食品輻照保藏

食品輻照保藏王毅目錄

一、概述

二、食品輻照保藏的原理

三、食品輻照保藏的應(yīng)用

五、食品輻照保藏的設(shè)備四、食品輻照保藏平安衛(wèi)生與法規(guī)一、概述概念食品輻照保藏的特點(diǎn)食品輻照保藏的開展過程食品輻照保藏在我國的開展gogogo上頁下頁目錄結(jié)束go1.概念返回2.食品輻照保藏的特點(diǎn)常溫進(jìn)行、產(chǎn)熱少，幾乎不引起食品內(nèi)部溫度升高食品輻照保藏的缺乏：殺菌劑量不同有時(shí)酶不能完全失活；化學(xué)變化雖然很微量但食品有可能產(chǎn)生不好的感官性變化。這些變化主要是由游離基的作用引起；對微生物的致死劑量對人來說是相當(dāng)大的，因此，操作人員的防護(hù)必須采取萬全之策。必須遮蔽放射源，并且必須經(jīng)常地對作業(yè)區(qū)域和作業(yè)人員進(jìn)行連續(xù)監(jiān)護(hù)。返回3.食品輻照保藏的開展過程返回4.食品輻照保藏在我國的開展1958年，我國開始食品輻照研究工作；1970年，在四川、天津、河南、北京、上海、華東地區(qū)、湖南、廣東等地相繼進(jìn)行輻照保藏食品的研究；1984年，國家衛(wèi)生部公布批準(zhǔn)馬鈴薯、洋蔥、大蒜、大米、蘑菇、花生仁、香腸輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；隨后又批準(zhǔn)了扒雞、花粉等9種食品的輻照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；1997年，批準(zhǔn)了豆類、谷類及其制品、干果果脯類、熟畜禽肉類、冷凍包裝畜禽肉類、香辛料類、新鮮水果蔬菜類輻照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，根本覆蓋了絕大局部食品；我國現(xiàn)有30多個(gè)省、市、自治區(qū)、縣具有60Co輻照裝置，總量近150多臺(tái)，設(shè)計(jì)裝機(jī)能量1.11×1016Bq以上的裝置超過50座。上頁下頁結(jié)束目錄返回二、食品輻照保藏的原理1.食品輻照保藏的根本原理2.食品輻照的化學(xué)效應(yīng)3.食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)gogogo下頁上頁結(jié)束目錄1.食品輻照保藏的根本原理下頁上頁結(jié)束目錄食品輻照保藏的根本原理：利用射線對食品和農(nóng)產(chǎn)品的輻射生物學(xué)和輻射化學(xué)效應(yīng)，殺滅農(nóng)產(chǎn)品和食品中的寄生害蟲、腐敗微生物和病原微生物，抑制新鮮植物產(chǎn)品的生理活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)殺蟲滅菌，抑制發(fā)芽，延緩生理過程，從而到達(dá)平安保藏和保證食物衛(wèi)生平安的目的射線是由輻射產(chǎn)生的，什么是輻射呢？定義：

輻射是一種能量傳輸?shù)倪^程，主要包括電波、微波、紅外、可見光、紫外線、X射線、γ射線和宇宙射線。輻射的定義和分類分類：輻射非電離輻射電離輻射電子束輻射其他電磁輻射特別：只有電磁輻射〔尤其是X、γ射線〕和電子束輻射用于食品輻照X射線和γ射線X射線和γ射線是電磁波譜的一局部，位于波譜中短波長的高能區(qū)，具有很強(qiáng)的穿透力。電子束輻射

由加速到很高速度的電子組成，含有很高能量，具有較強(qiáng)穿透力。定義：物質(zhì)被輻射時(shí)吸收的輻射能量輻射的劑量單位：戈瑞〔Gray，簡稱Gy〕返回2.食品輻照的化學(xué)效應(yīng)定義：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。根據(jù)作用機(jī)理可分為：直接初級輻射——即物質(zhì)接受輻射能后，形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片——與輻射程度有關(guān)。間接次級輻射——初級輻射的產(chǎn)物相互作用生成與原物質(zhì)不同的化合物——與溫度等其他條件有關(guān)。

