第六章 食品辐射保藏
第六章食品辐射保藏
第一节概述
食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。
最大限度的减少食品的损失，使它在一定期限内不发芽、不腐败变质，不发生食品的品质和风味变化，由此可以增加食品的供应量，延长食品的保藏期。
辐射保藏技术是一门新的技术，比现有保藏技术有其优越性的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。
一、现有保藏技术的优缺点
1．食品冷冻保藏—低温。抑制微生物活动和减少酶活。
优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值；
缺点：能耗大，需建立冷藏链。
2．食品罐藏—提高温度杀灭微生物和酶。
优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏；
缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。
3．食品干藏—降低水分活度（a w），控制微生物和减少酶活。
优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆；
缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。
3．化学保藏—通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。
优点：操作简便易行。
缺点：化学物质残留。
二、辐射保藏的优越性（意义、特点）
（1）食品在受辐射过程中温度升高甚微。因此，被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味和质地等方面与新鲜食品差别很小，特别适合于一些不耐热的食品和药品。
（2）射线穿透力强。在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，也节省了包装材料，避免再污染。
（3）射线处理过的食品不会留下任何残留物。与化学处理相比是一大特点。
（4）节省能源：据76年国际原子能机构（IAEA）通报的估计，食品采用冷藏需消耗能量为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，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴氏消毒0.76千瓦时/T。
（5）适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。多种体积的食品；不同状态，固体、液体。
（6）加工效率高、整个工序可连续化、自动化。
只要规模大，就能获得巨大的利益。
谷物20万吨以上，马铃薯2.5万吨以上，洋葱5000吨。
因此，辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方法，也是和平利用原子能的一个重要方面。
三、国内外发展简况
1895年伦琴发现X-射线后，Mink于1896年就提出X-射线的杀菌作用。
二次大战期间，美国麻省理工学院的罗克多尔将射线处理汉堡包，揭开了辐射保藏食品研究的序幕。50年代起北美、欧洲、日本等30多个国家先后投入大量的费用进行研究；
60年代一些第三世界国家也加入该行列，目前从事这方面研究的有50-60个国家。
国际原子能组织（IAEA）、联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）等的支持和组织下，进行了种种国际协作研究。到1976年25种辐射处理食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准，允许供作为商品供一般使用。
1980年10月27日上述组织联合举行的第四次专门委员会议作出结论：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。
目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏。
前苏联、美国、加拿大、法国、日本、中国等国家均批准在一些食品中使用辐照。
日本、加拿大建立了辐射工厂用于食品保藏、有鱼虾、果蔬等。
欧洲（丹麦、保加利亚、法国等）用于抑制土豆、大蒜、洋葱发芽。
发展中国家，印度、伊朗、泰国、智利、阿根廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。
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。后期有浙江、深圳等。
我校在社桥有一个辐射装置。
第二节辐射的基本原理
一、辐射类型
辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相应的大小，可使电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、紫外线，χ和γ射线。
通常根据辐射的作用形式可将辐射分为电离辐射和非电离辐射两种类型。通常按辐射的频率来划分。
1．非电离辐射
低频辐射线υ＜1015，波长较长（频率较低），能量小，如微波、红外线的能量仅能使物质分子产生转动或振动而产生热，则起到加热杀菌作用。是非电离辐射。
2．电离辐射
高频辐射线υ＞1015，频率较高，能量大，有激发和电离两种作用：
υ在1015~1018Hz，如紫外线的能量，仅能使被照射物质的原子受到激发（激发为使电子从低能态到高能态），亦可起到抑菌杀菌的作用；
二、放射性同位素与辐射
1．放射性同位素
原子核=P++n，P+为带正电荷质子，n为不带电荷中子，核内质子数决定化学元素的特性，一般
情况下（指在轻原子核范围内）P+=n，组成原子的质量。
但有些元素，P+相同而n不同的原子所组成的元素称为同位素，P+=n时原子稳定，P+≠n则不稳定。当原子序数在84以上的同位素，原子核是不稳定的，能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。
放射性同位素能发射α-、β--、β+-及γ-射线。
2.α-、β-、γ-及X-射线
（1）α-射线：当同位素中n：P+＞1.5：1，从原子核中放射出带2P+和2n的带正电高速粒子流（氦核）—称为α-射线；
（2）β-射线：当核内中子数和质子数不等时；
若某一中子释放出能量转变成质子（n＞P+）
n→P++β－（带负电荷的高速离子）
若核内P+＞n时，（这种情况一般指在加速器中）
P++1.02MeV→n+β+（带正电荷的高速离子）
β－和β+→β-射线，即从原子核中射出的带电的高速电子。
（3）X-射线：若核内质子在外层电子云中，从K层捕获电子e－，转变成中子（k-捕获），使质子数减少。P++ e－→n
当K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，则高能态（外层）电子会补充进去，释放出能量—X-射线，指原子核外电子所放出的能量。
（4）γ-射线：当原子核在发射了α和β或κ－捕获之后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回到基态时，原子就发出光子流（即不带电荷的核子流），称γ-射线，发源于原子核本身。
3. 四种射线的特点
以上所讲的四种射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用的能力和不同程度的穿透能力。但是由于射线性质的不同，从而电离能力和穿透能力各不相同。
（1）α-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小；一张纸就能阻挡它的通过。（2）β-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为α-射线的一半，电离能力比α-射线小，穿透能力比α-射线大；
（3）γ-射线：电离能力比α、β小，但穿透能力比α、β大；
（4）X-射线：电离能力小，穿透力很高
4．放射性衰变
每个放射性同位素经放出射线后，就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同位素。原子核的转变过程称为放射性衰变。
(1) 衰变规律
原子核衰变数N与原子核总数N0有关。
实践证明,在单位时间内,衰变着的原子核的数目和其总数成正比,这一过程是不可逆的,可用公式表示如下:
N=N0e-λt
N:原子核数
N0:原子核总数
t :时间
λ:衰变常数
（2）半衰期
放射性强度因衰变降低到原来一半所需的时间称为半衰期。或原子数衰变至一半时所需的时间。对于单独的一种放射性元素而言，半衰期和衰变常数一样也是常数。半衰期以t1/2表示，则根据前面公式可得：
1/2N0=N0e-λt1/2
λt1/2=ln2=0.6931
即衰变常数与任意同位素的半衰期的乘积为0.6931，这样可利用半衰期求出其衰变常数。
常见放射性同位素的半衰期
三．辐射用各种单位
（一）能量单位
电子伏特ev. 表示辐射能量单位普通用eV，即相当于１个电子在真空中通过电位差为１伏特的电场被加速所获得的动能。
１ev=1.602*10-12尔格（evg）
1Mev=106ev ，1kev=103ev
（二）放射性强度
衡量放射性强弱程度的一个物理量。指单位时间内发生核衰变的次数。
（1）居里（以前曾用），1C i=3.7*1010衰变／秒即每秒中有3.7*1010次原子核衰变。
（2）现法定单位用贝克Bq，即每秒中有一个原子核衰变为1贝克。
（3）1Bq=1S－1，因此，1Ci=3.7×1010Bq。
（三）辐射计量
指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。
常用辐射量、物料吸收剂量和吸收剂量速率来表示。
（1）辐射（照射）量是用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。
（2）吸收剂量是指在辐射源的辐射场内单位质量被辐射物质吸收的辐射能量。简称剂量。
（3）单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量速率。
1．辐射量
（1）法定单位为库仑/千克（C/kg），以前曾用伦琴（R）
（2）在标准状况下（0℃，760mmHg），1cm3空气（0.00129g）能形成一个正电或负电的静电单位的X-射线或γ-射线照射量——1R。
（3）一个正电或负电的离子具有4.80×10－10e.s.u（静电单位）。即一个静电单位的离子量为2.08×109个正电或负电离子（离子对），即1伦琴可使1cm3空气产生2.08×109个正电或负电离子（离子对）。
（4）1R=2.58×10－4C/kg（空气）
2．吸收剂量
是电离辐射授予被辐射物质单位质量的平均能量，即被辐射物质吸收的辐射能量，法定单位为
J/kg，也称为戈瑞（Gy）
以前曾用拉德（Rad）即1克被辐射物质吸收100尔格（erg）射线能量为1Rad。1Rad=100erg/g=6.24×1013eV/g。
1Gy=100Rad=104erg/g
照射量和吸收剂量是完全不同的概念，有区别（照射量指空气电离程度来讲）但两者都是描述辐射计量的，又相互联系。
1个电子的电荷量是4.8×10－10e.s.u.产生一个e.s.u.需要的离子对数为2.08×109，而电子在空气中产生一对离子所消耗的平均能量为33.73eV（电离功）
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．吸收剂量速率
单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量速率。单位为Gy/s。
吸收剂量速率与照射距离和辐射强度有关。距离越近，吸收剂量速率越大，距离相同，辐射强度越大，则吸收剂量越大。
物料不同，吸收剂量速率也是不一样的。
四、辐射源
（一）人工放射性同位素
在食品辐射时供电离辐射用的放射线主要为β-和γ-射线，经常采用人工制备的放射性同位素60Co（钴，半衰期5.26年）和137Cs（铯，半衰期30.3年）
60Co经β-衰变后放出两个能量不同的γ-光子最后变为60Ni；
137Cs经β-衰变后放出γ-光子最后变为137Ba
制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co金属制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量59Co原子吸收一个中子后即生成60Co辐射源。
目前在商业上采用60Co作为γ-射线源。
（二）电子加速器
利用电磁场作用，使电子获得较高能量，即将电能转变成辐射能，这样仪器设备装置有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯变压器，直流加速器有两种方式：
1.直接加高压，很高电压使电子获得动能如范德格拉夫加速器（静电加速器）；
2.不是直接利用高电压，但反复多次将电子加速，如回旋加速器，电子感应加速器。
利用加速器使电子带电形成高能量粒子——人工β-射线源。
用高能电子来轰击重金属靶，则产生X-射线——X-射线发生器。
特点：电子加速器优点是可以控制开停，能量可以调节控制。
可得到比放射性同位素源辐射能量高得多，如1万Ci60Co→150W，而加速器可达10-15kW。
X-射线转换率不高，一般不用于食品辐射。
思考题
1 辐射的类型及划分的界限
2 放射性同位素发射的射线种类、产生的条件及各自的特点。
3 辐射量、吸收剂量、吸收剂量速率及相应的单位。
4 食品辐射常用的人工放射性同位素。
第三节食品辐射技术的化学与生物学效应
电离辐射之所以用来保藏食品，这是由辐射对被照射物质中发生的化学效应与生物学效应所决定的。
一、食品辐射化学效应
电离辐射使物质产生化学变化的问题至今仍不是很清楚。
由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：
直接初级辐射——即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片——与辐射程度有关。间接次级辐射——初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物——与温度等其他条件有关。
1. 水分子
水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，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发生反应。水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形成的机制很复杂。现已知的中间产物主要有三种：水合电子（e aq），氢氧基（OH·），氢基（H·）。
?水分子被辐射后可能反应途径
（e aq）+H2O=H·+ OH·
H·+ OH·=H2O
H·+ H·=H2
OH·+ OH·=H2O2
H·+H2O2=H2O+ OH·
OH·+ H2O2=H2O+HO2·
H2+ OH·= H2O+ H·
H·+O2=HO2·
HO2·+ HO2·= H2O2+O2
从上可看出物质分子吸收了辐射能而发生了化学效应，表示物质辐射化学效应的数值称G值。
G值：即吸收100eV能量的物质所产生化学变化的分子数。辐射的化学效应是以每吸收100eV （电子伏）能量时被照射物质产生化学变化的分子数目来表示的。（即能传递100eV能量的分子数）2．氨基酸与蛋白质
有机化合物因辐射而分解的产物也很复杂，取决于原物质的化学性质和辐射条件，有的从高分子--- 低分子，有的反而从低分子---高分子。
射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变物理性质。
射线照射，引起氨基酸、蛋白质分子的化学变化有：
（1）脱氨
如甘氨酸
e-+NH3+CH2COOH-→NH3+CH2COO-
（2）放出CO2
a. 脱氨的脱羧反应
b. 不脱氨的脱羧反应
（3）含硫氨基酸的氧化（巯基）
e-+NH3+CH2CH（CH2SH）COO-→H2S+ NH2CH（CH2）COO-
（4）交联蛋白质凝聚（该蛋白质分子通过硫氢基的氧化生成分子内或分子间的二硫键，或由酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生交联）。
（5）降解蛋白质发生裂解，产生较小的碎片。
（6）辐射降解与交联同时发生，若降解小而交联大，则交联会掩盖降解，故降解不易观察到。3．酶
酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组成是蛋白质，故它对辐射的反应与蛋白质相似，如变性作用等。
（1）纯酶稀溶液对辐射敏感，若增加其浓度也必须增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果。
