第四章食品輻射保藏技術(shù)

1、 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)第四章第四章 第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù) 第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)v問題一問題一食品輻射保藏技術(shù)的特點何在？v問題二問題二輻射保藏對食品的成分會產(chǎn)生什么影響？v問題三問題三輻射技術(shù)在食品保藏中有哪些應用？第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.概述概述 v1.1.食品輻射保藏的概念 利用原子能射線照射食品，對食品進行殺菌、滅蟲、抑制鮮活食品的生命活動等處理以延長食品保藏期的方法。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.2 電離輻射的作用電離輻射的作用 v電離輻射的物理效應電離輻射的物理效應v電離輻射

2、的化學效應電離輻射的化學效應v電離輻射的生物學效應電離輻射的生物學效應第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.2.1 電離輻照的物理學效應電離輻照的物理學效應x x射線射線和和射線與物質(zhì)的作用射線與物質(zhì)的作用v光電效應光電效應 低能光子（00.5MeV）與物質(zhì)的原子作用，被照物質(zhì)原子中的電子脫離原子成為光電子。v康普頓散射康普頓散射 當光子的能量（0.51.5MeV）略大于電子在原子中的結(jié)合能時，產(chǎn)生低能量光子和康普頓電子。v電子對效應。電子對效應。 當射線的光子能量較高時（1.022MeV） ，產(chǎn)生的正負電子。h hTeMMh第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)射線和射線

3、和 x x 射線與物質(zhì)的作用射線與物質(zhì)的作用v當射線的能量大于某一閾值時當射線的能量大于某一閾值時，可使被照射物產(chǎn)生可使被照射物產(chǎn)生誘感放射性。誘感放射性。注意： 為了嚴格防止輻射食品誘發(fā)產(chǎn)生放射性，必須謹慎選用不產(chǎn)生誘感放射性的輻射源，食品輻照采用的射線能量水平一般不超過10MeV。 第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)帶電粒子與物質(zhì)的作用帶電粒子與物質(zhì)的作用v電子射線通過被照射物時，可發(fā)生：電子射線通過被照射物時，可發(fā)生： 激發(fā)、電離 使被照物原子中的電子被激發(fā)或脫離原子； 庫侖散射 彈性碰撞，發(fā)生沒有能量損失的偏轉(zhuǎn)； 軔致輻射 非彈性碰撞，動能轉(zhuǎn)變，放射出光子。 湮滅輻射 與反

4、粒子碰撞，發(fā)生湮滅，放出兩個光子。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.2.2 電離輻射的化學效應電離輻射的化學效應v表達表達 用G表示輻照化學效應的強弱。 G值：物質(zhì)吸收100eV能量所產(chǎn)生化學變化的分子數(shù)。v直接作用直接作用（初級輻射初級輻射） 主要是由射線與基質(zhì)直接碰撞，使之形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片。v間接作用間接作用（次級輻射次級輻射） 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。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.2.3 電離輻射的生物學效應電離輻射的生物學效應v電離輻射對微生物的直接作用微生物被照射分子的離子化DNA損傷代謝異常細胞組織死亡v

5、電離輻射對微生物的間接作用 被激活的水分子或電離的游離基與微生物體內(nèi)的活性物質(zhì)相互作用，而使細胞生理機能受到影響。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)電離輻射對微生物的作用電離輻射對微生物的作用v病毒病毒 一般采用加熱和輻照并舉的方法，可有效抑制病毒的活動。v細菌細菌 輻照劑量愈高，對細菌的殺滅率愈強。v霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌 對輻照的敏感性與無芽孢細菌相同。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)電離輻射對蟲類的作用電離輻射對蟲類的作用v昆蟲昆蟲 輻照的損傷作用 致死、縮短壽命、不育、延遲發(fā)育、減少進食和抑制呼吸。v寄生蟲寄生蟲 輻照劑量（豬旋毛蟲） 35kGy致死 0.2

6、.03 kGy抑制生長 0.12kGy不育第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)電離輻射對植物的作用電離輻射對植物的作用v干擾乙烯合成，抑制高峰期的出現(xiàn)；v改變果蔬的呼吸率，防止老化；v使水果中的化學成分發(fā)生變化；v組織褐變v抑制發(fā)芽第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù) 影響輻射殺菌的因素影響輻射殺菌的因素v使用同一種輻射源，在相同的輻射劑量下，影響輻射殺菌效果的因素有：va.微生物的種類與菌齡vb.最初污染菌數(shù)vc.介質(zhì)的組成vd.氧氣ve.食品的物理狀態(tài)第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.3.食品輻射保藏的機理食品輻射保藏的機理 v利用高能射線的電離能力和強