分類講述：詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)水蛋白質(zhì)和酶糖類脂類維生素下頁上頁結(jié)束目錄效應(yīng)：水分子對輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分發(fā)生反響。水接受輻射后的最后產(chǎn)物是氫和過氧化氫，形成的機(jī)制很復(fù)雜?，F(xiàn)的中間產(chǎn)物主要有三種：水合電子〔eaq〕，羥基自由基〔OH·〕，氫原子〔H·〕。其中，eaq和H·是強(qiáng)復(fù)原劑，OH·是強(qiáng)氧化劑，和食品中其他成分發(fā)生氧化復(fù)原等反響，從而破壞食品其他化學(xué)組分結(jié)構(gòu)，到達(dá)殺菌保藏的目的。水分子被輻射后可能反響途徑：〔eaq〕+H2O=H·+OH·H·+OH·=H2OH·+H·=H2OH·+OH·=H2O2H·+H2O2=H2O+OH·OH·+H2O2=H2O+HO2·H2+OH·=H2O+H·H·+O2=HO2·HO2·+HO2·=H2O2+O2水返回作用方式和機(jī)理？加成到芳香族化合物和烯烴化合物上；

從醇類、糖類、羧酸類、酯類、醛類、酮類、氨基酸類脂肪族化合物的碳-氫鍵上抽出氫原子；

從硫代化合物的硫-氫鍵上抽除氫原子羥基自由基〔OH·〕水合電子〔eaq〕加成到含低空軌道的化合物上，如大局部芳香族化合物、羧酸、醛、酮、硫代化合物以及二硫化物；與蛋白質(zhì)反響時(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，其最初產(chǎn)物是簡單電子加合物；和脂肪醇或糖類反響不顯著。PS：水合電子和羥基自由基不同，它們不是必須和體系中的主要組分起反響，而是可以和較少的組分如維生素、色素等反響。氫原子〔H·〕從醇、糖等脂肪族化合物的碳-氫鍵中抽出氫原子；在與硫代化合物的每一次碰撞中抽去氫原子加成到二硫化合物上，分裂-S-S鍵為-S·和HS-與蛋白質(zhì)的反響主要是和含硫氨基酸和芳香族氨基酸PS：在水溶液中，氫原子的反響介于羥基自由基和水合電子的反響之間返回返回蛋白質(zhì)和酶效應(yīng)：使某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、和醚鍵等斷裂，從而蛋白質(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；

促使蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促使-SH基氧化、脫氨基作用、脫羧作用和氧化作用；蛋白質(zhì)水溶液經(jīng)輻照發(fā)生輻照交聯(lián)和降解作用。PS：由于酶的主要組分是蛋白質(zhì)，因此輻照對酶的效應(yīng)與輻照蛋白質(zhì)的效應(yīng)根本一致。高劑量輻照含蛋白質(zhì)食品，如肉類及禽類、乳類常會(huì)產(chǎn)生輻照味，為防止或減少其形成，可在低于凍結(jié)點(diǎn)的溫度下進(jìn)行輻照糖類一般來說，糖類對輻照處理時(shí)相當(dāng)穩(wěn)定的，只有在大劑量輻照處理下，才引起氧化和分解，產(chǎn)生大量產(chǎn)物，如H2、CO2、醛、酮、酸和其他碳水化合物。稀溶液中的單糖經(jīng)輻照后葡萄糖可生成葡萄糖醛酸、葡萄糖酸、糖二酸等；低聚糖經(jīng)輻照后可形成單糖和類似單糖的輻照分解產(chǎn)物；多糖〔如淀粉和纖維素〕輻照后會(huì)發(fā)生糖苷鍵的斷裂，形成更小單位的糖類，如葡萄糖和麥芽糖等。ps:下表為不同固態(tài)糖類物質(zhì)主要輻解產(chǎn)物返回脂類自氧化作用非氧化作用脂類輻照整個(gè)理化性質(zhì)發(fā)生變化