（2）若在食品体系中，酶很容易受到保护，同时也受外界条件变化（温度、pH、含氧量）的影响。如提高温度会增加酶对辐射的敏感度，在有氧状态下干燥胰蛋白酶极易钝化。
（3）此外，有时酶由于蛋白质分子降解，使酶活性中心暴露出来，反而致使酶反应更有利。因此对分解酶类活性的食品，在辐射前应先通过加热灭酶。
（4）酶会因有巯基（-SH）的存在而增加其对辐射的敏感性。
4．脂类
一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。
辐射对脂类所产生的影响可分为三个方面：理化性质的变化；受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。
脂肪酸酯和某些天然油脂在受50kGy以下剂量照射，品质变化极少；但其他成为异臭发生源。如肉类风味变化，牛奶产生蜡烛味，鱼类产生异臭。
辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等。
饱和脂类在无氧状态下辐照时会发生非自动氧化性分解反应，产生H2、CO、CO2、碳氢化合物、醛和高分子化合物。不饱和脂肪酸也会产生类似的物质，其生成的碳氢化合物为链烯烃、二烯烃、二烯烃和二聚物形成的酸。
磷脂类的辐射分解物也是碳氢化合物类、醛类和酯类。
对含有脂肪的食品辐照时也鉴定出了过氧化物、酯类、酸类、和碳氢化合物等，这与天然脂肪和典型脂肪的情况相同。但是应注意的是，与刚照射后相比，这种影响多出现于贮藏期中。
5．碳水化合物
一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。辐照对单独存在时的糖类的影响如下：
单糖只有在C4上发生氧化产生糖酮酸
低分子糖类：旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化、产生H2、CO、CO2、CH4等气体。
多糖类：熔点降低、旋光度降低、褐变、结构和吸收光谱变化。
如直链淀粉黏度下降（淀粉降解）；果胶：植物组织受损（解聚）
经辐照后结构发生变化，对酶的敏感性也随之发生变化，并引起α-1，4-糖苷键偶发性断裂及生成H2、CO、CO2气体。
6．维生素
维生素是食品中重要的微量营养物质。维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上是一个很重要的指标。
（1）水溶性维生素中以V C的辐射敏感性最强，其他水溶性如V B1、V B2、泛酸、V B6、叶酸也较敏感，V B5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。
（2）脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是V E、V K更敏感
二．食品辐射的生物学效应
生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。
（1）已证实辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发现带有毒性的不正常代谢产物。
（2）辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的辐射总剂量的大小。
（一）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。
细胞内DNA受损即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等。由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡-直接击中学说
细胞内膜受损膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。
（2）间接效应（来自被激活的水分子或电离所得的游离基）
当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。
2．微生物对辐射的敏感性
为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死90%微生物所需用的戈瑞数来表示，即残存微生物数下降到原数的10%时所需用戈瑞的剂量，并用D10值来表示。
人们通过大量的实验发现，微生物（细菌）残存数与辐射剂量存在如下关系:
logN/N0 =-D/D10
N0：初始微生物数
N：使用D剂量后残留的微生物数
D：初始剂量
D10：微生物残留数减到原数的10%时的剂量
微生物（细菌）种类不同，对辐射的敏感性各不同，因而D10也不同。
并且微生物所处环境不同，则辐射敏感也不相同。
辐射保藏的灭菌对象：
在低酸性和中性食品（pH>4.5）中，嗜热脂肪芽孢杆菌（平盖酸败菌）比肉毒杆菌A型或B型更耐热，若用加热灭菌则（嗜热）D121℃=40~50min，而肉毒杆菌加热灭菌为D121℃=6~12S。但对于辐射则容易被杀灭（敏感，λ０小），因而在辐射保藏中是将肉毒杆菌A型作为彻底灭菌的对象菌。以对这种菌的杀菌程度定为1012为指标，则完全杀菌剂量为：12D=50kG y
一般来说，Ｄ10G->G+>酵母菌>霉菌(敏感)
注意：辐射并不能使微生物毒素除去，如黄曲霉素对γ－射线相当稳定，300kG y大剂量毒素无变化，可能毒素较稳定。
（二）病毒
病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为寄主。通常使用高达30kG y的剂量才能抑制。如脊髓灰色质病毒和传染性肝炎病毒据推测来自食品污染。用γ－射线照射有助于杀死病毒。
（三）霉菌和酵母
酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。霉菌会造成新鲜果蔬的大量腐败，用2kGy左右的辐射剂量即可抑制其发展。
酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。
（四）昆虫
辐射对昆虫的效应是与其组成细胞的效应密切相关的。对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞)对辐射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺细胞对辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子在遗传上的紊乱。
辐射对昆虫总的损伤作用是致死，“击倒”（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短，推迟换羽，不育，减少卵的孵化，延迟发育，减少进食量和抑制呼吸。这些作用都是在一定剂量水平下发生的，而在其它低剂量下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命，增加产卵，增进卵的孵化和促进呼吸。
成年前的昆虫经辐射可产生不育，辐射过的卵可以发育为幼虫，但不能发育成蛹，照射的蛹可发育为成虫，但其成虫是不育的。用0.13~0.25kG y照射可使卵和幼虫有一定的发育能力，但能够阻止它们发育到成虫阶段。用0.4~1.0kG y照射后，能阻止所有卵、幼虫和蛹发育到下一阶段。成虫甲虫不育需要0.13~0.25kG y剂量，而蛾需要0.45~1.0kG y才行。螨需要用0.25~0.45kG y剂量的照射才能达到不育。
蛾、螨、甲虫不育0.1~0.5KG y ，致死30~50KG y
（五）寄生虫
辐射可使寄生虫不育或死亡。
猪肉中旋毛虫不育剂量0.12kG y死亡7.5 kG y
牛肉中绦虫致死剂量3.0~5.0KG y
（六）植物
辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。
1.抑制发芽
电离辐射抑制植物器官发芽的原因是由于植物分生组织被破坏，核酸和植物激素代谢受到干扰，以及核蛋白发生变性。
研究发现59Gy以上的辐射的将使马铃薯和洋葱的核酸合成显著减弱，并改变其组成，引起分解。
土豆、洋葱辐射可抑制发芽，0.04~0.08kGy，常温下贮存达到一年。
2.调节呼吸和后熟
水果在后熟之前其呼吸率降至极小值，当后熟开始时呼吸作用大幅度的增长，并达到顶峰，然后进入水果的老化期，在老化期呼吸率又降低。如果在水果后熟之前呼吸率最小时用辐射处理，此时辐射能抑制其后熟期，主要是能改变植物体内乙烯的生长率（乙烯有催熟作用）从而推迟水果后熟。番茄、青椒、黄瓜、洋梨等。
