第六章 食品殺菌新技術(shù)

第六章食品殺菌新技術(shù)第一節(jié)超高溫殺菌技術(shù)第二節(jié)歐姆殺菌技術(shù)第三節(jié)高壓殺菌技術(shù)第四節(jié)輻射保鮮技術(shù)第一節(jié)超高溫殺菌技術(shù)一、超高溫殺菌原理二、超高溫殺菌的裝置系統(tǒng)三、超高溫殺菌系統(tǒng)的加熱設(shè)備

超高溫瞬時(shí)殺菌(UltraHighTemperatureShortTime，簡(jiǎn)稱UHTST)是利用熱交換器或直接蒸汽，使食品在130～150℃溫度下，保持2～8s后迅速冷卻，產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌要求的過(guò)程。

一、超高溫殺菌原理1、微生物的耐熱性比較耐熱程度：產(chǎn)芽孢菌非芽孢菌；芽孢營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞；嗜熱菌芽孢厭氧菌芽孢需氧菌芽孢。影響微生物耐熱性的因素a.微生物本身的特性污染的種類、污染的數(shù)量、生理狀態(tài)與所處的環(huán)境。b.食品成分酸度、水分活度、脂肪、鹽、糖、蛋白質(zhì)、植物殺菌素。c.熱處理?xiàng)l件溫度、時(shí)間（1）微生物致死速率曲線

在一定的環(huán)境條件和一定溫度下，微生物隨時(shí)間而死亡時(shí)的活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)周期下降的。以單位物料內(nèi)殘存的活細(xì)胞或芽孢數(shù)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以熱處理時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖，所得的曲線即為微生物致死速率曲線。（2）D值

指細(xì)菌的殘存活菌數(shù)下降1個(gè)對(duì)數(shù)周期所需的時(shí)間。在數(shù)值上等于致死速率曲線斜率絕對(duì)值的倒數(shù)。2、微生物的致死速率與D值圖6-1微生物致死速率曲線（1）微生物的熱力致死時(shí)間(ThermalDeathTime,TDT)

就是熱力致死溫度保持不變條件下，完全殺滅某菌種的細(xì)胞或芽孢所必需的最短熱處理時(shí)間。（2）熱力致死時(shí)間曲線

以熱處理溫度為橫坐標(biāo)，熱致死時(shí)間(TDT)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，就可以在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上得到一條形為直線的熱力致死時(shí)間曲線。3、微生物的熱力致死時(shí)間與Z值（3）Z值

熱致死時(shí)間縮短一個(gè)對(duì)數(shù)周期所要求的熱處理溫度升高的度數(shù)。在數(shù)值上等于熱力致死時(shí)間曲線的斜率絕對(duì)值的倒數(shù)。（4）F值

某種細(xì)菌在121℃時(shí)的TDT值稱為該細(xì)菌的F值，單位為min。圖6-2熱力致死時(shí)間曲線（1）熱力遞減致死時(shí)間(ThermalReduction

Time，TRT)

是在任何特定熱力致死條件下將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到某一程度如10-n時(shí)所需要的熱處理時(shí)間(min)。n值稱為遞減指數(shù)(ReductionExponent)。（2）TRT值與n值的選取值相聯(lián)系，故常將n值標(biāo)在右下角，寫(xiě)成TRTn。某一熱力致死溫度條件下原菌數(shù)減少到百萬(wàn)分之一(即1/106)需要10min，那么它的TRT6＝10min4、生物的熱力遞減致死時(shí)間討論D值反映微生物的抗熱能力；D值的大小取決于直線的斜率，與原始菌數(shù)無(wú)關(guān)；D值與加熱溫度、菌種及環(huán)境的性質(zhì)有關(guān)；D值的計(jì)算：Z值性質(zhì)Z值表示微生物耐熱性的強(qiáng)弱；不同的微生物有不同的Z值，同一種微生物只有在相同的環(huán)境條件下才有相同的Z值。當(dāng)Z值相同時(shí)，F(xiàn)值越大者耐熱性越強(qiáng)。F值表示殺菌強(qiáng)度，隨微生物和食品的種類不同而異，一般必須通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于低酸性食品，一般取

t0=121℃，Z=10℃對(duì)于酸性食品，一般取

t0=100℃，Z=8℃關(guān)于TDT值與TRT值的討論TDT值只能在和試驗(yàn)時(shí)的原始菌相一致時(shí)才適用；TRT值可作為確定殺菌工藝條件的依據(jù)；TRTn→＝nD當(dāng)n→∞時(shí)，TRTn→TDTTRT值解決了殺菌終點(diǎn)問(wèn)題。例：12D

