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)第六章第六章 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(diǎn)何在？v問題二問題二輻射保藏對(duì)食品的成分會(huì)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(yīng)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(duì)食品進(jìn)行殺菌、滅蟲、抑制鮮活食品的生命活動(dòng)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.輻射保藏的特點(diǎn)輻射保藏的特點(diǎn)v殺菌效果好；v食品的品質(zhì)變化??；v應(yīng)用范圍廣，無

2、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不能適用于所有食品；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)1.3 電離輻射的作用電離輻射的作用 v電離輻射的物理效應(yīng)電離輻射的物理效應(yīng)v電離輻射的化學(xué)效應(yīng)電離輻射的化學(xué)效應(yīng)v電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)1.3.1 電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)x x射線和射線和射線與物質(zhì)的作用射線與物質(zhì)的作用v光電效應(yīng)光電效應(yīng) 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

3、射 當(dāng)光子的能量（0.51.5MeV）略大于電子在原子中的結(jié)合能時(shí)，產(chǎn)生低能量光子和康普頓電子。v電子對(duì)效應(yīng)。電子對(duì)效應(yīng)。 當(dāng)射線的光子能量較高時(shí)（1.022MeV） ，產(chǎn)生的正負(fù)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)電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)v當(dāng)射線的能量大于某一閾值時(shí)當(dāng)射線的能量大于某一閾值時(shí)，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(yán)格防止輻射食品誘發(fā)產(chǎn)生放射性，必須謹(jǐn)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和 x 射線能量水平一般不超過5MeV。 由電離輻射使食品中某些元素產(chǎn)生的放射性。第六章第六章 食品輻

4、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(shí)，可發(fā)生：電子射線通過被照射物時(shí)，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(dòng)能轉(zhuǎn)變，放射出光子。 湮滅輻射 與反粒子碰撞，發(fā)生湮滅，放出兩個(gè)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)1.3.1電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)電離輻照的物理學(xué)效應(yīng)vx x射線和射線和射線與物質(zhì)作用時(shí)，可發(fā)生：射線與物質(zhì)作用時(shí)，可發(fā)生： 光電效應(yīng)光電子 康普頓散射低能量光子和康普頓電子 電子對(duì)效應(yīng)正負(fù)電子v帶點(diǎn)粒子帶點(diǎn)粒子（電子射線）與物質(zhì)

5、作用時(shí)，可發(fā)生：與物質(zhì)作用時(shí)，可發(fā)生： 激發(fā)、電離電子被激發(fā)或脫離原子 庫侖散射發(fā)生偏轉(zhuǎn) 軔致輻射放射出光子 湮滅輻射放出兩個(gè)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)1.3.2 電離輻射的化學(xué)效應(yīng)電離輻射的化學(xué)效應(yīng)v表達(dá)表達(dá) 用G表示輻照化學(xué)效應(yīng)的強(qiáng)弱。 G值：物質(zhì)吸收100eV能量所產(chǎn)生化學(xué)變化的分子數(shù)。v直接作用直接作用（初級(jí)輻射初級(jí)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(jí)輻射次級(jí)輻射） 初級(jí)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)1.3.3 電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)電離輻射

6、的生物學(xué)效應(yīng)v電離輻射對(duì)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(xì)胞組織死亡v電離輻射對(duì)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(xì)胞生理機(jī)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(duì)微生物的作用電離輻射對(duì)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(dòng)。（殺滅病毒的輻射劑量：3040kGy)v細(xì)菌細(xì)菌 輻照劑量愈高，對(duì)細(xì)菌的殺滅率愈強(qiáng)。v霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌 對(duì)輻照的敏感性與無芽孢細(xì)菌相同。輻射劑量見P168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(duì)蟲類的作用電離輻射

7、對(duì)蟲類的作用v昆蟲昆蟲 輻射的損傷作用 致死、縮短壽命、不育、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食和抑制呼吸。（輻射劑量1kGy)v寄生蟲寄生蟲 輻射劑量（豬旋毛蟲） 35kGy致死 0.2.03 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(duì)植物的作用電離輻射對(duì)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抑制發(fā)芽v使水果中的化學(xué)成分發(fā)生變化；v組織褐變第六章第六章 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

8、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)1.4.食品輻射保藏的機(jī)理食品輻射保藏的機(jī)理 v利用高能射線的電離能力和強(qiáng)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(dòng)。v輻射處理可以殺滅食品中的微生物和昆蟲，而對(duì)食品本身的營養(yǎng)價(jià)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(jī)理食品輻射保藏的機(jī)理 v 食品輻照時(shí)，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

9、極少數(shù)。v 分子的微小變化，都可能導(dǎo)致生物酶的失活，生理生化反應(yīng)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(duì)生命活動(dòng)影響較大。v 然而，作為動(dòng)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(duì)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)2. 輻射對(duì)食品成分的影響輻射對(duì)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(duì)蛋白質(zhì)與氨基酸的影響輻射對(duì)蛋白質(zhì)與氨基酸的影響v輻射對(duì)糖類的影響輻射對(duì)糖類的影響v輻射對(duì)脂類的影響輻射對(duì)脂類的影響v輻射對(duì)維生素