7、大的穿透能力，引起生物體內(nèi)部分子和原子的激發(fā)和電離，從而擾亂了生物體正常的新陳代謝，抑制了生命和酶的活動。v輻射處理可以殺滅食品中的微生物和昆蟲，而對食品本身的營養(yǎng)價值并無明顯的影響。 第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.3.食品輻射保藏的機理食品輻射保藏的機理 v 食品輻照時，微生物或昆蟲一般多集中在食品的表層，故它們和食品表層最先接受射線的作用。v 在適量的輻射劑量下，食品內(nèi)發(fā)生變化的分子、原子占食品分子的極少數(shù)。v 分子的微小變化，都可能導致生物酶的失活，生理生化反應的延緩或停止，新陳代謝的中斷、生長發(fā)育停頓、生命受到威脅，甚至死亡，因而對生命活動影響較大。v 然而，作為動

8、物性食品原料已無生命失去新陳代謝能力，植物性食品雖然有生命存在但新陳代謝非常緩慢，因此能發(fā)生變化的極少數(shù)分子對食品產(chǎn)生的影響很小，有的幾乎不產(chǎn)生影響。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.4.輻射保藏的特點輻射保藏的特點v殺菌效果好；v食品的品質(zhì)變化小；v應用范圍廣，無殘毒；v節(jié)能，操作簡便，生產(chǎn)效率高；v很難使食品中的酶失活；v具有適宜能量的射線種類很少；v安全性問題。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2. 輻射對食品成分的影響輻射對食品成分的影響v電離輻射引起水分子的變化電離輻射引起水分子的變化v輻射對蛋白質(zhì)與氨基酸的影響輻射對蛋白質(zhì)與氨基酸的影響v輻射對糖類的影響

9、輻射對糖類的影響v輻射對脂類的影響輻射對脂類的影響v輻射對維生素的影響輻射對維生素的影響第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2. 輻射對食品成分的影響輻射對食品成分的影響v2.1電離輻射引起水分子的變化電離輻射引起水分子的變化 水分子對輻射很敏感，被活化的水與其他有機物反應，產(chǎn)生輻射的間接效應。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2. 1電離輻射引起水分子的變化電離輻射引起水分子的變化v水分子的電離和激發(fā)v激發(fā)分子分解產(chǎn)生自由基v一部分水化電子與水生成自由基v自由基相互反應：eOHOH22OHHOH*2OHHOHe2水化*22OHOHOHOH2*2OHOHH222OHOHO

10、H2HHH第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2.1 電離輻照引起水分子的變化電離輻照引起水分子的變化v水化電子之間、水化電子與自由基之間反應v水輻射的化學效應可概括為： OHHeeOH2222水化水化OHOHe水化 OHHHeOH22水化水化OHOHHeHOHOH322227 . 271. 045. 07 . 255. 07 . 2第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2.2 輻射對輻射對蛋白質(zhì)與氨基酸的影響蛋白質(zhì)與氨基酸的影響v化學變化化學變化 蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)破壞、輻射交聯(lián)、輻射降解 氨基酸經(jīng)輻射發(fā)生脫氨基、氧化和脫羧反應； 導致蛋白質(zhì)分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降

11、低等變化。v對食品品質(zhì)的影響對食品品質(zhì)的影響 蛋白質(zhì)因輻射而變性雖然只是很少部分，但仍可引起物理化學及感官的變化。 低溫輻射可減少風味的降低。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2. 3 輻射對輻射對糖類糖類的影響的影響在輻射過程中發(fā)生的變化主要是降解作用和輻解產(chǎn)物的形成。蛋白質(zhì)和氨基酸對糖類輻解有保護作用。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)2. 3 輻射對輻射對糖類糖類的影響的影響輻射不同固態(tài)糖類的主要輻解產(chǎn)物輻射不同固態(tài)糖類的主要輻解產(chǎn)物 糖糖輻解產(chǎn)物輻解產(chǎn)物G值值500krad時濃度時濃度(10mgkg-1)葡萄糖葡萄糖甲醛甲醛0.060.095 乙醛乙醛 丙酮丙酮