——最低肉毒桿菌致死溫時(shí)；對(duì)P.A.3679的殺菌強(qiáng)度要求達(dá)到5D。5、UHT殺菌效果檢驗(yàn)UHT殺菌效果（SterizingEffect,SE）可用某類微生物的芽孢作為試驗(yàn)對(duì)象。SE=log[原始芽孢數(shù)/最終芽孢數(shù)]對(duì)PA3679芽孢，3.4s，總孢子數(shù)減少12個(gè)對(duì)數(shù)周期；4s，總孢子數(shù)減少14個(gè)對(duì)數(shù)周期。135℃,4s，SE大于6-9。表6-1不同溫度下的同一原始菌數(shù)的UHT殺菌效果表6-2同一溫度(135℃)不同原始菌數(shù)下的殺菌效果表6-3嗜熱脂肪芽孢桿菌的殺菌效果由以上三表可看出，原料乳在135℃或更高溫度進(jìn)行4秒鐘的熱處理，就能滿足滿足滅菌乳商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(含菌不超過(guò)1‰)的要求。因此，采用UHT瞬時(shí)殺菌技術(shù)可以得到滿意的殺菌效果。6、UHT殺菌的品質(zhì)保證UHT瞬時(shí)殺菌技術(shù)可最大程度保持食品的風(fēng)味及品質(zhì)。原因在于：微生物對(duì)高溫的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于食品成分的物理化學(xué)變化對(duì)高溫的敏感程度。圖6-4牛乳滅菌及褐變的時(shí)間-溫度曲線1.變褐的最低時(shí)間-溫度條件2.滅菌的最低時(shí)間-溫度條件若選擇滅菌條件為110～120℃，15～20min；則兩線之間間距甚近，說(shuō)明生產(chǎn)工藝條件要有十分嚴(yán)格的措施來(lái)維持，這在實(shí)際上很難辦到。而選擇UHT滅菌條件137～145℃，2～5s時(shí)，兩線之間間距較遠(yuǎn)，說(shuō)明產(chǎn)生褐變及其他缺陷的危險(xiǎn)性較小，生產(chǎn)工藝條件較易控制。按照處理過(guò)程不同分類UHT瞬時(shí)殺菌直接混合式加熱法間接式加熱法噴射式注射式二、超高溫殺菌的裝置系統(tǒng)二、超高溫殺菌的裝置系統(tǒng)間接式加熱法和直接混合式加熱法間接式加熱：采用高壓蒸汽或高壓水為加熱介質(zhì)，熱量經(jīng)固體換熱壁傳給待加熱殺菌物料。由于加熱介質(zhì)不直接與食品相接觸，所以可較好地保持食品物料的原有風(fēng)味，故廣泛用于果汁、牛乳等。特點(diǎn)：相對(duì)成本較低，生產(chǎn)易于控制，但傳熱效率較低。直接混合式加熱：采用高純凈的蒸汽直接與待殺菌物料混合接觸，進(jìn)行熱交換，使物料瞬間被加熱到135-160℃。直接混合式加熱法可按兩種方式進(jìn)行。一是注射式，即將高壓蒸汽注射到待殺菌物料中；另一種是噴射式，即將待殺菌物料噴射到蒸汽中。在噴射式中，物料通常向下流動(dòng)，而蒸汽向上運(yùn)動(dòng)。由于加熱蒸汽直接與食品相接觸，因此對(duì)蒸汽的純凈度要求甚高。特點(diǎn)：加熱速度快，熱處理時(shí)間短，食品顏色、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分的損失少。二、超高溫殺菌的裝置系統(tǒng)1、直接混合式加熱的超高溫瞬時(shí)殺菌裝置系統(tǒng)2、間接加熱的超高溫瞬時(shí)殺菌裝置系統(tǒng)被處理物料的性質(zhì)不同，UHT殺菌的工藝流程也不同。關(guān)鍵步驟相同：物料由泵送至預(yù)熱器預(yù)熱；然后進(jìn)入直接蒸汽噴射殺菌器；殺菌后物料經(jīng)閃蒸去除部分水分和降低溫度后進(jìn)入下道工序。1、直接混合式加熱的UHT瞬時(shí)殺菌裝置系統(tǒng)圖6-6原料乳由輸送泵1送經(jīng)第一預(yù)熱器2進(jìn)入第二預(yù)熱器3，牛乳升溫至75~80℃。然后在壓力下由泵4抽送，經(jīng)調(diào)節(jié)閥5送到直接蒸汽噴射殺菌器6。在該處，向牛乳噴入壓力為1MPa的蒸汽，牛乳瞬間升溫至150℃。在保溫管中保持這一溫度約2、4s時(shí)間，然后進(jìn)入真空膨脹罐9中閃蒸，使牛乳溫度急劇冷卻到77℃左右。熱的蒸汽由水冷凝器18冷凝，真空泵21使真空罐始終保持一定的真空度。真空罐內(nèi)部汽化時(shí)，噴入牛乳的蒸汽也部分連同閃蒸的蒸汽一起從真空罐中排出，同時(shí)帶走可能存在于牛乳中的一些臭味。另外，從真空罐排出的熱蒸汽中的一部分進(jìn)入管式熱交換的第一預(yù)熱器2中用來(lái)預(yù)熱原料乳。經(jīng)殺菌處理的牛乳收在膨脹罐底部，并保持一定的液位。接著，牛乳用無(wú)菌乳泵11送至無(wú)菌均質(zhì)機(jī)12。經(jīng)過(guò)均質(zhì)的滅菌牛乳在滅菌乳冷卻器13中進(jìn)一步冷卻之后，直接送往無(wú)菌罐裝機(jī)，或送入無(wú)菌貯罐。圖6-7直接熱處理法UHT工藝流程示意圖1.平衡罐2.泵3.預(yù)熱器4.加熱器5.高壓泵6.直接噴射殺菌器7.分流閥8.膨脹罐9.真空泵10.無(wú)菌泵11.無(wú)菌均質(zhì)機(jī)12.冷卻器13.膨脹罐14.泵15.冷卻器圖6-8過(guò)熱（注入式UHT殺菌）裝置流程圖1.增壓泵2.平衡槽3.無(wú)菌片式交流換熱器4.定時(shí)泵5.片式預(yù)熱器6.注入式加熱器7.保溫管8.注入式加熱器反壓閥9.無(wú)菌閃蒸罐10.片式蒸汽冷凝器11.無(wú)菌泵12.無(wú)菌均質(zhì)機(jī)13.水進(jìn)口14.牛乳進(jìn)口15.旁通管16.流量控制閥17.熱水18.到平衡槽過(guò)量滅菌牛乳19.到平衡槽回流管20.產(chǎn)品無(wú)菌包裝機(jī)21.熱水溫控?zé)崦粼?2.冷凝水23.真空度調(diào)節(jié)管24.排出口25.真空冷凝液泵26.注入器反壓閥的控制氣27.水汽出口28.往灌裝器29.無(wú)菌壓力表30.裝量反壓閥31.制品循環(huán)32.止逆閥33.蒸汽進(jìn)口34.切換開(kāi)關(guān)1＃35.就地清洗消毒36.裝置反壓閥的控制氣37.切換開(kāi)關(guān)2＃(手動(dòng)-自動(dòng))38.控制儀表屏39.安全加熱范圍傳感敏感元件40.注入器溫控?zé)崦粼?1.注入器氣動(dòng)閥的控制氣42.進(jìn)口43.出口