对于柑橘类和涩柿则促进成熟。
辐射在调节果蔬后熟、衰老等方面的应用还不成熟，许多问题有待解决。
第四节辐射在食品保藏中的应用及卫生安全性
一、辐射应用类型
食品辐射处理取决于保藏的目的。由于食品种类不同，食品腐败变质的因素也不一样，根据食品处理后所要求达到的保藏期，常有三种方式。
辐射阿氏杀菌、辐射巴氏杀菌、辐射耐贮杀菌
1. 辐射阿氏杀菌（辐射完全杀菌）
足以使微生物的数量减少到零或有限个数，在后处理没有污染的情况下，以目前现在方法检不出腐败微生物；也没有毒素检出，可长时间保藏。
一般使用高剂量10~50kGy，肉类特别是牛肉，高剂量会产生异味，此时可在冷冻温度－30℃以下辐射。因为异味形成大多是化学反应，因冷冻时水中的自由基流动性减少，可防止自由基与肉类形成分子的相互反应。
2. 辐射巴氏杀菌（消毒）
足以降低某些有生命力的特定非芽孢致病菌（如沙门氏菌）的数量，用现有方法检不出。这种方法因食品中可能有芽孢菌或存在，因此不能保证长期贮存。必须与其他保藏方法如低温或降低水分活度等结合。另外，若食品中已存在大量微生物（繁殖）也不能用该法处理。因为辐射不能除去产生的微生物毒素。
辐射剂量：5kGy~10kGy
3. 辐射耐贮杀菌
足以降低腐败菌数量，延缓微生物大量增殖出现的时间。（防止繁殖）
用于推迟新鲜果蔬的后熟期，提高耐贮期。
辐射剂量：＜5kGy。
二、辐射处理的食品种类
1、畜禽肉类
2、水产品
3、蛋类
4、果蔬类
5、谷物及其制品
三、食品辐射保藏工艺
1.食品辐射保藏的工艺流程
2.工艺条件控制
在辐照器的控制中，记录停顿时间或传送机速度、剂量率和辐射源与产品几何布置的变化是十
分重要的。
辐照过程要考虑的因素有：辐射源的强度、尺寸和排列；辐射源进出通道的结构和机械装置；不同食品的传送速度和停顿时间。
自动化程度高的辐射装置中，可以在控制台上检测并自动记录控制参数。如辐射源位置、食品移动次序、传送速度、辐射水平等
采用电子束辐照器的工艺过程，除了控制传送速度外，一般还通过调节束能流量、束能强度、扫描宽度和扫描速率来控制。
3.辐照器
图1-4-12、1-4-13分别是60Co、137Csβ-射线辐照器
4.影响食品辐照的因素
影响食品辐照的因素很多，如含水量、pH、温度、食品的化学成分、照射时环境的温度及含氧量等。
温度：在接近常温范围内，温度对杀菌效果影响不大；冰点以下辐射间接作用不明显，微生物抗辐射性增加，但冻结使细胞受损后辐射敏感性会增加；对于肉类等辐射后易产生“辐射味”的食品辐射处理最好在低温下进行。
氧含量：氧存在时辐射氧化作用加强，一般情况下杀菌效果因氧的存在而加强。防止氧化可采用抽真空和充惰性气体包装。
含水量：干燥状态下游离基移动受限，辐射间接作用降低，辐射作用显著减弱。
添加物：抗氧剂可减少辐射氧化，氯化钠等“敏化剂”可加强杀虫杀菌效果。
四、辐照食品的包装
辐射处理前必须根据产品的性状、辐射处理目的、运输和贮存的要求以及将来销售的方便来合理选择包装材料。
金属罐如渡锡薄钢板罐和铝罐对使用杀菌剂量的照射是稳定的。
塑料包装的食品在剂量低于20kGy辐照对其物理性质没有明显影响。
金属箔和各种符合包装材料是比较理想的食品辐射包装材料，可接受高达60kGy的照射。
在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较好的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、尼龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器。
五、辐照食品的保藏
食品辐照处理的目的是为了延长贮存时间,而辐照处理后的贮存条件往往会直接影响其效果。
辐照食品的贮存条件,特别是温度不同程度的影响着辐照保藏的效果及所要求的辐照剂量。
通常较低的温度可延长辐照食品的保藏时间，但并不是温度越低越好，象香蕉、番茄、黄瓜等宜贮存在10-15℃条件下，温度低于5℃就会发生冷害。
六、卫生安全性
为了确认这种放射线照射食品的卫生安全性，从50年代就开始了长期的研究。
1.有关诱感放射性
一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递给元素中一些原子核，在一定条件下会造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，由此而发射出中子并产生γ-辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由电离辐射诱发出来的）——诱感放射性。
如人工制造放射性同位素将59Co27—60Co27（中子照射）
诱感放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及所使用的射线能量，若射线能量很高，超过某元素的核反应能阈，则该元素会产生放射性。
（1）目前允许使用的辐射源有60Co（r1=1.17MeV，r2=1.33MeV）；137Cs；不超过10MeV的加速电子；X-射线源，其能束不超过5MeV。能量均＜10MeV。
（2）食品中基本元素氮、氧、碳，14N＞10.5MeV，16O＞15.5MeV，12C＞18.8MeV，大部分元素核反应能阈都在10 MeV以上。故不会产生放射性。
（3）在轻元素中，放射性同位素的半衰期极短（几秒钟~几十分钟），还不等食品到达消费者手里，放射能就消失了。
2. 毒性问题
大量动物实验将经过50kGy剂量照射过的食品，不要说急性毒性就连慢性毒性也没有发现，未发现产生有毒、致畸、致癌物。
1980年联合国粮农组织FAO国际原子能组织IAEA，世界卫生组织WHO专家会议，决定在10kGy 以内的辐射食品，不要再进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上都不存在问题，可以作为“推荐接受”
3.微生物发生突变的危险
微生物进行反复照射会产生耐辐射性，辐射引起的突变又可能使微生物获得抗辐射性而产生耐辐射菌，如用药物杀菌和热力杀菌一样——菌种选育。
4．对营养物质的破坏
低剂量（< 1kGy)，微不足道；
中等剂量(1~10kGy)，可能损失一些维生素；
高剂量(10~50kGy)，采用约束间接辐射的措施（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；
思考题
1 辐射保藏的原理
2 常见辐射源有哪些？
3 辐射的化学和生物化学效应
4 应用于食品的辐射类型
5 辐射食品卫生安全性如何？
6 何谓诱感放射性？
7 辐射杀菌的杀灭对象菌是什么？
食品保藏技术
新疆农业大学 专业文献综述 题目: 食品辐照技术在食品保藏中的应用姓名: 肖超男 学院: 食品科学与药学学院 专业: 食品科学与工程 班级: 食科122班 学号: 124031238 指导教师: 朱璇职称: 2013年12月15日 新疆农业大学教务处制
食品辐照技术在食品保藏中的应用 指导老师：朱璇作者：肖超男 摘要:介绍了辐照技术在食品保藏上的应用和优点,以及电离辐射对食品营养成分和活细胞的影响,从不同角度说明了辐照食品的卫生安全性;对辐照食品技术的应用现状及发展前景进行初步探讨。 关键词:食品;辐照保藏;安全性 Irradiation and application in food storage Teacher：Zhu Xuan Author：Xiao Chaonan Abstract: Application and advantages of irradiation technology in food preservation and effects ofirradiation on food nutrient composition and living cellswere introduced in detail.The safety of ir-radiation food was explained from different angles.Application status and developmental future ofirradiation preservation of food were also studied. Key words: food;irradiation preservation; safety 正文： 食品辐照(Food irradiatior)，又称“食品照射”或“电离辐射”，它是利用射线照射食品(包括原材料)，延迟新鲜食物某些生理过程(发芽和成熟)的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保藏时间，稳定、提高食品质量的一种食品保藏技术。