12、 葡糖醛酸葡糖醛酸0.44.1 葡糖酸葡糖酸0.88.2 5-脫氧葡糖酸脫氧葡糖酸0.323果糖果糖甲醛甲醛2.54蔗糖蔗糖甲醛甲醛0.160.25 果糖果糖 葡萄糖葡萄糖 甘露糖醇甘露糖醇甲醛甲醛0.81.26 果糖果糖0.565.2第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)脂肪酸長鏈中C-C鍵斷裂；受輻射感應而發(fā)生自動氧化（不飽和脂肪酸）； 發(fā)生非自動氧化性的輻射分解 。2.5.輻射對輻射對維生素的影響維生素的影響水溶性維生素對輻照的敏感性（P173）；脂溶性維生素對輻照均很敏感。其損失率隨著輻射劑量的增大而增大。 2.4.輻射對輻射對脂類的影響脂類的影響第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)

13、食品輻射保藏技術(shù)3.輻射技術(shù)在食品保藏中的應用輻射技術(shù)在食品保藏中的應用3.1.輻射源輻射源a. 放射性同位素60Co輻射源： 經(jīng)衰變后放出兩個能量不同的光子 特點：特點： 價格較便宜； 操作使用與維修方便； 對防護設(shè)備要求高。OC6027iN6028MeV306. 0MeV173. 11MeV333. 12年27. 521t第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.輻射技術(shù)在食品保藏中的應用輻射技術(shù)在食品保藏中的應用3.1.輻射源輻射源a. 放射性同位素137Cs輻射源： 經(jīng)衰變后放射出一個光子。 特點：特點： 可從廢料中提取； 裝置成本高； 防護困難。SC13755aB13756M

14、eV512. 01MeV173. 12MeV661. 0年17.3021t第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.輻射技術(shù)在食品保藏中的應用輻射技術(shù)在食品保藏中的應用v3.1.輻射源輻射源b.電子加速器 利用電磁場使帶電粒子獲得很高的速度，從而將電能轉(zhuǎn)化為高能電子射線或x射線的裝置。 第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)靜電加速器靜電加速器1.球形高壓電極 2.支架3.真空加速管 4.輸電帶5.電子槍 6.直流高壓電源7.電刷 8.金屬靶9.均壓環(huán) 10.轉(zhuǎn)軸 11.真空泵靜電加速器結(jié)構(gòu)原理圖特點：射線強度高，可調(diào)；無射線污染，易控制可檢修；防護簡單；照射不均勻；裝置復雜造

15、價高。第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.2. 在食品保藏中的應用在食品保藏中的應用3.2.1. 食品輻射殺菌的類型食品輻射殺菌的類型 輻射耐貯殺菌（Radurization） 低劑量照射（平均輻射劑量在1kGy以下） 輻射巴氏殺菌（Radicidation） 中劑量照射（平均輻射劑量在110kGy之間） 輻射商業(yè)殺菌（Radappertization） 高劑量照射（平均輻射劑量在10 50kGy之間）抑制發(fā)芽；殺滅昆蟲和寄生蟲；延緩水果和蔬菜的后熟過程殺菌、防腐；延長保藏期；改良食品的工藝品質(zhì)香料、調(diào)味品的商業(yè)殺菌第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.2.2. 食品

16、輻射保藏的工藝流程食品輻射保藏的工藝流程采收或宰殺預處理包裝運輸貯存輻照品質(zhì)檢查劑量控制品質(zhì)檢查第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)輻照裝置輻照裝置輻照裝置簡圖第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.2.3. 典型食品輻照工藝典型食品輻照工藝食品處理目的采用劑量處理條件豬肉淡水鱸魚番木瓜鮮雞蛋馬鈴薯、洋蔥谷類調(diào)味品殺滅細菌、昆蟲延長保藏期控制霉菌、乙烯殺滅沙門氏菌抑制發(fā)芽殺蟲、滅霉菌商業(yè)殺菌45kGy12kGy0.75kGy10kGy0.050.15kGy24kGy1520kGy加熱70滅酶3以下輻照5060水洗3輻照第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.2.4 輻照食品的包裝輻照食品的包裝v目的目的 調(diào)節(jié)氣體氛圍； 防止污染； 提高輻照效率。v要求要求 透氣性低、機械強度高、密封性能好、防潮、耐熱、耐輻射。v材料材料第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.3. 輻射食品的安全性輻射食品的安全性v放射性污染放射性污染 誘感放射性 由電離輻射使食品中某些元素產(chǎn)生的放射性。v毒性物質(zhì)的生成毒性物質(zhì)的生成 未確證會產(chǎn)生有毒、致癌、和致畸物質(zhì)。v微生物類發(fā)生變異的危險微生物類發(fā)生變異的危險 不會增加細菌、酵母菌和病毒的致病性。v對營養(yǎng)物質(zhì)的破壞對營養(yǎng)物質(zhì)的破