利用增壓泵1把待處理的原乳或其他乳制品從平衡槽2輸送到片式換熱器3，并加熱到大約60℃。接著，由定時(shí)泵4抽出，送入片式預(yù)熱器5，溫度升高到大約77℃。在此溫度下，制品進(jìn)入注入式加熱器5，并由輸入加熱器的蒸汽加熱到147℃或更高溫度。一般保持這一溫度和壓力4s。通常在接近加熱器底部的地方，裝上控制蒸汽的傳感器，另一傳感器則裝在保溫管7中部。牛乳經(jīng)保溫管和注入式加熱器反壓閥8后，進(jìn)入無(wú)菌閃蒸罐9，在特定的真空度下，蒸掉加熱時(shí)注入的全部蒸汽，從而保持加熱前后含水量不變。同時(shí)用真空冷凝液泵25使牛乳或其他制品通過(guò)片式蒸汽冷凝器10，除掉所含的牧草和飼料等異味、過(guò)量的蒸汽和不凝性氣體。聚集在閃蒸飽底部的滅菌制品，由無(wú)菌泵11送入無(wú)菌均質(zhì)機(jī)12。進(jìn)入均質(zhì)機(jī)時(shí)，其溫度已經(jīng)再次降到適合均質(zhì)作業(yè)的溫度(77℃)。均質(zhì)后的滅菌制品進(jìn)一步在無(wú)菌換熱器3中冷卻到21℃。最后通過(guò)轉(zhuǎn)向閥V5，進(jìn)入無(wú)菌包裝機(jī)或其他下道工序。如果需要，也可輸送到無(wú)菌貯槽中。轉(zhuǎn)向閥的傳感器安裝在閃蒸罐進(jìn)口的保溫管中。如果因?yàn)槟撤N原因，在此管路上的制品溫度低于或降低到殺菌溫度以下時(shí)，則轉(zhuǎn)向閥將制品返回到平衡槽中重新處理。在沒(méi)有使用無(wú)菌貯槽時(shí)，過(guò)量的滅菌制品也經(jīng)由閥門(mén)V7返回到平衡槽。圖6-9通過(guò)間壁式換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常用的間壁式換熱器有板式、管式和旋轉(zhuǎn)刮板式。2、間接加熱的UHT瞬時(shí)殺菌裝置系統(tǒng)圖6-10間接式UHT熱處理法流程簡(jiǎn)圖1.平衡罐2.泵3，6.管式交互換熱加熱器4.脫氣機(jī)5.均質(zhì)機(jī)7.高壓管式加熱器8.冷卻器如圖平衡罐l中的牛乳經(jīng)泵2送至預(yù)熱器3預(yù)熱以后進(jìn)行脫氣4和均質(zhì)5，再經(jīng)預(yù)熱器6進(jìn)一步預(yù)熱后進(jìn)入管式UHT殺菌器7。加熱器3，6為交互換熱式，以便回收利用余熱。殺菌后的牛乳在預(yù)熱器3，6中與冷的原乳進(jìn)行熱交換，原乳被預(yù)熱，而滅菌乳被預(yù)冷，最后經(jīng)冷卻器8最終冷卻，送往下道工序(無(wú)菌充填機(jī)等)。圖6-11無(wú)菌熱處理（套管式UHT殺菌）裝置流程1,16.貯料筒2.泵3.均質(zhì)機(jī)4.循環(huán)消毒器5,7.互換式加熱器6,12.均質(zhì)閥8.UHT加熱器9.恒溫管10,11.互換式冷卻器13.水冷卻器14.冷水冷卻器15.換熱器17.貯槽三、超高溫殺菌系統(tǒng)的加熱設(shè)備1、板式換熱器2、環(huán)形套管式換熱器3、旋轉(zhuǎn)刮板式UHT加熱殺菌設(shè)備4、直接加熱式UHT殺菌設(shè)備板式換熱器是UHT過(guò)程中最常用的一種換熱設(shè)備。與管殼式熱交換器相比，特點(diǎn)為：1、板式換熱器熱損失小價(jià)格低廉有泄漏單位長(zhǎng)度的壓力損失大傳熱系數(shù)高結(jié)構(gòu)緊湊容易增減傳熱面積容易清洗干凈傳熱板式板式換熱器的主要工作件，一般采用不銹鋼沖壓制成。其主要結(jié)構(gòu)為螺旋狀的同心套管。與管殼式熱交換器相比，特點(diǎn)為：2、環(huán)形套管式換熱器當(dāng)流量小或者所需傳熱面積小的情況下適用?？捎糜谳^高黏度流體的熱交換。沒(méi)有應(yīng)力造成的破壞漏失。緊湊，安裝容易。用機(jī)械方法清洗困難。當(dāng)用不銹鋼管作傳熱管時(shí)，如果傳熱管長(zhǎng)度大于某一限度，為了保持殼側(cè)流均勻，必須加隔板，從而使殼側(cè)流體壓力損失增大。較適合于黏度大或流動(dòng)慢，或者在加熱器表面易形成焦化膜的殺菌物料。刮片的設(shè)計(jì)非常重要。3、旋轉(zhuǎn)刮板式UHT加熱殺菌設(shè)備4、直接加熱式UHT殺菌設(shè)備主要由物料泵、蒸汽噴嘴（或物料噴嘴）、真空罐及各種控制儀表構(gòu)成。最關(guān)鍵的是加熱介質(zhì)與物料相混合的裝置。在殺菌條件相同的情況下，超高溫瞬時(shí)殺菌與低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌相比，不僅細(xì)菌致死時(shí)間顯著縮短，而且食品成分的保存率也顯著提高。目前這種殺菌技術(shù)已廣泛應(yīng)用于牛乳、果汁飲料、豆乳茶、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中。超高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用第二節(jié)歐姆殺菌技術(shù)一、歐姆殺菌原理二、歐姆殺菌裝置三、歐姆殺菌技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用歐姆殺菌亦稱“通電殺菌”，它利用電極將電流通過(guò)物體，由于阻抗損失、介質(zhì)損耗等的存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能，使物體內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌目的，多用于含有顆粒的液體食品的殺菌。歐姆加熱使顆粒的加熱速率與液體的加熱速率相接近，甚至更快（1-2℃/s）。因而可縮短加工時(shí)間，得到高品質(zhì)產(chǎn)品。早在19世紀(jì)初就提出了歐姆加熱的概念，并逐漸有了利用電能加熱物料的專利加工技術(shù)。20世紀(jì)初，美國(guó)生產(chǎn)出用于牛奶消毒的歐姆加熱裝置，但是由于沒(méi)有合適的惰性電極材料而失敗。90年代，英國(guó)的APVBaker公司開(kāi)發(fā)了商用的歐姆加熱裝置，英國(guó)、法國(guó)、日本和美國(guó)均開(kāi)始使用。由于歐姆加熱技術(shù)具有物料升溫快、加熱均勻、無(wú)污染、易操作、熱能利用率高、加工食品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸引起國(guó)內(nèi)外食品科學(xué)工作者的關(guān)注。一、歐姆殺菌原理通電殺菌的機(jī)理?yè)?jù)初步探討有兩方面的原因：一方面由于通電加熱致使溫度升高而滅菌；另一方面是因?yàn)樵谕姷膬呻姌O間的菌體細(xì)胞由于受到所加電場(chǎng)的作用導(dǎo)致菌體細(xì)胞膜的破壞而滅菌。歐姆加熱原理（一）歐姆加熱的影響因素

