食品辐照_精品文档Word下载.doc

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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。

（1）电离作用

光子与被照射物质原子中的电子相遇，把全部能量交给电子（光子被吸收），使电子脱离原子成为光电子（e）。

（2）康普顿散射

如射线的光子与被照射物的电子发生弹性碰撞，当光子的能量略大于电子在原子中的结合时，光子把部分能量传递给电子，自身的运动方向发生偏转，朝着另一方向散射，获得能量的电子（也称次电子，康普顿电子），从原子中逸出，上述过程称康普顿散射（Comptonscattering）

（3）湮没辐射（电子对效应）

光子能量较高（>

1.02MeV）时，光子在原子核库仑场的作用下会产生电子和正电子对（正电子和一个电子结合）而消失，产生湮没辐射。

湮没辐射发出两个光子，每个光子能量为0.5lMeV。

光子的能量越大，电子对的形成越显著。

（4）感生放射

射线能量大于某一阈值，射线对某些原子核作用会射出中子或其他粒子，因而使被照射物产生了放射性（radioactivity），称为感生放射性。

能否产生感生放射性，取决于射线的能量和被辐照射物质的性质，如

10.5MeV的γ射线对14N照射可使其射出中子，并产生N的放射性同位素；

18.8MeV的γ射线对12C照射，可诱发产生放射线；

15.5MeV的γ射线对16O照射，下可产生放射线。

因此，为了引起感生放射作用。

食品辐照源的能量水平一般不得超过10MeV。

2、电子射线的作用

（1）库仑散射

当辐射源射出的电子射线（高速电子流）通过被照射物时，受到原子核库仑场的作用，会发生没有能量损失的偏转，称库仑散射。

库仑散射可以多次发生，甚至经过多次散射后，带电粒子会折返回去，发生所谓的“反向散射”。

（2）电子激发与电离

能量不高的电子射线能把自己的能量传递给被照射物质原子中的电子并使之受到激发。

若受到激发的电子已达到连续能级区域，它们就会跑出原子，使原子发生电离。

电子射线能量越高，在其电子径迹上电离损耗能量比率（物理学称线性能量传递）越低：

电子射线能越低，在其电子径迹上电离损耗能量比率反而越高。

（3）轫致辐射

电子射线在原子核库仑场作用下，本身速度减慢的同时放射出光子，这种辐射称轫致辐射。

轫致辐射放出的光子，能量分布的范围较宽，能量很大的相当于γ射线的光子，能量较大的就相当于X射线光子，这些光子对被照射物的作用如同γ射线与X射线。

若放射出的光子在可见光或紫外光范围，就称之为契连科夫（Cerenkov）效应。

该效应放出的可见光或紫外线，对被照射物的作用就如同日常可见光或紫外线。

（4）电子射线最终去向

电子射线经散射、电离、轫致辐射等作用后，消耗了大部分能量，速度大为减慢，有的被所经过的原子俘获，使原子或原子所在的分子变成负离子；

有的与阳离子相遇，发生阴、阳离子湮灭，放出两个光子，其光子对被照射物的作用与上述的光子一样。

二、食品辐照的化学效应

1、一般情形

辐照的化学效应是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。

初级辐射与次级辐射化学变化：

初级辐射是使被照射物质形成离子、激发态分子或分子碎片，由激发分子可进行单分子分解产生新的分子产物或自由基，而转化成较低的激发状态。

次级辐射是初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。

2、化学效应强弱的表示

常用G值表示。

G是指被照射物质中每吸收l00eV能量所产生化学变化的分子数量或分解和形成的物质（分子、原子、离子和原子团等）的数量。

如麦芽糖溶液经过辐照发生降解的G值为4.0，则表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐射能，就有4个麦芽糖分子发生降解。