自氧化作用：輻照脂類的主要作用是在脂肪酸長鏈中C—C鍵斷裂而產(chǎn)生正烷類化合物，又由于次級反響，化合物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為正烯類，由于烷自由基的反響而形成過氧化物及氫過氧化物，最后生成醛、酮等化合物，但其羰基化合物的數(shù)量比正烷類及正烯類要少。非自氧化作用：飽和的脂類在無氧狀態(tài)下輻照時(shí)，會(huì)發(fā)生非自動(dòng)氧化性分解反響，產(chǎn)生H2、CO、C02、碳?xì)浠衔?、醛和高分子化合物。返?/p>

維生素維生素在輻照中發(fā)生分解，從而使其損失，其輻照損失量受劑量、溫度、氧氣存在與食品類型等的影響。維生素具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致對輻射的反響也有差異：水溶性維生素中B1最敏感。B1的化學(xué)結(jié)構(gòu)極易受水合電子eaq的攻擊，維生素c也對輻照敏感；脂溶性維生素中維生素E及維生素K對輻射最敏感；返回下頁上頁結(jié)束目錄3.食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)定義：

生物學(xué)效應(yīng)指輻射對生物體如微生物、病毒、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響，這些影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。機(jī)理：在較低劑量的電離輻射作用下，能引起某些蛋白質(zhì)和核蛋白分子的改變，破壞新陳代謝，抑制核糖核酸和脫氧核糖核酸的代謝，使自身的生長發(fā)育和繁殖能力受到一定的危害。食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)也與生成的游離基和離子有關(guān)。當(dāng)射線穿過生物有機(jī)體時(shí)，會(huì)使其中的水和其他的物質(zhì)電解，生成游離基和離子，從而影響到機(jī)體的新陳代謝過程，嚴(yán)重時(shí)那么殺死細(xì)胞。下頁上頁結(jié)束目錄

微生物昆蟲植物詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)

分類講述：微生物

定義：輻照保藏是直接控制或殺滅食品中的腐敗性微生物及致病微生物機(jī)理：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——直接擊中學(xué)說

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，從而使微生物死亡返回昆蟲輻射對昆蟲的效應(yīng)與其組成細(xì)胞的效應(yīng)密切相關(guān)的，對于昆蟲細(xì)胞來說，輻射敏感性與它們的生殖活性成正比，與它們的分化程度成反比。處于幼蟲期的昆蟲對輻射比較敏感，成蟲細(xì)胞對射線的敏感性較小，高劑量才能使成蟲致死，但是成蟲的性腺細(xì)胞對輻射是敏感的。因此，低劑量可造成絕育或引起遺傳上的紊亂。輻射對昆蟲總的損傷作用是：致死、“擊倒〞〔貌似死亡，隨后恢復(fù)〕、壽命縮短、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，這些作用都是在一定劑量水平夏發(fā)生的，而在其它劑量下，甚至可能出現(xiàn)相反的效應(yīng)，如延長壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。三個(gè)劑量，一個(gè)結(jié)果不孕劑量：害蟲受到射線照射后，喪失生殖能力，產(chǎn)生不孕現(xiàn)象所需的劑量為不孕劑量。這種劑量一般在80Gy以下。用不孕劑量不僅可以降低照射費(fèi)用，而且可以防止高劑量照射對食品的不良影響。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為緩期致死劑量。緩期致死劑量一般在幾十戈瑞到幾百戈瑞。谷象為80-160Gy，大豆象為840Gy。35Gy可作為防治常見鞘翅目儲(chǔ)糧害蟲的有效致死劑量。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為立即致死量。立即致死劑量往往很大，一般要在幾千戈瑞才有效。如引起谷象立即死亡的劑量為2.7kGy。這種劑量具有殺蟲迅速的優(yōu)點(diǎn)，但費(fèi)用很高。返回效應(yīng)：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。返回抑制發(fā)芽調(diào)節(jié)呼吸和后熟輻射與乙烯代謝輻射與組織褐變分類講解：詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)抑制發(fā)芽：電離輻射抑制植物器官發(fā)芽的原因是由于植物分生組織被破壞，核酸和植物激素代謝受到干擾，以及核蛋白發(fā)生變性。調(diào)節(jié)呼吸和后熟：躍變型果實(shí)經(jīng)適當(dāng)劑量照射后，一般都表現(xiàn)出后熟被抑制、呼吸躍變后延、慢等現(xiàn)象。輻射與乙烯代謝：不管是躍變型或非躍變型果實(shí)，輻射都會(huì)對乙烯的產(chǎn)量有瞬時(shí)性的促進(jìn)，從而使呼吸加強(qiáng)〔釋放的CO2增多〕。增長的程度因果實(shí)的種類、成熟度和輻射劑量而異。但這種增長極短暫，隨即就減低。輻射劑量較低的，乙烯的生成量再次上升，到達(dá)頂峰后又下降。乙烯的變化與呼吸的變化根本是吻合的。高劑量輻射后，乙烯不再生成，呼吸也表現(xiàn)出紊亂。輻射與組織褐變：作為輻射損傷，即使在低照射量范圍〔50-400kGy〕，褐變程度也隨劑量而增高，并因植物品種、產(chǎn)地、成熟度等的不同而不同。返回三、食品輻照的應(yīng)用下頁上頁結(jié)束目錄