根據(jù)Joule定律，在被加熱食品內(nèi)部的任一點(diǎn)，通入電流所產(chǎn)生的熱量為：式中Q——某點(diǎn)處的單位加熱功率，(W/m3)；K——某點(diǎn)處的電導(dǎo)率，S/m。S為電導(dǎo)單位西門(mén)子，它等于電阻Ω的倒數(shù)；gradV——任一點(diǎn)處的電位梯度，V/m；Δ——符號(hào)算子。1、電導(dǎo)率是影響歐姆加熱的主要因素

影響電導(dǎo)率的因素：頻率、食品物料電導(dǎo)率的各向異性、溫度、顆粒的形狀、顆粒與所加電場(chǎng)的排列取向等。2、流體流型對(duì)歐姆加熱的影響

層流流動(dòng)下歐姆加熱所產(chǎn)生的物料溫度標(biāo)度將導(dǎo)致與常規(guī)加熱法設(shè)計(jì)中類似的問(wèn)題，即管中心加熱不足，而管壁處加熱過(guò)度。所以應(yīng)在設(shè)計(jì)上避免這種穩(wěn)定的層流流動(dòng)，在操作上力求破壞加熱器內(nèi)速度分布的形成。3、操作因素對(duì)歐姆加熱的影響1、歐姆殺菌裝置系統(tǒng)組成

泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控制儀表等。由加熱、保溫和冷卻三部分組成。2、工藝流程待殺菌的食品原料→物料泵→歐姆加熱器→保溫管→冷卻管（管式換熱器）→無(wú)菌充填或無(wú)菌貯罐具有一定粘度的、含顆粒的食品經(jīng)泵進(jìn)入到歐姆加熱器中，以垂直于電場(chǎng)的方向流過(guò)歐姆加熱柱，物料在2min內(nèi)被加熱到需要的溫度，在該溫度保溫30～90s，達(dá)到要求的滅菌強(qiáng)度，然后快速冷卻、無(wú)菌包裝。3、歐姆殺菌技術(shù)操作（無(wú)菌技術(shù)）二、歐姆殺菌裝置歐姆加熱流程物料罐控制板產(chǎn)品回收反壓閥無(wú)菌冷卻器產(chǎn)品出口物料泵反壓泵刮板式冷卻器保溫管歐姆加熱器

APVBakerisaworldleaderinthesupplyofthemachinesandcompleteprocesssystemstomaketheworld'sfavouritefoodproductsAPV的歐姆加熱器示意圖三、歐姆殺菌技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用與傳統(tǒng)罐裝食品的殺菌相比，歐姆殺菌可使產(chǎn)品品質(zhì)在微生物安全性，蒸煮效果及營(yíng)養(yǎng)、維生素保持方面得到改善。主要優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)營(yíng)養(yǎng)物如維生素等的破壞較小，可生產(chǎn)新鮮、美味的大顆粒產(chǎn)品；②能加熱連續(xù)流動(dòng)的產(chǎn)品而不需要任何熱交換表面；③可加工對(duì)剪切敏感的產(chǎn)品；④熱量可在產(chǎn)品固體中產(chǎn)生而不需要借助其液體的傳導(dǎo)或?qū)α?；⑤系統(tǒng)操作平穩(wěn)，維護(hù)費(fèi)用低，過(guò)程易于控制，可立即啟動(dòng)和中止；⑥加工和包裝費(fèi)用有節(jié)約潛力，包裝的選擇范圍較寬。目前，歐姆加熱技術(shù)在美國(guó)正廣泛應(yīng)用于低酸性或高酸性食品的加工，在日本用于生產(chǎn)酸牛奶的草莓、魚(yú)糜制品及豆腐的加工等，在國(guó)內(nèi)主要用于肉的解凍和牛奶、豆?jié){的加熱殺菌。從目前國(guó)外的研究和使用情況來(lái)看，歐姆加熱最具有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域是含顆粒流體食品的無(wú)菌加工。除此之外，用于對(duì)大塊固體食品的加熱與解凍也具有很大的研究發(fā)展空間。歐姆加熱技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用第三節(jié)高壓殺菌技術(shù)一、高壓殺菌原理二、高壓殺菌裝置三、高壓殺菌技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用高壓殺菌：是指將食品物料包裝以后，置于高壓（200MPa以上，2000多個(gè)大氣壓）裝置中加壓，使微生物因細(xì)胞壁和膜被破壞、微生物的生理機(jī)能喪失而致死，從而達(dá)到食品滅菌的一種殺菌技術(shù)。高壓殺菌技術(shù)也是近年來(lái)出現(xiàn)的新型殺菌技術(shù)，需要有特殊的加壓設(shè)備和耐高壓容器及輔助設(shè)備，目前尚處于試驗(yàn)研究與開(kāi)發(fā)階段，但其在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景是可喜的。早在19世紀(jì)末期就證明了牛奶、果蔬（包括香蕉、梨、桃子、李子、大豆、西紅柿、豌豆等）和其他食品和飲料中的微生物對(duì)壓力敏感，并證明高壓處理能延長(zhǎng)食品的貨價(jià)期。1914年，美國(guó)物理學(xué)家BriagmumP.W.提出了靜水壓（500MPa）下蛋白質(zhì)凝固，700MPa形成凝膠的報(bào)告超高壓技術(shù)作為能確保高質(zhì)量食品生產(chǎn)的非熱保藏技術(shù)已被關(guān)注研究了很多年，但由于超高壓技術(shù)上的難題，這一研究成果并沒(méi)有被實(shí)際應(yīng)用。直到1986年，日本京都大學(xué)林立九教授提出超高壓在食品工業(yè)上的應(yīng)用，并使超高壓技術(shù)成為一種可行的商業(yè)加工手段，這一技術(shù)才引起世界各國(guó)的關(guān)注。

