應(yīng)用類型 二、食品輻照保藏 三、食品輻照加工 四、輻照的其他應(yīng)用 五、影響食品輻照效果的因素 六、輻射食品的包裝 一、輻照應(yīng)用類型 輻射阿氏殺菌（r

58、adappertization） 輻射巴氏殺菌（radicidation） 輻射耐貯殺菌（radurization） 輻照在食品保藏中的應(yīng)用（表7-10） 輻射阿氏殺菌（radappertization） l所使用的輻照劑量可以將食品中的微生物減少到零或有限個(gè)數(shù)。 l經(jīng)過這種輻照處理后，食品在無再污染條件下可在正常條件下達(dá)到一定的貯存期。 l為高劑量輻照，劑量范圍3050kGy。 l 輻射巴氏殺菌（radicidation） l所使用的輻照劑量可以使食品中檢測不出特定的無芽袍的致病菌（如沙門氏菌等）。 l為中劑量輻照，輻照劑量范圍為110kGy。 l 輻射耐貯殺菌（radurization）

59、l主要目的是降低食品中腐敗微生物及其他生物數(shù)量，延長新鮮食品的后熟期及保藏期（如抑制發(fā)芽等）。 l為低劑量輻照，一般劑量在1kGy以下。二、食品輻照保藏 果蔬類 糧食類 畜、禽肉及水產(chǎn)類 香辛料和調(diào)味品 蛋類 果蔬類 l果蔬輻照的目的主要是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。水果的輻照處理，除可延長保藏期外，還可促進(jìn)水果中色素的合成、使?jié)撂崆懊摑驮黾悠咸训某鲋省?l蔬菜的輻照處理主要是抑制發(fā)芽，殺死寄生蟲。l防止微生物的腐敗作用 n水果腐敗的微生物主要是霉菌 n滅霉菌劑量依水果種類及貯藏期而定 n輻照與其他方法結(jié)合 n n滅霉菌劑量依水果種類及貯藏期而定 u生

60、命活動期較短的水果如草毒，用較小的劑量即可停止其生理作用； u而對柑橘類要完全控制霉菌的危害，劑量一般要0.30.5kGy。若劑量過高（2 .8 kGy），則會在果皮產(chǎn)生銹斑。n輻照與其他方法結(jié)合 u將柑橘加熱至53保持5min，與輻照同時(shí)處理，劑量可降至1kGy，還可控制住霉菌及防止皮上銹斑的形成； u對表皮黃色、成熟度為25的木瓜，用5060水洗20s，晾20min，干后包裝，用0.75kGy射線照射，顯著延長保藏期。 u上海采用輻照與冷藏相結(jié)合的方法有效控制蘋果和草莓的采后腐敗。 u化學(xué)防腐和輻照相結(jié)合也可有效延長水果貯藏期，復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)可以降低化學(xué)處理的藥劑量和輻照劑量，把藥物殘