應(yīng)用于食品保藏的輻照類型

食品輻照保藏工藝影響食品輻照效果的因素

GOGOGO在食品輻射保藏中，按照所要到達(dá)的目的把應(yīng)用于食品上的輻射分為三大類，即輻射阿氏殺菌、輻射巴氏殺菌和輻射耐貯殺菌。1.應(yīng)用于食品保藏的輻照類型返回1.1輻射阿氏殺菌此殺菌也稱商業(yè)性殺菌，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貯藏，但要防止再污染。劑量范圍為10-50kGy。1.2輻射巴氏殺菌此殺菌只殺滅無芽孢病原細(xì)菌〔除病毒外〕。所使用的輻射劑量使在食品檢測時(shí)不出現(xiàn)無芽孢病原菌〔如沙門氏菌〕。劑量范圍為5-10kGy。1.3輻射耐貯殺菌這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，并延長新鮮食品的后熟期及保藏期。所用劑量在5kGy以下。2.食品輻照保藏工藝食品輻照保藏下頁上頁結(jié)束目錄果蔬類畜、禽肉及水產(chǎn)類糧食類香辛料和調(diào)味品蛋類2.1果蔬類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。通常引起水果腐敗的微生物主要是霉菌，殺滅霉菌的劑量依水果種類及貯藏期而定。生命活動(dòng)期較短的水果，如草莓，用較小的劑量即可停止其生理作用。輻照延遲水果的后熟期，對香蕉等熱帶水果十分有效，對綠色香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對有機(jī)械傷的香蕉一般無效。用2kGy劑量即可延遲木瓜的成熟。對芒果用0.4kGy劑量輻照可延長保藏期8天，用1.5kGy可完全殺死果實(shí)中的害蟲。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。返回2.2糧食類造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲的危害和霉菌活動(dòng)導(dǎo)致的霉?fàn)€變質(zhì)。輻照可以使昆蟲不育，1kGy可使昆蟲幾天內(nèi)死亡，3-5kGy可使昆蟲立即死亡；抑制谷類霉菌的蔓延開展的輻照劑量為2-4kGy,小麥和面粉殺蟲的劑量為0.200.75kGy，焙烤食品為1kGy。返回在通常的輻照量下不能使肉的酶失活〔酶失活的劑量高達(dá)100kGy)，所以用輻照方法保藏鮮肉，可結(jié)合熱方法。如用加熱方式使鮮肉內(nèi)部的溫度升高到70℃，保持30min,使其蛋白分解酶完全鈍化后才進(jìn)行輻照。高劑量輻照處理肉類〔已包裝〕，可到達(dá)滅菌保藏的目的，所用的劑量要能殺死抗輻射性強(qiáng)的肉毒芽抱桿菌，如對低鹽、無酸的肉類〔如雞肉〕需用劑量45kGｙ以上。肉類的高劑量輻照滅菌處理會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生異味，此異味隨肉類的品種不同而異，牛肉產(chǎn)生的異味最強(qiáng)。目前防止異味最好的方法是在冷凍溫度-30~-80℃下輻照，因?yàn)楫愇兜男纬纱蠖鄶?shù)是間接的化學(xué)效應(yīng)。2.3畜、禽肉及水產(chǎn)類返回輻照處理既能控制昆蟲的侵害，又能減少微生物的數(shù)量，保證原料的質(zhì)量。全世界至少已有15個(gè)國家批準(zhǔn)對80多種香辛料和調(diào)味品進(jìn)行輻照。2.4香辛料和調(diào)味品返回蛋類輻照主要采用輻照巴氏殺菌劑量，以殺滅沙門氏菌為對象。舉例：一般蛋液及冰蛋液輻照滅菌效果較好；帶殼鮮蛋可用β射線輻照，劑量10kGy，高劑量會(huì)使蛋白質(zhì)降解而使蛋液粘度降低或產(chǎn)生H2S等異味。2.5蛋類返回3影響食品輻照效果的因素下頁上頁結(jié)束目錄3.1輻照劑量3.2食品接受輻照時(shí)的狀態(tài)3.3輻照過程的環(huán)境條件

詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)劑量等級影響微生物、蟲害等生物的殺滅程度，也影響食品的輻照物理化學(xué)效應(yīng)，兩者要兼顧考慮。一般來說，劑量越高，食品保藏時(shí)間越長。劑量率也是影響輻照效果的重要因素。同等的輻照劑量，高劑量率輻照，照射的時(shí)間就短；低劑量率輻照，照射的時(shí)間就長。通常較高的劑量率可獲得較好的輻照效果。3.1輻照劑量返回污染的微生物、蟲害等種類與數(shù)量以及食品生長發(fā)育階段、成熟狀況、呼吸代謝的快慢等，對輻照效應(yīng)也影響很大。舉例：大米的品質(zhì)、含水量不僅影響劑量要求，也影響輻照效果。同等劑量，品質(zhì)好的大米，食味變化?。黄焚|(zhì)差的大米，食味變化大3.2食品接受輻照時(shí)的狀態(tài)返回氧氣：輻照時(shí)射線可以使空氣中的氧電離，形成氧化性很強(qiáng)的臭氧，在肉類食品而言空氣中氧的存在將會(huì)造成一定的氧化作用。溫度：適當(dāng)提高食品的溫度，到達(dá)同樣的殺菌、殺蟲效果，?？山档洼椪談┝?，從而減少果蔬的損傷。壓力：適當(dāng)加壓、加熱，使細(xì)菌孢子萌發(fā)，再使用較小劑量，可把需要高劑量輻照殺滅的孢子殺死。含水量：在枯燥狀態(tài)下照射，生成的游離基因失去了水的連續(xù)相而變得不能移動(dòng)，游離基等的輻射間接作用就會(huì)隨之降低，因而輻射作用顯著減弱。3.3輻照過程的環(huán)境條件返回四、食品輻照保藏平安衛(wèi)生與法規(guī)1.輻照食品的平安性下頁上頁結(jié)束目錄20世紀(jì)90年代中期，世界衛(wèi)生組織WHO回憶了輻照食品的平安與營養(yǎng)平衡的研究，也已得出如下結(jié)論：1.輻照不會(huì)導(dǎo)致對人類健康有不利影響的食品成分的毒性變化；2.輻照食品不會(huì)增加微生物學(xué)的危害；3.輻照食品不會(huì)導(dǎo)致人們營養(yǎng)供給的損失。這是為什么呢？1.放射性的污染和放射性物質(zhì)的誘發(fā)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。食品中放射能的誘發(fā)受射線種類、能量、劑量及食品中含有成分等的影響。而受感應(yīng)的同位素的半衰期也很重要，倘假設(shè)半衰期極短，還不等食品到達(dá)消費(fèi)者手中，放射能就消失了。2．毒性物質(zhì)的生成照射會(huì)不會(huì)使食品產(chǎn)生有毒物質(zhì)是一個(gè)很復(fù)雜的問題。迄今為止，研究結(jié)果還未確證會(huì)產(chǎn)生有毒、致癌和致畸物質(zhì)。3．微生物類發(fā)生變異的危險(xiǎn)至今尚沒有人證明輻照微生物能增加其致病性，或者被輻照的細(xì)菌增加了毒素的形成力或誘發(fā)了抗菌力。因此