高壓技術(shù)在我國(guó)還處于起步、理論研究階段，國(guó)內(nèi)超高壓殺菌技術(shù)的研究報(bào)道僅局限在果汁及果汁飲料的滅酶及殺菌中，還未投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用之中，目前尚無(wú)高壓食品商品問(wèn)世。因此，加快開(kāi)展超高壓食品研究，特別是加強(qiáng)超高壓加工調(diào)味品、中藥材、保健食品以及其他價(jià)值高但對(duì)熱較敏感的食品或藥品的研究，對(duì)我國(guó)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有著極為重要的意義。超高壓技術(shù)加工的食品與傳統(tǒng)加熱處理的食品相比，具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：(1)營(yíng)養(yǎng)成分高；(2)產(chǎn)生新的組織結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生異味；(3)無(wú)“回生”現(xiàn)象；(4)原料利用率高；(5)適用范圍廣，開(kāi)發(fā)前景好。一、高壓技術(shù)原理

液體(水)在超高壓作用下被壓縮，而受壓食品介質(zhì)中的蛋白質(zhì)、淀粉、酶等生物高分子物料會(huì)產(chǎn)生壓力變性，即生物高分子物質(zhì)立體結(jié)構(gòu)中的非共價(jià)鍵結(jié)合部分(氫鍵、離子鍵和疏水鍵等相互作用)發(fā)生變化，其結(jié)果是食品中的蛋白質(zhì)呈凝固狀變性、淀粉呈膠凝狀糊化、酶失活、微生物死亡，或使之產(chǎn)生一些新物料改性和改變物料某些理化反應(yīng)速度，故可長(zhǎng)期保存食品而不變質(zhì)。這就是超高壓技術(shù)的基本原理。（1）改變細(xì)胞形態(tài)極高的流體靜壓會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，包括細(xì)胞外形變長(zhǎng)，胞壁脫離細(xì)胞質(zhì)膜，無(wú)膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁變厚等。上述現(xiàn)象在一定壓力下是可逆的，但當(dāng)壓力超過(guò)某一點(diǎn)時(shí)，便不可逆地使細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化。1、高壓對(duì)細(xì)胞的影響（2）影響細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)按照化學(xué)反應(yīng)的基本原理，加壓有利于促進(jìn)反應(yīng)朝向減小體積的方向進(jìn)行，推遲了增大體積的化學(xué)反應(yīng)，由于許多生物化學(xué)反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生體積上的改變，所以加壓將對(duì)生物化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生影響；加壓阻礙放熱反應(yīng)的進(jìn)行；凡是對(duì)保持生物聚合物天然狀態(tài)有利的化學(xué)鍵都會(huì)受壓力的影響。

（3）影響微生物基因機(jī)制核酸比蛋白質(zhì)更耐受流體靜壓力，原因在于DNA螺旋結(jié)構(gòu)大部分來(lái)自氫鍵，而壓力上升必然有利于氫鍵形成是所固有的容積變小作用。盡管DNA在壓力下具有穩(wěn)定性，但由酶參與的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄步驟卻因壓力而中斷；高壓使得多核蛋白體系統(tǒng)受到影響，可抑制部分誘導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯；高壓主要通過(guò)作用核蛋白體亞單元而影響蛋白質(zhì)的合成。（4）高壓對(duì)細(xì)胞壁的影響細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)靠氫鍵和疏水鍵來(lái)保持。在壓力作用下，細(xì)胞膜的雙層結(jié)構(gòu)的容積隨著每一磷脂分子橫切面積的縮小而收縮。加壓的細(xì)胞膜常常表現(xiàn)出通透性的變化，壓力引起的細(xì)胞膜功能劣化將導(dǎo)致氨基酸攝取受抑制，原因可能是蛋白質(zhì)在膜內(nèi)發(fā)生變性。20-40MPa的壓力能使較大的細(xì)胞因受應(yīng)力的細(xì)胞壁的機(jī)械斷裂而松懈。

（1）pHpH是影響微生物在受壓條件下生長(zhǎng)的主要因素之一。在受壓條件下，培養(yǎng)基的pH有可能發(fā)生變化，細(xì)菌的最適pH范圍也變得較為狹窄。酸性條件下微生物的耐壓性較差。

對(duì)酵母菌類而言，采用超高壓處理時(shí)pH值并不是重要的因素。2、影響超高壓殺菌的主要因素（2）溫度由于微生物對(duì)溫度有敏感性，在低溫或高溫下，高壓對(duì)微生物的影響加劇，因此，在低溫或高溫下對(duì)食品進(jìn)行高壓處理具有較常溫下處理更好的殺菌效果。

大多數(shù)微生物在低溫下耐壓程度降低的原因：①壓力使得低溫下細(xì)胞因冰晶析出而破裂程度加劇；②蛋白質(zhì)在低溫下高壓敏感性提高，致使此條件下蛋白質(zhì)更易變性，菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)也更易損傷。低溫下高壓處理對(duì)保持食品品質(zhì)，尤其是減少熱敏性成分的破壞較為有利。在不同溫度—壓力組合下酵母菌死亡速率的等高線

研究發(fā)現(xiàn)，除芽孢菌和金黃色葡萄球菌外，大多數(shù)的微生物在-20℃以下的高壓殺菌效果較20℃時(shí)好。

適當(dāng)提高溫度對(duì)高壓殺菌有促進(jìn)作用針對(duì)芽孢菌的高耐壓性，就現(xiàn)階段研究來(lái)看，結(jié)合溫度處理則是一種十分有效的殺菌手段。（3）微生物生長(zhǎng)階段不同生長(zhǎng)期的微生物對(duì)高壓的反應(yīng)不同；處于指數(shù)生長(zhǎng)期的微生物比處于靜止生長(zhǎng)期的微生物對(duì)壓力反應(yīng)更敏感；革蘭氏陽(yáng)性菌比革蘭氏陰性菌對(duì)壓力更具抗性；