目前，食品加工技术不断提高，人们的生活水平也随之具有了较大的提高，对食品的要求也越来越高，最大限度地保留食品的色、香、味及营养成分成为人们选择食品时首要考虑的方而。食品辐照技术具有营养成分损失少、易操作、无污染、残留少、节省能源等优点，因此引起了国内外食品科学工作者的广泛关注。 1 辐照技术的原理 食品辐照技术是对食品进行非热加工的新技术，食品在辐照过程中食品本身的温度变化不大，因此可以最大限度的保留食品的色、香、味及营养成分。其基本原理是利用同位素，等放射源产生的γ射线或5 MeV以下的X射线及电子加速器产生的10 MeV以下的高能电子束辐射食品，使食品中生物体产生物理或化学反应，抑制或破坏其新陈代谢和生长发育，甚至使细胞组织死亡，从而达到消毒灭菌、延长食品贮藏时间、减少损失的目的。 2 辐照保藏技术的优越性 辐照技术属于冷处理技术，是一种物理保藏法，与许多传统保藏法相比有不可比拟的优越性： （1）节约能源，与热处理、干澡和冷冻保藏食品法相比，能耗降低几倍到几十倍； （2）杀菌效果好，可通过调整辐照剂量满足对各食品杀菌的要求； （3）射线能快速、均匀、较深的穿透物体，与热处理相比，辐照过程交易得到精确的控制； （4）辐照为“冷处理”，可最大限度保持食品的原有风味； （5）不会留下任何残留物，从而减少环境污染并提高食品卫生质量； （6）可对包装好的食品进行杀菌处理，消除了在食品生产和制作过程中可能出现的严重交叉污染问题； 3 辐照技术的特点 辐照技术作为一种食品保藏方法，不同于化学熏蒸法和腌制法，不需要加入
食品保藏方法
食品保藏技术结课论文 辐射保藏食品的发展与前景 专业：食品营养与检测 班级：5 姓名：鲍鑫 2016.1.9 关键词：辐射保藏发展历程食品安全应用方面 食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。辐射保藏技术作为一门新的技术，比现有保藏技术更优越性的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。 辐射现象是1895年发现的，但直到1921年才有人用X射线杀死肉类中的致病菌而获得专利。食品辐照消毒技术在20 世纪20 年代X-射线发现后已有探索，美国于40 年代开始了系统的研究与应用；1958 年，美国国会制定了一项食品、药品和化妆品法规的修正案，从法律上确定了电离辐射是一种新的食品添加剂，对全世界的食品辐照产生了积极的影响。但实际上，把电离辐射归类为食品添加剂是不正确的，因为食品辐照并没在食品中加入任何物质，而是引起食品发生某种化学变化；烘烤、油炸、装罐、微波、辐照、冷冻干燥等都能引起这些变化，应归类为加工过程。随后各国投入了大量的资金与人力对辐照食品的卫生安全性进行研究，同时联合国粮农组织(FAO)、国际原子能机构(IAEA)和世界卫生组织(WHO)等曾多次召开国际辐照食品科学讨论会，对辐照食品的安全性进行讨论。 其后在1976 年，由各国食品专家在国际辐照食品联合专家委员会上确认食品辐照不同于化学加工，不属于添加剂范畴，第一次无条件地批准了鸡肉、番木瓜、马铃薯、草莓和小麦等5 种辐照食品；同时还暂定批准了辐照稻米、鱼和洋葱供人食用。接着又批准了香料、酶制剂和鲜猪肉3 种辐照食品。到了1980年，辐照食品联合专家委员会确认“为贮存的目的，任何食物受到10 kGy以下的辐照……不再需要进行毒物学方面的检测”。1983年，FAO与WHO的食品法典委员会(CAC)正式颁发了《辐照食品通用法规》，为各国辐照食品卫生法规的制订提供了依据。世界上最早正式批准辐照食品供人食用的国家是前苏联(土豆抑制发芽，1958 年3 月)，此后是加拿大、美国等。 1991 年，第一个商业食品辐照工厂在美国佛罗里达州Tampa 开业。目前世界上已有38 个国家正式批准224 种辐照食品的标准。我国食品辐照的研究开始于1958 年，当时中科院同位素委员会组织粮食等部所属的12 个单位组成了粮食辐照保藏研究协作组，对稻谷的辐照杀虫、土豆的辐照抑制发芽等进行了有计划的研究。目前我国约有近百种辐照食品通过了鉴定，到1998 年国家已颁布批准了6大类辐照食品的卫生标准，在28 个省市自治区建立了50 多个商业化规模的辐照装置，到2002 年底已达64 座。食品辐照规模不断扩大，1999 年的辐照量已达86万吨，2002年己超过100 万吨，位居世界首位；消费者对辐照食品接受性良好，我国食品辐照已步入商业化应用阶段。 辐照食品的卫生安全性，是人们最为关心的问题。消费者对辐照普遍存在恐惧心理，食品经辐照后，是否具有放射性或毒副作用，营养价值是否受到破坏?中国核工业第二研究院辐照研究所总工程师唐在民认为，人们对辐照食品心存疑虑，主要是把辐照同原子弹爆炸以及核电站泄漏后产生的放射性沾染联系在一起了，其实二者存在本质区别。他说，原子弹爆炸后，具有强烈放射性的核物质暴露在大气中，造成核污染。而辐照采用的是封闭放射源，放射性
食品辐照
食品的辐射保藏调研 一食品辐射保藏的定义和特点 1、定义： 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。这种技术又称为食品辐照（Food irradiation）技术。 辐照食品——经辐照技术处理后的食品。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10MeV电子束照射加工保藏的食品。 2、食品辐射的较其他方法的优越性： （1）非热作用，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的色、香、味和质构，有利于维持食品的质量； （2）节能与冷冻保藏等相比，能节约能源。据(IAEA）报告，冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能耗828MJ/t，热杀菌能耗1080MJ/t，辐照灭菌只需要22.68MJ/t，辐照巴氏灭菌能耗仅为2.74MJ/t。冷藏法保藏马铃薯（防止发芽）300d，能耗l080MJ/t；而马铃薯经辐照后常温保存，能耗为67.4MJ/t，仅为冷藏的6％。 （3）无残留物:与化学保藏法相比，辐照过的食品不会留下任何残留物，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。 （4）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。正因为此，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。 3、缺点与局限性： （1）投资大, 及专门设备来产生辐射线（辐射源）， （2）安全防护并需要提供安全防护措施，以保证辐射线不泄露；对不同产品及不同辐照目的要选择控制好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。 （3）高剂量下的感观性状变化 （4）接受性由于各国的历史、生活习惯及法规差异，目前世界各国允许辐照的食品种类仍差别较大，多数国家要求辐照食品在标签上要加以特别标注。 二食品辐照保藏原理 一、食品辐照的物理学效应 1、原子能射线与物质的作用 原子能射线（γ射线）都是高能电磁辐射线“光子”，与被照射物原子相遇，会产生不同的效应。
食品辐照技术及其应用
(食品辐照技术及其应用) 系别 ______核工程与新能源技术系______ 年级 ______2015级_______ 专业 _______核工程与核技术______ 班级 ______核工程与核技术3班_______ 学号 ______201520401309_______ 学生姓名 ______李海江_______ 完成日期 ______2017.05.20_______
摘要 食品辐照技术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[1]。食品辐照时人类利用核技术开发出来的又一种新型食品加工保藏手技术，比现有保藏技术更优越性的一面，是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法[2]。 关键词：食品辐照技术、应用、优点
