輻射保藏 李云捷《周家春版》

第六章食品輻射保藏

輻射加工是利用電離輻射（主要是指鈷-60γ射線和電子加速器產(chǎn)生的電子束）與物質(zhì)相互作用的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，對物質(zhì)或材料進(jìn)行加工處理的過程。輻射保藏的優(yōu)點(diǎn)–可在常溫下進(jìn)行–無殘毒–穿透性強(qiáng)–易控制–輻射加工是一種高效加工手段–節(jié)能目前輻射加工技術(shù)已向很多行業(yè)滲透。輻射保藏的缺點(diǎn)殺菌效量不同時(shí)，酶可能沒有完全失活；化學(xué)變化雖然微量，但食品有可能產(chǎn)生不好的感官變化；微生物的致死效量對人來說很大。國內(nèi)外發(fā)展簡況–采用輻射技術(shù)加工食品早在20世紀(jì)40年代就已開始進(jìn)行50年代美國等國家加強(qiáng)了研究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)。–1980年FAO/IAEA/WHO輻照食品安全聯(lián)合專家委員會(huì)結(jié)論：輻照食品總平均劑量10kGy以下不需要做毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，無特殊營養(yǎng)和微生物學(xué)問題。–1984年，代表130多個(gè)國家的食品法典委員會(huì)（CAC）向成員國建議輻照食品CAC標(biāo)準(zhǔn)及輻照食品設(shè)施推薦規(guī)程。–迄今為止，已有40多個(gè)國家批準(zhǔn)了100多種類的輻照食品。但輻照技術(shù)真正大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，是從20世紀(jì)90年代開始的。

–輻照加工技術(shù)雖然從技術(shù)講已相對成熟，但由于公眾接受性、各類別食品的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)以及檢驗(yàn)、輻照設(shè)施等尚存在一定問題，輻照食品仍未被廣泛接受。

–從健康環(huán)境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和環(huán)氧乙烷越來越被禁用，食品輻照可取代化學(xué)熏蒸。1997年蒙特利爾公約會(huì)議決定發(fā)達(dá)國家在2005年前、發(fā)展中國家在2015年前要徹底禁用溴甲烷，這使食品輻照的替代作用更突出出來。另外，食源性疾病近年來在美國、日本等地多有發(fā)生，沙門氏菌、彎曲菌、大腸桿菌、單核細(xì)胞李斯特菌、弧菌等所致的疾病與輻照食品近年的發(fā)展有明顯的關(guān)聯(lián)。。我國輻射加工食品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也很快，1984-1994年共批準(zhǔn)了18種輻照食品，1996年又正式頒布了“輻照食品衛(wèi)生管理辦法”，1997年公布了“輻照食品類別衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”，進(jìn)一步鼓勵(lì)對進(jìn)口食物、食品原料以及國內(nèi)的6大類食品進(jìn)行輻照處理。輻照技術(shù)的應(yīng)用：延緩呼吸延長貨架期抑制發(fā)芽殺蟲、滅菌、檢疫第一節(jié)電磁輻射的基本概念一、放射性同位素與輻射同位素：原子具有相同質(zhì)子數(shù)不同中子數(shù)則互為同位素。放射性同位素：–當(dāng)原子序數(shù)在84以上，原子核是不穩(wěn)定的，能以一定的速率放出射線，由這種原子組成的元素稱為放射性同位素。–自然界中有天然的不穩(wěn)定同位素，但還有一些不穩(wěn)定同位素是使用原子反應(yīng)堆及粒子加速器等人工制造的。輻射：能量傳遞的一種方式。在電磁波譜中，根據(jù)能量相應(yīng)的大小可將電磁波分成無線電波、微波、紅外、可見、紫外線、X射線和γ射線。

按能量大小分類：低頻輻射線（非電離輻射）：–波長較長、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-，γ-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）。

按性質(zhì)分類：電磁輻射：以電場和磁場交變振蕩的方式傳遞能量的電磁波粒子輻射：電子、中子、質(zhì)子、α粒子（1）α-射線：當(dāng)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α-射線。α-射線是原子核裂變時(shí)釋放出來的高速氦核粒子流。（帶正電）（2）β-射線：當(dāng)核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不等時(shí),中子裂變成質(zhì)子時(shí)釋放出來的高速電子流。n>p+，n→p++β-；p+>n，p++1.02Mev→n+β+（3）X-射線（K－捕獲）高能態(tài)電子躍遷到低能態(tài)時(shí)釋放出的能量。p++β-→n（4）γ-射線當(dāng)原子核在發(fā)射了α-和β-射線或k-捕獲后，核的能級處于激發(fā)態(tài)（高能態(tài)），當(dāng)這種激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，原子就發(fā)出光子流——γ-射線（即不帶電荷的粒子流）。相對質(zhì)量電離能力穿透力α-射線最大（氦核）大小β-射線小為α的一半大γ-射線無<α，β較大X-射線無<α，β最強(qiáng)二、輻射單位與劑量測量

三、輻射源與食品輻照裝置人工放射性同位素電子加速器γ射線輻照裝置：整裝式（自屏蔽）濕法貯源輻照裝置γ射線輻照裝置：整裝式干法貯源輻照裝置γ射線輻照裝置：寬視野的干法貯源輻照裝置γ射線輻照裝置：寬視野的濕法貯源輻照裝置

電子束輻照裝置：配有聯(lián)鎖裝置的整體屏蔽裝置電子束輻照裝置：安裝在屏蔽室內(nèi)的加速器輻照裝置

第二節(jié)食品輻照保藏原理一、食品輻照的物理學(xué)效應(yīng)（一）原子能射線與物質(zhì)的作用（二）電子射線的作用（三）中子與物質(zhì)的相互作用二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng)由電離輻射使食品產(chǎn)生各種粒子、離子及質(zhì)子的基本過程有二：–初級輻射，是使物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片。–次級輻射,是使初級輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。初級輻射一般無特殊條件，而次級輻射與溫度等其它條件有關(guān)。1.水H2O+e

H·+HO·水的電離與激發(fā)H·+H·

H2HO·+HO·

H2O2自由基相互反應(yīng)生成產(chǎn)物H·+HO·

H2OH·+H2O2

H2O+HO·HO·+H2O2

H2O+HO2·離子引發(fā)的電離H2+HO·

H2O+H·HO2·+HO2·

H2O2+O2次級輻射產(chǎn)生的離子相互反應(yīng)生成的產(chǎn)物2.輻照對食品質(zhì)量的影響

（1）氨基酸與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物隨溫度和輻照劑量的增加而增加肉發(fā)生褐變，蛋白質(zhì)可能發(fā)生變性（2）糖低聚糖：旋光度下降，褐變，還原性變化多聚糖：降解果膠：解聚，組織變軟（3）脂類產(chǎn)生異味非自動(dòng)氧化氫氣，CO，CO2,，烷烴，烯烴（4）維生素敏感性比較：脂溶性維生素：VAVE>VD水溶性維生素：VB1VC>VB5維生素受劑量、溫度、氧氣及食品類型的影響，無氧及低溫受損失少。二、輻射的生物學(xué)效應(yīng)1.輻射對微生物的作用（1）直接效應(yīng)——細(xì)胞膜受損，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?！?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，致使微生物細(xì)胞活動(dòng)紊亂，甚至停止。（2）間接效應(yīng)當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基，起氧化還原作用，這些激活的水分子就與微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，而使細(xì)胞生理機(jī)能受到影響。（3）微生物對輻射的敏感性D10：輻射處理后殘存微生物下降到原數(shù)的10%所需要的輻射劑