孢子對(duì)壓力的抵抗力則更強(qiáng)；革蘭氏陽(yáng)性菌中的芽孢桿菌屬（Bacillus）和梭狀芽孢桿菌屬（Clostridum）的芽孢最為耐壓；芽孢殼的結(jié)構(gòu)極其致密，使得芽孢類細(xì)菌具備了抵抗高壓的能力，殺滅芽孢需更高的壓力并結(jié)合其它處理方式。（4）食品本身的組成和添加物營(yíng)養(yǎng)豐富環(huán)境中微生物的耐壓性較強(qiáng)，蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類和鹽分對(duì)微生物具有緩沖保護(hù)作用，而且這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加速了微生物的繁殖和自我修復(fù)功能。食品基質(zhì)含有的添加劑組分對(duì)超高壓滅菌影響很大，如添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加劑，將提高加壓殺菌的效果。（5）壓力大小和受壓時(shí)間在一定范圍內(nèi)，壓力越高，滅菌效果越好。在相同壓力下，滅菌時(shí)間延長(zhǎng)，滅菌效果也有一定程度的提高。（6）施壓方式超高壓滅菌方式有連續(xù)式、半連續(xù)式、間歇式。研究報(bào)道，同持續(xù)靜壓處理相比，階段性壓力變化處理殺菌效果較好。對(duì)于易受芽孢菌污染的食物用超高壓多次重復(fù)短時(shí)處理，殺滅芽孢效果好。（7）水分活度（Aw）

水分活度（Aw）對(duì)滅菌效果影響也很大。低Aw產(chǎn)生細(xì)胞收縮和對(duì)生長(zhǎng)的抑制作用，從而使更多的細(xì)胞在壓力中存活下來(lái)?？刂艫w無(wú)疑對(duì)高壓殺菌，尤其是固態(tài)和半固態(tài)食品的保藏加工有重要意義。1、高壓裝置加壓方式：

（1）直接加壓方式

在直接加壓方式中，高壓容器和加壓裝置分離，用增壓機(jī)生產(chǎn)高壓介質(zhì)，并通過(guò)高壓配管將高壓介質(zhì)送至高壓容器。超高壓介質(zhì)一般為水。二、高壓殺菌裝置（2）間接加壓方式高壓容器與加壓氣缸配合工作。在加壓氣缸向上的運(yùn)動(dòng)沖程中，活塞將容器中的介質(zhì)壓縮產(chǎn)生超高壓，使物料受到超高壓處理。在向下的運(yùn)動(dòng)沖程中，減壓卸料。直接加壓方式與間接加壓方式比較:直接加壓方式裝備結(jié)構(gòu)緊湊，密封部位固定、無(wú)損耗，高壓容器容量大，適宜于生產(chǎn)用，但需經(jīng)常保養(yǎng)維護(hù)。間接加壓方式裝備結(jié)構(gòu)龐大，密封部位滑動(dòng)、易磨損，高壓容器容量小，但保養(yǎng)性能好，可用于實(shí)驗(yàn)室研究。2、高壓容器

高壓容器通常為圓筒形，為了增加筒體的承載能力，除適當(dāng)增加筒壁厚度外，還可采用自增強(qiáng)的方法。通過(guò)對(duì)圓筒施加內(nèi)壓使內(nèi)壁屈服，從而使內(nèi)壁在卸壓后產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。強(qiáng)化的筒體結(jié)構(gòu)主要有兩種形式①夾套式即多層簡(jiǎn)單筒體通過(guò)熱套加工工藝復(fù)合，形成多層壁結(jié)構(gòu)。操作壓力在400MPa以上的壓力容器可由兩個(gè)或兩個(gè)以上的高強(qiáng)度不銹鋼同心圓筒組成。②繞絲式在簡(jiǎn)單筒體上纏繞數(shù)層鋼絲或鋼帶。

繞絲式結(jié)構(gòu)不能承受軸向力，因此需由框架承擔(dān)，端蓋及密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)容易，也可改善筒體的應(yīng)力狀態(tài)。

多層壁式結(jié)構(gòu)的軸向力由上端蓋承受，因此設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)度分析很重要。但該設(shè)計(jì)省略了笨重的框架，結(jié)構(gòu)輕巧，成本降低。3、輔助設(shè)施

輔助設(shè)施包括加熱或冷卻系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)及物料的輸入輸出裝置等。采用高溫或低溫與壓力共同作用的方式來(lái)提高加壓殺菌。為了保持一定溫度，在高壓容器外可附夾套結(jié)構(gòu)，并通以一定溫度的循環(huán)介質(zhì)。另外，壓力介質(zhì)也需保持一定溫度。

測(cè)量?jī)x器一般包括熱電偶測(cè)溫計(jì)、壓力傳感器及記錄儀，壓力和溫度等數(shù)據(jù)可輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。還可設(shè)置電視攝像系統(tǒng)，以便直接觀察加工過(guò)程中物料的組織狀態(tài)及顏色變化情況。

物料的輸入輸出裝置由輸送帶、提升機(jī)和機(jī)械手等構(gòu)成。4、高壓殺菌操作（按處理過(guò)程和操作方式）（1）間歇式超高壓設(shè)備大多數(shù)的高壓設(shè)備為間歇式，可處理液態(tài)、固態(tài)和不同大小形狀的物料。間歇式高壓處理先將經(jīng)過(guò)包裝的物料裝進(jìn)容器內(nèi)，然后將該容器放入超高壓容器中，關(guān)閉容器。在高壓處理之前應(yīng)排除容器內(nèi)的空氣。升壓到操作壓力，恒壓一定時(shí)間。卸壓和取出物料高壓處理包裝好的食品時(shí)，殘留的空氣一般不會(huì)影響微生物的殺菌動(dòng)力學(xué)和殺菌效果，但殘留空氣會(huì)增加升壓時(shí)間。半連續(xù)式高壓設(shè)備用于處理液態(tài)物料（果汁）