不同物质的G值可能相差很大。

G值大，辐照引起的化学效应较强烈；

G值相同者，吸收剂量大者引起的化学效应较强烈。

3、水在化学效应中作用

食品及其他生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等。

水分子对辐射很敏感，对于一般食品或新鲜食物水分子首先被激活，然后由活化了的水分子与食品中其他成分发生反应。

食品（微生物、昆虫等生物体）多含丰富水分，由γ和X射线产生的快电子能够沿着它们的径迹无区别地激发和电离所遇的分子（水分子为最）。

4、水的辐射化学

水受辐射后可产生的总效应：

5、水辐射产物的间接作用

水辐射效应的后重要性在于：

电离形成的中间产物（如：

高度活性的e-水化、OH·

、和H·

等），会导致食品和其他生物物质发生变化（水的间接作用）。

对稀水溶液．间接作用可能是化学变化的唯一重要原因，甚至在水含量低的体系中，间接作用仍然是主要的影响因素。

三、食品辐照的生物学效应

1、微生物

辐射杀菌主要目的是降低或杀灭食品中的腐败微生物及致病微生物

（1）影响辐射对微生物作用的因素

a辐照量

b种类及状态

c菌株浓度（含菌量）

d环境（介质化学成分和物理状态）

e辐照后的贮藏条件等。

（3）电离辐射杀菌所需剂量

电离辐射杀灭微生物一般以杀灭90％微生物所需的剂量（Gy）来表示，即残存微生物数下降到原菌数10％时所需用的Gy剂量，并用D10值来表示。

当知道D10值时，就可以按下式确定辐照灭菌的剂量（D值）。

（4）细菌

细菌对辐照敏感性因种类不同而异。

剂量越高，杀灭率越高。

（5）酵母与霉菌

酵母与霉菌对辐照的敏感性与非芽孢细菌相当。

种类不同，其辐照敏感性也有差异。

杀灭引起水果腐败和软化的霉菌所需的剂量常高于水果的耐辐照量，对酵母也有类似状况，通过热处理或其他方法再结合低剂量辐照可克服上述缺陷。

（6）病毒

通常要求使用高剂量辐照（水溶液状态30kGy，干燥状态40kGy）才能使其钝化，过高的剂量时对新鲜食品的质量有影响，因此常用加热与辐照并举的方法，降低辐照剂量及抑制病毒的活性。

2、酶

多数食品酶非常耐辐射（其D10达50kGy）这给食品的辐照灭酶保藏带来一定的限制。

酶的耐辐射性可用于酶制剂辐射杀菌消毒，则具有比热处理方法优越的特点。

3、虫类

（1）昆虫

昆虫的辐射效应与其细胞构成密切相关。

成虫的性腺细胞对射线相当敏感，低剂量就可起绝育或遗传紊乱等效果，稍高剂量就可将昆虫杀死。

损伤作用表现形式：

致死、“击倒”（貌似死亡，随后恢复）、缩短寿命、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。

这些作用都在一定的剂量水平发生，而在某些剂量（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。

（2）寄生虫：

猪旋毛虫（trichinosis）不育0.12kGy，

抑制生长0.2～0.3kGy，

致死7.5kGy；

牛肉涤虫（beeftapeworm）致死3～5kGy。

4、果蔬

辐照处理呼吸高峰前的果实，可干扰其乙烯的合成，抑制其高峰的出现，延长果实的贮存期。

辐照水果可产生的化学成分变化：

如VC破坏；

原果胶变成果胶质和果胶酸盐；

纤维素及淀粉的降解；

某些酸的破坏及色素的变化等。

辐照对新鲜蔬菜作用效果：

与种类和剂量有关。

可以改变蔬菜的呼吸率，防止老化，改变化学成分。

如辐照马铃薯，在辐照后的短期内能快速且大量地增加其摄氧率，但随后又下降。

若采用极低或很高的剂量并不产生这种效应。

马铃薯、洋葱等经辐照后可抑制发芽，辐照使组织内脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）受到损伤，干扰了ATP的合成，植物体生长点上的细胞不能发生分裂，而抑制了植物体发芽。

辐照蘑菇可防止开伞，延长保鲜期。

三辐照对食品质量的影响

一、蛋白质

变性：

射线会使某些蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等断裂，从而使蛋白质的三级结构和二级结构遭到破坏，导致蛋白质变性。

一级结构：

辐照也会促使蛋白质的一级结构发生变化，除了-SH氧化外，还会发生脱（α-）氨基作用、脱（α-）羧作用和氧化作用。

交联：

蛋白质水溶液经射线照射会发生交联，由巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键，也可以由酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生。

交联导致蛋白质发生凝聚作用，甚至出现一些不溶解的聚集体。

降解：

用X射线照射血纤蛋白会引起部分裂解，产生较小的碎片。

卵清蛋白在等电点照射也发现黏度减小（发生了降解）。

降解与交联同时发生，往往交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易察觉。

含蛋白质食品辐照变化的复杂性：

因为很可能这种食品的全部成分都吸收电离辐射线而发生化学变化，再对蛋白质作用，同时全部成分的辐射产物之间也可能发生相互作用。

高剂量辐照含蛋白质食品，如肉类及禽类、乳类，常会产生变味（辐照味），已鉴定出各种挥发