1.食品辐照技术原理[3]， 它是利用放射性60Co 或137Cs 发出的γ射线或利用电子加速器产生的电子束(最大能量10MeV) 或X射线(最大能量5MeV) 在一定的剂量范围内辐射食品，辐照在食品中引起一系列化学变化，可以杀灭食品中的害虫，消除食品中病原微生物及其它腐败细菌，或抑制食品的生理生化过程(发芽和成熟)，从而，达到杀虫、杀菌、抑制生理过程、提高食品卫生质量、保持营养品质及风味、延长货架期的目的[3]。 2.食品辐照技术优点 2.1 现有保藏技术的优缺点[1] （1）食品冷冻保藏，即低温保存。抑制微生物活动和减少酶活。优点是能够好保持新鲜食品原有的风味和营养价值，缺点是能耗大，需建立冷藏链； （2）食品罐藏，即提高温度杀灭微生物和酶。优点是绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏，缺点是热对风味组织结构和色泽有影响； （3）食品干藏降低水分活度（aw），控制微生物和减少酶活。优点是简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆，缺点是自然脱水后的食品难复水，易变色； （4）化学保藏即通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。优点是操作简便易行，缺点是化学物质残留。 2.2 食品辐照技术的优缺点 2.2.1 食品辐照技术优点 （1）对食品原有特性影响小 食品在受射线照射过程中升温甚微，从而可以保持食品原有的新鲜状态，甚至在冷冻状态下也能进行辐射处理。另外，射线穿透性强，能瞬间、均匀地到达处理对象内部，杀灭病菌和害虫，因此，辐射能够透过包装而对包内的食物、食物深处的作用对象（如病菌、虫）等产生作用，不仅可保证食品的食用卫生与安全，而且还大大减少了食品交叉污染现象的发生。 （2）安全、无化学物质残留 食品进行同位素辐射处理并非与同位素直接接触，因而并无放射性物质的直接污染；而且适当的辐射处理，不会使食品产生放射性。这与熏蒸杀虫及其他
第六章 食品辐射保藏
第六章食品辐射保藏 第一节概述 食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。 最大限度的减少食品的损失，使它在一定期限内不发芽、不腐败变质，不发生食品的品质和风味变化，由此可以增加食品的供应量，延长食品的保藏期。 辐射保藏技术是一门新的技术，比现有保藏技术有其优越性的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。 一、现有保藏技术的优缺点 1．食品冷冻保藏—低温。抑制微生物活动和减少酶活。 优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值； 缺点：能耗大，需建立冷藏链。 2．食品罐藏—提高温度杀灭微生物和酶。 优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏； 缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。 3．食品干藏—降低水分活度（a w），控制微生物和减少酶活。 优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆； 缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。 3．化学保藏—通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。 优点：操作简便易行。 缺点：化学物质残留。 二、辐射保藏的优越性（意义、特点） （1）食品在受辐射过程中温度升高甚微。因此，被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味和质地等方面与新鲜食品差别很小，特别适合于一些不耐热的食品和药品。 （2）射线穿透力强。在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，也节省了包装材料，避免再污染。 （3）射线处理过的食品不会留下任何残留物。与化学处理相比是一大特点。 （4）节省能源：据76年国际原子能机构（IAEA）通报的估计，食品采用冷藏需消耗能量为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，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴氏消毒0.76千瓦时/T。 （5）适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。多种体积的食品；不同状态，固体、液体。 （6）加工效率高、整个工序可连续化、自动化。 只要规模大，就能获得巨大的利益。 谷物20万吨以上，马铃薯2.5万吨以上，洋葱5000吨。 因此，辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方法，也是和平利用原子能的一个重要方面。
食品辐射保藏
第五章食品辐射保藏 第一节概述 一、食品辐射的意义 （一）、食品辐射保藏的定义：就是利用电离辐射的办法延长食品保藏时间，保障食品质量的一项物理保藏技术。经电离辐射照射的食品称为辐照食品。 （二）、食品辐射保藏的应用：食品辐射保藏可应用于新鲜肉类及其制品，水产品蛋及蛋制品、粮食、水果、蔬菜、调味品、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。从而可以最大限度地减少食品的损失，使它在一定限期内不发芽、不腐败变质、不发生食品的品质和风味的变化，由此可以增加食品的供应量，延长食品的保藏期。（三）、辐射保藏食品的特点 利用辐射对食品进行保藏有以下优缺点。 优点：①杀死微生物效果好，剂量可根据需要进行调节。②一定的剂量（＜5kGy＝照射不会使食品发生感官上的明显变化。③即使使用高剂量（＞10kGy）照射，食品中总的化学变化也很微小。④没有非食品物质残留，不污染环境，可提高食品卫生质量并有利于环保。⑤辐照食品是冷加工，产生的热量极少，可以忽略不计，可保持食品原有的特性如鲜度和风味。在冷冻状态下也能进行辐射处理。⑥放射线的穿透能力强、均匀、瞬间即逝，而且对其辐照过程可以进行准确控制。⑦食品进行辐照处理时，对包装无严格要求。 缺点：①经过杀菌剂量的照射，一般情况下，酶不能完全被钝化。②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。这些变化是因游离基的作用而产生的。③有些专家认为，辐照会诱发食品产生致突变、致畸形、致癌和有毒因子。后来的研究则认为这是没有根据的（197，FAO/IAEA／WHO Exβert Committee）。④辐射这种保藏方法不适用于所有的食品，要有选择性地应用。⑤能够致死微生物的剂量对人体来说是相当高的，所以必须非常谨慎，做好运输及处理食品的工作人员的安全防护工作。 为此，要对辐射源进行充分遮蔽，必须经常、连续对照射区和工作人员进行监测检查。 二、食品辐射的发展和国内外概况 自19世纪末就开始提出了X--射线的杀菌作用。但直到第二次世界大战以后，射线辐射保藏食品的研究和应用才有了实质性的开始。在一些国际组织如联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）、世界卫生组织（WHO）等的支持和组织下，进行国际协作研究。到1976年，有包括马铃薯、洋葱。大蒜、蘑菇、芦笋、草莓及其他动植物食品和调料等25种辐射处理的食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准，允许作为商品供一般食用。1976年日内瓦FAO－IAEA－WHO专家委员会宣布：经适宜剂量辐照的马铃薯小麦、鸡肉、番木瓜和草莓，对人体是无条件安全的，会上还暂定批准了辐照稻米、洋葱和鱼可作为商品供一般食用。这是国际组织对辐射处理食品的首次批准。 但应指出，辐射处理保藏食品不过是强化贮藏效果的一种措施，尤其对蔬菜、果品，辐射处理后仍须严密注意控制各种环境条件才有可能获得好的综合效益。 1、国际上辐射在食品上的利用，有关其有效性、安全性和经济性等方面的研究：①在用低剂量照射抑制马铃薯发芽方面，前苏联〔1958〕、加拿大（1960）、美国（1964）已获得了法律认可；②在防治小麦及面粉中的害虫方面，前苏联（1959）、美国（1963）也获得了法律认可。以联合国原子能机构为中心，并以联合国粮农组织和卫生组织协作的形式在食品辐射领域推动着国际性的合作，举行的第四届专门委员会会议作出的结论是：“用10kGy以下的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