物料首先通過(guò)低壓食品泵泵入超高壓容器內(nèi)，高壓泵將高壓飲用水注入超高壓容器內(nèi)，推動(dòng)自由活塞對(duì)物料進(jìn)行加壓。卸壓時(shí)打開(kāi)出料閥，用低壓泵通過(guò)飲用水推動(dòng)活塞將物料排出超高壓容器。出料管道和后續(xù)的容器必須經(jīng)過(guò)殺菌并處于無(wú)菌狀態(tài)，以保持超高壓處理后的殺菌效果。處理后的物料應(yīng)采用無(wú)菌包裝。（2）連續(xù)式高壓設(shè)備上述半連續(xù)式高壓處理設(shè)備已可以對(duì)液體食品實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)。真正的連續(xù)化處理設(shè)備需要解決物料的連續(xù)加壓、保壓和卸壓過(guò)程，至今還沒(méi)有用于生產(chǎn)的連續(xù)式高壓處理設(shè)備問(wèn)世。三、高壓殺菌技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用1、高壓對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響2、高壓處理在肉制品加工中的應(yīng)用3、高壓處理在水產(chǎn)品中的應(yīng)用4、高壓處理在果醬加工中的應(yīng)用5、高壓處理在其他方面的應(yīng)用1、高壓對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響（1）高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響

壓力導(dǎo)致：①鹽鍵及至少部分疏水鍵的破壞②氫鍵在某種程度上得到加強(qiáng)③共價(jià)鍵的可壓縮性較小，對(duì)壓力的變化不敏感高壓（＜700MPa）對(duì)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)無(wú)影響，有利于二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但會(huì)破壞其三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)高壓迫使蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)伸展，分子從有序而緊密的構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序而松散的構(gòu)造，或發(fā)生變形，活性中心受到破壞，失去生物活性

高壓對(duì)酶的作用效果可分為兩方面：一方面較低的壓力能激活一些酶；另一方面非常高的壓力可導(dǎo)致酶失活。利用高壓處理可使果蔬中一些酶被激活或失活，對(duì)于食品的色澤、香味及品質(zhì)都有很大的提高。（2）高壓對(duì)淀粉及糖類的影響高壓可使淀粉改性。在常溫下把淀粉加壓到400~600MPa，可使淀粉糊化而呈不透明的黏稠糊狀物，切吸水量發(fā)生改變。原因是壓力使淀粉分子的長(zhǎng)鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。高壓處理可提高淀粉對(duì)淀粉酶的敏感性，從而提高淀粉的消化率。對(duì)蜂蜜進(jìn)行高壓殺菌長(zhǎng)鏈，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微生物致死，但對(duì)糖類幾乎沒(méi)有影響。（3）高壓對(duì)油脂的影響高壓對(duì)脂類的影響是可逆的。室溫下，呈液態(tài)的脂肪在高壓下（100~200MPa）基本可固化，發(fā)生相變結(jié)晶，促使更稠、更穩(wěn)定的脂類晶體形成；不過(guò)解壓后仍會(huì)復(fù)原，只是對(duì)油脂的氧化有一定的影響。（4）高壓對(duì)食品中其他成分的影響食品中的風(fēng)味物質(zhì)、維生素、色素及各種小分子物質(zhì)結(jié)合狀態(tài)為共價(jià)鍵的形式，故而高壓處理過(guò)程對(duì)其幾乎沒(méi)有任何影響。食品的黏度、均勻性及結(jié)構(gòu)等特性對(duì)高壓較為敏感，但這些變化往往是有益的。2、高壓處理在肉制品加工中的應(yīng)用與常規(guī)方法相比，采用高壓技術(shù)對(duì)肉類進(jìn)行加工處理，在肉制品的柔嫩度、風(fēng)味、色澤、成熟度及保藏性等方面都得到不同程度的改善。例如，常溫下質(zhì)粗價(jià)廉牛肉經(jīng)250Mpa高壓處理，牛肉制品明顯得到嫩化；300MPa壓力處理雞肉和魚(yú)肉10分鐘，能得到類似于輕微烹飪的組織狀態(tài)。高壓處理水產(chǎn)品可最大限度地保持水產(chǎn)品的新鮮風(fēng)味，增大魚(yú)肉制品的凝膠性。例如，在600MPa壓力下處理水產(chǎn)品（如甲殼類水產(chǎn)品），其中的酶完全失活，細(xì)菌數(shù)量大大減少，色澤外紅內(nèi)白，仍保持原有的生鮮味。