10、的影響輻射對(duì)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(duì)食品成分的影響輻射對(duì)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(duì)輻射很敏感，被活化的水與其他有機(jī)物反應(yīng)，產(chǎn)生輻射的間接效應(yīng)。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離子、分子反應(yīng)生成自由基和氫離子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(yīng)生成分子產(chǎn)物：eOHOH22OHHOH*2OHHOHe2水化*22OHOHOHOH2*2OHOHH222OHOHOH2HHHOHOH

11、OHOH322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(yīng)，生成分子離子v純水輻射的化學(xué)效應(yīng)可概括為： OHHeeOH2222水化水化OHOHe水化OHHHeOH22水化水化OHOHHeHOHOH322227 . 271. 045. 07 . 255. 07 . 2輻射能量約輻射能量約0.1Mev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(duì)輻射對(duì)氨基酸與蛋白質(zhì)的影響氨基酸與蛋白質(zhì)的影響v化學(xué)變化化學(xué)變化 氨基酸經(jīng)輻射發(fā)生脫氨基、氧化等反應(yīng)； 蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)破壞、輻射交聯(lián)、輻射降解 如

12、：發(fā)生巰基氧化、脫氨基和脫羧反應(yīng)、裂解產(chǎn)生分子碎片； 導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。v對(duì)食品品質(zhì)的影響對(duì)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(xué)及感官的變化。P171 低溫輻射可減少風(fēng)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(duì)輻射對(duì)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。多糖類經(jīng)輻射后，多糖鏈斷裂，產(chǎn)生鏈長不等的糊精碎片。輻射可導(dǎo)致糖類的熔點(diǎn)、旋光度、褐變、結(jié)構(gòu)變化。 P172蛋白質(zhì)和氨基酸對(duì)糖類輻解有保護(hù)作用。商業(yè)輻射劑量導(dǎo)致的物理變化微小。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)脂肪酸長鏈中C-C鍵斷裂；受輻射感應(yīng)而發(fā)生自動(dòng)氧化（不飽和脂肪酸）； 發(fā)生非自動(dòng)氧化性的輻射分解 。輻解產(chǎn)物與熱分解產(chǎn)物性質(zhì)基本相似。2.5.輻射對(duì)輻射對(duì)維生素的影響維生素的影響水溶性維生素對(duì)輻照的敏感性（P173）；脂溶性維生素對(duì)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(duì)輻射對(duì)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)食品輻射保藏技術(shù)約束間接作用的途徑約束間接作用的途徑v在凍結(jié)狀態(tài)下輻射v在真空或惰性氣體環(huán)境中輻射v添加自由基的接受體第六章第六章 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(yīng)用輻射技術(shù)在食品保藏中的應(yīng)用3.1.輻射

14、源輻射源va. 放射性燃料放射性燃料60Co輻射源射線137Cs輻射源射線vb.電子加速器電子加速器 靜電加速器高能電子射線 x射線輻照裝置x射線第六章第六章 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(yīng)用輻射技術(shù)在食品保藏中的應(yīng)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(gè)能量不同的光子 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 價(jià)格較便宜； 操作使用與維修方便； 對(duì)防護(hù)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(yīng)用輻射技術(shù)在食品保藏中

15、的應(yīng)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(gè)光子。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 可從廢料中提??； 裝置成本高； 防護(hù)困難。SC13755aB13756MeV512. 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(yīng)用輻射技術(shù)在食品保藏中的應(yīng)用v3.1.輻射源輻射源b.電子加速器 利用電磁場(chǎng)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

16、 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(diǎn)：射線強(qiáng)度高，可調(diào)；無射線污染，易控制可檢修；防護(hù)簡單；照射不均勻；裝置復(fù)雜造價(jià)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. 輻射輻射在食品保藏中的應(yīng)用在食品保藏中的應(yīng)用v食品輻照處理的視頻食品輻照處理的視頻第六章第六章 食品輻射保藏技術(shù)食品輻射保藏技術(shù)3.2. 輻射輻射在食品保藏中的應(yīng)用在食品保藏中的應(yīng)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

17、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(yù)處理包裝運(yùn)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

18、劑量處理?xiàng)l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(xì)菌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(jī)械強(qiáng)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 目前我國使用的射線類型、劑量都不會(huì)產(chǎn)生誘感放射性。v毒性物質(zhì)的生成毒性物質(zhì)的生成 未確證會(huì)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(xiǎn)微生物類發(fā)生變異的危險(xiǎn) 不會(huì)增加細(xì)菌、酵母菌和病毒的致病性。v對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的破壞對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的破壞 低劑量輻射的營養(yǎng)損失微不足道。輻射食品安全性研究的結(jié)論見P177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允許食品輻射