食品的辐射保藏
第六章食品的辐射保藏 第一节概述 天然的辐射是无时无刻都在发生的自然想象，地球上所有的生命都在接受来自地球本身或外太空的宇宙射线的照射。19世纪人们就已经发现了辐射引起物质变化的现象，随着辐射生物效应研究的深入，人们发现高能辐射可以杀灭危害食品的微生物和害虫，由此引起了利用辐射保藏食品的研究。 辐射是指能量在空间和其他介质中的传递，存在形式有电磁波、粒子流等。辐射无处不在，是自然状态的正常现象。 按照频率从低到高(波长从长到短，能量从低到高)按次序排列，电磁波可以分为：音波、超音波、长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。以可见光为界，频率低于(波长长于)可见光的电磁波对生物体产生的主要是热效应，频率高于可见光的射线对生物体主要产生化学效应。 按辐射的效应分，可分为电离辐射与非电离辐射两类，一般人们通常提及的都是电离辐射，包括最令人闻之色变的核辐射。电离辐射是使物质产生电离作用的电磁辐射(如X射线、γ射线)，或粒子辐射(如α粒子、β粒子、质子等高速的带电微粒与不带电的中子流)，能量和频率都很高，波长很短。非电离辐射主要是热效应辐射，能量和频率比较低，波长比较长或者很长的辐射，通常是波长大于100纳米(nm)的电磁波，由于其能量低，不能引起水和机体组织电离，故称为非电离辐射，如可见光、电视电磁波、电脑电磁波、各种无线电波、声波、超声波、家电辐射等。人们日常生活中遇到的辐射与核辐射的原理是一致的，惟一不同的是强度没核辐射高。 一、食品辐照 是指利用电离辐射射线与食品相互作用产生的一系列物理化学和生物相应，达到延长食品保藏期和提高食品质量的保藏技术。 利用射线照射食品或原材料，杀菌，杀虫，防霉以及延迟新鲜食品某些生理过程，（抑制果实发芽，延迟后熟等作用）达到延长保藏时间，这样的操作过程就是食品辐照。 伦琴发现X射线，开始了电离射线对微生物的致死作用的研究，1912年瑞典首次对草莓进行辐射处理，1921年美国申请了第一分有关食品辐射保鲜食品技术的专利。 目前，食品的辐射保藏技术在国内外已经得到广泛应用。应用于，新鲜肉类及制品，粮食、水果蔬菜调味品的加工进行杀菌杀虫，抑制发言延迟后熟等，从而可以最大限度的减少食品的损失，使他在一定期限内不发芽，不腐败变质不发生品质和风味的变化。 二、食品辐照保藏的特点 长期以来人们采用干燥、加热、冷藏、罐藏、腌渍、化学处理等方法来保存食品以满足人们日常生活的需求，食品的辐照技术与传统方法相比具有特有的优越性，主要表现在1. 辐射处理过程食品温度升高很小，而且可以在常温或低温状态下进行，因此经过适当辐射处理的食品在质地和色香味方面变化较小，并且营养成分损失也比较小，有利于维持食品的质量 2. 辐照技术与加热杀菌相比，射线的穿透力强，也可以在包装及未解冻情况下辐照食品杀死深藏在食品内部的害虫、寄生虫、微生物等。 3. 辐照过的食品无需使用化学添加剂，无化学残留，不会留下非食品残留物，这是化学保藏无法比拟的。 4. 能耗低，节省能源，显著提高加工效率。 5. 适用范围广，不论食品是固态、液态、冻结状态、干货还是鲜活，大包装小包装还是散
《食品工艺学》复试试题库-辐射与化学保藏
《食品工艺学》复试试题库－辐射与化学保藏 一、名词解释： 1.高能电子射线：电子加速器利用电磁场作用，将电子加速到接近光速，使电子流能量达 到可以利用程度的电子射线为高能电子射线 2.吸收剂量：radiation dose 加工过程中，食品经过辐射区时吸收的辐射能量， 3.照射量：指X或Y射线在单位质量空气中产生的全部次级电子被完全阻留在空气中时 所产生的统一符号粒子的总电荷量。 4.电离辐射线：由原子核衰变产生的α、β、γ、X射线能使受辐射物质的原子发生电 离作用的能力，因而称为电离辐射线 5.电子加速器：利用电磁场作用，使电子获得较高能量，将电能转变成辐射能，产生高能 电子束或X射线的装置 6.光电效应：低能光子与吸收物质原子中的束缚电子相碰撞时，光子将全部能量转移给点 子，使其成为光电子，而光子自身被吸收，该效应为光电效应康普顿效应：γ射线和X 射线与电子发生碰撞，将一部分能量传递给点子，自身改变运动方向。 7.电子对效应：入社光子的能量大于粮店字的静止质量能，其与物质作用产生一对正负电 子 8.激发与电离：高能电子与束缚电子发生非弹性碰撞，使其跃迁至原子的较高能级上，这 一过程为激发；如果传递给电子的能量足以使其脱离电子成为自由电子，这一过程则为电离。 9.轫致辐射：入射电子不足以导致原子电离，束缚电子跃迁到高能轨道，回到基态时多余 能量以光子形式散射出来，这种辐射称轫致辐射 10.辐射完全杀菌(辐射阿氏杀菌，Radappertization) 这类杀卤可以达到商业无菌,辐射剂 量一般在10~50kGy辐射针对性杀菌(辐射巴氏杀菌，Radicidation) 辐射针对性杀菌能够完全杀死致病菌，并使杂茵量达标，辐射剂量一般在5~10kGy 11.辐射选择性杀菌(辐射耐贮杀菌，Radurization) 选择性杀菌能够杀死食品中腐败性微生 物，使食品表面腐败微生物数量显著降低,辐射剂量小于5kGy 12.辐射敏感性：由于生物种类、个体组织器官种类和个体在生命活动中所处发育阶段等的 不同，即使在辐射及环境条件完全相同的情况下，也会表现出明显的生物学效应的差别，这种差别被称为辐射敏感性
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
保藏练习题知识讲解
复习题 绪论及第二章 1、影响食品稳定的主要因素 2、简述食品保藏的基本原理 3、简述罐藏容器的种类和特点 4、说明镀锡薄钢板的结构。 5、圆罐号与罐的尺寸之间的关系？ 6、简述二重卷边的结构。 7、接缝焊锡和接缝电阻焊接工艺的主要区别。 8、简述罐装容器排气的作用、方法及特点。 9、低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？ 10、罐头食品腐败变质的原因有哪些？ 11、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？ 12、罐装食品加热的传热方式及特点。 13、了解罐头的杀菌装置。 第三章低温保藏 1、简述低温防腐的基本原理。 2、冻结速度与冰晶体分布的关系？速冻/缓冻对品质的影响/危害？ 3、干耗的定义、原因、危害、防止办法？ 4、汁液流失的原因和危害？
5、了解食品冷藏的常用方法。 6、食品冷藏过程中发生哪些质量的变化？ 7、冷藏食品回热技术的关键是什么？ 8、冻结温度曲线的三个阶段及生产中注意事项？速冻的意义？ 9、了解冻结对食品品质的影响。 10、冻藏食品的T.T.T概念的含义及实际应用意义。 11.解释NaCl-H2O的冻结曲线。 第四章食品的干藏 1、名词 食品的干藏；自由水；结合水；水分活度 最低水分活度； 导湿性；导湿温性；升华干燥；均湿处理；食品的复原性和复水性 2、简述食品中水分存在形式。 3、水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？ 4、简述食品干制的原理。 5、举例说明常用食品干制方法。 6、简述冷冻干燥的原理、特点及应用。 7、干制对食品品质有何影响? 8、合理选用干燥条件的原则是什么？ 9、在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，是什么原因，如何控制？
食品的其他保藏-化学保藏