3、高壓處理在水產(chǎn)品中的應(yīng)用在果醬加工中采用高壓殺菌，不僅可殺滅其中的微生物，而且還可使果肉糜粒成醬，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，室溫下加壓400～600MPa、10分鐘加工草莓醬、獼猴桃醬和蘋(píng)果醬，所得制品保持了新鮮水果的色、香、味，已有小批量產(chǎn)品上市。4、高壓處理在果醬加工中的應(yīng)用5、高壓處理在其他方面的應(yīng)用第四節(jié)輻射保鮮技術(shù)一、電離輻射原理二、電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)三、輻射殺菌的目的和分類四、電離輻射裝置系統(tǒng)五、輻射技術(shù)在食品保鮮中的應(yīng)用輻射保鮮技術(shù)是利用電離射線能處理所產(chǎn)生的生物和生理效應(yīng)，使食品的保藏期得以延長(zhǎng)的一種食品保藏技術(shù)。利用射線照射食品（包括原材料），延遲新鮮食物某些生理過(guò)程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或?qū)κ称愤M(jìn)行殺蟲(chóng)、消毒、殺菌、防霉、抑制發(fā)芽等作用，達(dá)到延長(zhǎng)保藏時(shí)間，穩(wěn)定、提高食品質(zhì)量目的的操作過(guò)程。自19世紀(jì)末(1895年）倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線后，Mink(1896)就提出了X-射線的殺菌作用。但直到第二次世界大戰(zhàn)以后，射線輻射保藏食品的研究和應(yīng)用才有了實(shí)質(zhì)性的開(kāi)始。此后30年，研究不斷擴(kuò)大深入，它尤其在許多發(fā)展中國(guó)家受到很大的重視。在一些國(guó)際組織如聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、世界衛(wèi)生組織（WHO）等的支持和組織下，到1976年，有25種輻射處理的食品在18個(gè)國(guó)家得到無(wú)條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許作為商品供一般食用。這些批準(zhǔn)的食品包括馬鈴薯、洋蔥、大蒜、蘑菇、蘆筍、草莓及其他動(dòng)植物食品和調(diào)料等。1976年日內(nèi)瓦FAO-IAEA-WHO專家委員會(huì)宣布：經(jīng)適宜劑量輻照的馬鈴薯、小麥、雞肉、番木瓜和草毒，對(duì)人體是無(wú)條件安全的，會(huì)上還暫定批準(zhǔn)了輻照稻米、洋蔥和魚(yú)可作為商品供一般食用。優(yōu)點(diǎn)：（1）產(chǎn)生的熱量極少，可以忽略不計(jì)，可保持食品原有的特性。在冷凍狀態(tài)下也能進(jìn)行輻射處理。（2）食品進(jìn)行輻照處理時(shí)，對(duì)包裝無(wú)嚴(yán)格要求。（3）操作適應(yīng)范圍廣。（4）射線處理過(guò)的食品不會(huì)留下任何殘留物。（5）節(jié)約能源。（6）輻射裝置加工效率高。國(guó)內(nèi)外食品輻照的進(jìn)展輻射在食品上的利用，有關(guān)其有效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的研究，以美國(guó)為主已取得了進(jìn)展。作為用放射線照射食品的開(kāi)端，在用低劑量照射抑制馬鈴薯發(fā)芽方面，前蘇聯(lián)(1958）、加拿大（1960）、美國(guó)（1964)已獲得了法律認(rèn)可；在防治小麥及面粉中的害蟲(chóng)方面，前蘇聯(lián)（1959）、美國(guó)（1963）也獲得了法律認(rèn)可。在日本，從20世紀(jì)50年代后期就開(kāi)始對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品、水產(chǎn)品、釀造食品和肉類等進(jìn)行輻射研究。用輻射抑制馬鈴薯發(fā)芽作為一項(xiàng)研究成果獲得了法律認(rèn)可。國(guó)際上，以聯(lián)合國(guó)原子能機(jī)構(gòu)為中心，并以聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織協(xié)作的形式在食品輻射領(lǐng)域推動(dòng)著國(guó)際性的合作，該聯(lián)合國(guó)委員會(huì)從全世界的角度對(duì)輻照食品的衛(wèi)生安全性研究進(jìn)行了統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。1980年10月27日舉行的第四屆專門(mén)委員會(huì)會(huì)議作出的結(jié)論是：“用10kGy以下的平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問(wèn)題，而且今后無(wú)須再對(duì)經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性試驗(yàn)。”此結(jié)論推動(dòng)了世界各國(guó)對(duì)輻照食品研究的熱潮。我國(guó)第一所核應(yīng)用技術(shù)研究所于1962年在成都建成，開(kāi)始了食品輻射研究工作。有許多利用小型60Co或電子輻射源進(jìn)行食品輻照研究的研究所遍及全國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)有200多個(gè)單位從事過(guò)或正在進(jìn)行著食品輻射的研究和生產(chǎn)工作。1984年11月，經(jīng)國(guó)家衛(wèi)生部的批準(zhǔn)有7項(xiàng)輻照食品（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、谷物、蘑菇、香腸）允許食用消費(fèi)，繼批準(zhǔn)馬鈴薯等7項(xiàng)輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)之后，又有蔬菜、水果、糧食、酒類等20多種食品通過(guò)了不同級(jí)別的技術(shù)鑒定。我國(guó)在輻照食品衛(wèi)生安全性方面的研究工作在世界上處于領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)37種輻照食品在理化分析、毒理學(xué)試驗(yàn)及動(dòng)物試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的人體試食試驗(yàn)，得出的結(jié)論結(jié)束了由印度學(xué)者引起的世界上長(zhǎng)達(dá)10多年的多倍體之爭(zhēng)?？傊?，我國(guó)輻照食品研究工作在下列方面有商業(yè)化、實(shí)用化的廣闊前景。一、電離輻射原理1、電離輻射與射線的概念2、輻照劑量3、射線對(duì)材料的穿透特性電離輻射：也稱輻射，是輻射源放出射線，釋放能量，能使受輻射物質(zhì)的原子發(fā)生電離作用的一種物理過(guò)程。電離射線有不同的種類：α、β（β+及β-）、γ射線及X射線。射線都具有不同程度的穿透物質(zhì)的能力，并能夠使受到作用的物質(zhì)產(chǎn)生各種基本的物理效應(yīng)。1、電離輻射與射線的概念

γ頻率

λ波長(zhǎng)λγ=Cγ=C/λ低頻輻射區(qū)γ<1015Hz高頻輻射線γ>1018HzE能量無(wú)線電波微波紅外可見(jiàn)紫外X射線和γ射線105Hz1010101510181020

3km3cm3μm3nm0.3nm4×10-10ev4×10-54×10-34

4×1024k4Mα射線：高速運(yùn)動(dòng)的氦核穿透能力極弱，電離能力很強(qiáng)β射線：高速運(yùn)動(dòng)的電子束穿透力較強(qiáng)，電離能力較弱γ射線：波長(zhǎng)非常短的電磁波穿透力強(qiáng)，電離能力弱X射線：波長(zhǎng)100-150nm的電磁波，通過(guò)高速電子在真空管內(nèi)轟擊重金屬靶標(biāo)產(chǎn)生的。穿透力較UV強(qiáng)，但效率低放射線能量電子伏特eV輻照量描述電磁輻射在空氣中的電離能力。SI單位：庫(kù)侖?kg

–1、倫琴（R

)吸收劑量表示單位質(zhì)量被輻照物質(zhì)吸收的輻射能量。SI單位：戈瑞（Gy

)、拉德（rad

)2、輻照劑量了解射線的穿透性，對(duì)輻射防護(hù)，確定輻射處理時(shí)受輻射物料的厚度、包裝體的尺寸，提高受照射物內(nèi)部吸收劑量的均勻性十分重要。

3、射線對(duì)材料的穿透特性γ射線穿過(guò)受照射材料時(shí)輻射強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律下降。γ射線的穿透性與射線的能量成正比，射線能量越大，射線的穿透性也越大。用劑量降低厚度表征射線穿透能力。Dmax：最大吸收劑量；Dmin：最小吸收