2.4食品的化学保藏 ?食品化学保藏概述 ?食品防腐剂简介 ?常见食品防腐剂 1.1 食品化学保藏的定义与任务 ?食品化学保藏(定义)：就是在食品生产和储运过程中使用食品添加剂提高食品的耐 藏性和尽可能保持它原来品质的措施，主要作用就是保持或者提高食品品质和延长食品保藏期。 ?主要任务：保持品质和延长保藏时间。 ?食品的变质腐败不一定都与微生物有关，氧化和自溶酶的作用都会引起食品变质腐 败，食品化学保藏剂就涉及防腐剂、杀菌剂和抗氧化剂等。 ?食品中添加少量的化学品后就能在室温条件下延缓食品的腐败变质； ?与其它食品保藏方法(罐藏、冷冻保藏、干制)相比，具有简便而又经济的特点； ?许多化学制品须控制用量，通常只能控制或延缓微生物生长或只能在短时间内延缓 食品的化学变化，属于暂时性或辅助性的保藏方法； ?化学制品的安全性问题： ?添加到食品中的化学制品在用量上受到限制(安全问题、对食品风味的不良影响)； ?不是全能的，只能在一定时期内防止食品变质； ?化学保藏剂添加的时机要掌握，时机不当就起不到预期的作用； ?第一节：食品防腐剂(Food Preservatives) ?防腐剂应该符合以下标准： ?1）合理使用对人体健康无害； ?2）不影响消化道菌群； ?3）在消化道内可降解为食物的正常成分； ?4）不影响药物特别是抗菌素的使用； ?5）对食品热处理时不产生有害成分。 ?食品防腐剂的作用机理 ?①破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性，使微生物体内的酶类和代谢 产物逸出细胞外，导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。 ?②防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的琉基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干 扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。 ?③其他作用：包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致 其他的生理作用不能进行等。 ?食品防腐剂的分类 ?一：化学（合成）防腐剂： ? a.无机防腐剂 ? b.合成有机防腐剂 二：天然抗菌剂： a.植物源天然抗菌剂 b.动物源天然抗菌剂 c.微生物源天然抗菌剂 ? 1.无机防腐剂 ?（1）二氧化硫
食品辐射保藏技术
第七章食品辐射保藏技术 【重点】：1、了解国内外辐射保藏技术的发展概况。 2、了解辐射保藏对食品成分的影响。 3、了解辐射保藏的卫生安全。 4、掌握辐射保藏技术的特点。 【难点】：辐射对食品成分及安全性的影响 第一节概述 食品货架期目的的一种食品保藏方法。 与微波的区别： 辐射是利用原子核衰变产生的电磁波来处理食品，而微波则是将电能转化为电磁波来处理食品。 一、辐射保藏的特点 ●是“冷杀菌”，有利于保持食品的原有品质。 ●能耗低。 ●不留任何残留物，不污染环境。 ●穿透力强，杀虫、灭菌彻底。 ●可以改进某些食品的工艺和质量。如：酒类的辐射陈化，牛肉照射后更加嫩滑，大豆照射后更易消化等。 ●酶、细菌芽孢和病毒等对辐射的抵抗力较强。 ●不适用于所有食品，且对敏感食品的品质有影响。 ●投资较大，安全防护要求高。 二、国内外食品辐射技术的应用概况 ●1896年，亨利·贝克莱在研究各种物质的磷光现象时，发现了放射性。 ●1896年，伦琴发现了X射线，并对这种射线的特性做了完整而准确的计算。 ●1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化合物发射类似的射线。同时居里夫妇从铀盐中分离出了一个 新元素，取名镭(由拉丁词radius而来，意为射线)。 ●1921年斯彻瓦特日获得X射线杀菌专利。 ●美国最早于本世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究，当时主要是用于军事上。1943年发表了 对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。
●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。 ●在国际原子能机构(IAEA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的倡议下，1970年在巴黎成立了 “食品辐射(照)国际计划”(IFIP)，先后共有24个国家参加该计划，分工协作进行研究。 第二节辐射对食品成分的影响 一、水 大多数食品均含有丰富的水分，水也是构成微生物、昆虫等生物体的重要成分，食品经辐射引起的水分变化十分复杂。 ●水对辐射很敏感，辐射后被激活，与食品中其他成分发生反应。 ●水辐射后的最终产物是氢气和过氧化氢。 二、氨基酸、蛋白质 ●辐射后的产物与氨基酸的种类、放射线剂量及有无氧气和水分有关。 ●辐射干燥状态氨基酸，其主要产物是氨气。 ●会造成蛋白质结构发生变化和产品风味降低。 ●不会造成肉类蛋白质的损失，但会发生褐变。 ●在水产、小麦、牛奶等食品中，会发生不同程度的变性。 蛋白质 结构破坏辐射交联辐射降解 蛋白质辐照时交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易觉察。 酶酶的主要组成部分是蛋白质，所以辐射对酶所引起的作用与蛋白质类似，酶中所含的巯基(-SH)由于容易氧化会增大酶对辐射的敏感性，但在复杂的食品体系中，由于其他物质的伴生存在而使酶得以保护，欲使酶钝化需要相当大的辐射剂量。 提高温度会增强酶稀夜的敏感性，照射温度对胃蛋白酶的失活有显著影响。 三、糖类 糖类在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物的形成。 ●低分子糖类，随着放射剂量增加，旋光度减少，发生褐变，还原性及吸收光谱均发生变化。 ●多聚糖则被降解为葡萄糖、麦芽糖、糊精等。 ●在商业水平的照射剂量下，糖类的变化及其微小。 ●照射后，低分子糖类会产生H2、CO、CO2、CH4等气体，多聚糖则会产生H2、CO、CO2等气体。
食品辐照保藏知识
食品辐照保藏 1辐照保藏的原理 食品辐照技术是一种用电离辐射照射的方法来保藏食品,以达到抑制食品发芽、杀虫、灭菌、调节熟度保持食品鲜度和卫生、延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品目的的一项技术。食品在辐照过程中，通过辐射区域时所吸收的能量称为辐照剂量，通常以Gray或kiloGray(kGy)为计量单位(1Gray=0．001 kGy=1J／k曲。 2 辐照保鲜技术的生物效应及机理 ●利用高能射线的电离能力和强大的穿透能力，引起生物体内部分子和原子 的激发和电离，从而扰乱了生物体正常的新陈代谢，抑制了生命和酶的活动。 ●辐射处理可以杀灭食品中的微生物和昆虫，而对食品本身的营养价值并无 明显的影响。 2.1 生物学效应 （1）使细胞分子产生辐射诱变，干扰微生物代谢，特别是其中脱氧核糖核酸的合成受影响； （2）破坏微生物细胞内膜，引起微生物酶系统紊乱，导致微生物死亡； （3）水分子受辐射后离子化，形成—H、—OH、—HO 2、—H 2 O 2 等基团，这些中间 产物能在不同途径中参与化学反应，在水基团的作用下，生物活性物质钝化，细胞受损，当损伤达一定程度后，微生物细胞生活机能完全丧失。 2.2 生理学效应 通过辐射水平来抑制其后熟期，其机理主要是改变水果体内乙烯的产生率而影响其生理活动。辐照还可以改变蔬菜的呼吸强度，防止细胞老化，其效果与辐射剂量有关。同时，也可延滞果蔬种子的萌发。 ●电离辐射对微生物的直接作用 ●电离辐射对微生物的间接作用 被激活的水分子或电离的游离基与微生物体内的活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。
病毒:一般采用加热和辐照并举的方法，可有效抑制病毒的活动。 细菌:辐照剂量愈高，对细菌的杀灭率愈强。 霉菌和酵母菌:对辐照的敏感性与无芽孢细菌相同。 ●电离辐射对虫类的作用 昆虫辐照的损伤作用:致死、缩短寿命、不育、延迟发育、减少进食和抑制呼吸。 寄生虫辐照剂量（猪旋毛虫） 3~5kGy致死 0.2~.03 kGy抑制生长 0.12kGy不育 2.3 化学效应 表达:用G表示辐照化学效应的强弱。 G值：物质吸收100eV能量所产生化学变化的分子数。 直接作用（初级辐射）:主要是由射线与基质直接碰撞，使之形成离子、激发态分子或分子碎片。 间接作用（次级辐射）:初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。 辐射处理的食品也会发生若干化学变化，而且剂量越大，变化程度也越大。在果蔬食品中，含有不饱和脂肪酸的脂肪发生了氧化变化；碳水化合物有可能因辐照而使糖水解，以及使糖和淀粉氧化和降解；蛋白质中的部分氨基酸可能要发生分解、氧化，部分蛋白质分子发生交联或裂解。但在适当的剂量下，这些变化不明显，而且这些变化在采用其它方法加工或处理时也同样存在。其中果蔬食品 中的维生素对辐照较为敏感。脂溶性以Ｖ Ｅ和Ｖ Ｋ 对辐照最敏感，水溶性以Ｖ Ｃ 和 Ｖ Ｂ对辐照最敏感，只有Ｖ Ｂ5 对辐照不敏感。但维生素的破坏程度均比热处理小， 如果冷冻状态下照射，其维生素敏感性显著下降。只有食品受到25～50ｋＧＹ辐射后，其维生素的破坏程度与热处理相同。 3. 辐射对食品成分的影响 3.1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。 水分子的电离和激发