食品輻射保藏

第1頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日1、概念：輻照保藏技術是利用原子能射線的輻射能量對食品進行殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延遲后熟等處理，使食品的保藏期延長的技術。一、概念及特點2、食品輻照殺菌的特點及意義①升溫極微，可保持原有的新鮮感官特征；②射線穿透力強；③經安全劑量射線照射的食品無任何殘留，射線不與產品結合。第一節(jié)輻射保藏特點及進展第2頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日④節(jié)約能源。⑤操作適應范圍廣。⑥加工效率高，射線的穿透度高、均勻。缺點：輻射滅菌效果與微生物種類有關；用輻射方法鈍化食品中的酶比較困難；敏感性強和經高劑量照射的食品有可能產生不愉快的感官變化；對操作人員的安全防護要求相當高。第3頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻照技術的發(fā)展1、開創(chuàng)階段（1895年～1949年）1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線。1896年，法國貝可勒爾（H.Becguerel）發(fā)現(xiàn)鈾的放射性。1898年，發(fā)現(xiàn)X-射線對病原菌的致死作用。1899年，證實X-射線對寄生蟲有致死作用。

20世紀50年代以前，主要用于軍事目的，加上人力、財力不足及缺乏大功率的X-射線機和大的輻射源，研究處于初級階段，不夠深入。第4頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻照技術的發(fā)展2、研究和開發(fā)階段（1950年～1969年）1953年，美國總統(tǒng)艾森豪威爾向聯(lián)合國提出和平利用原子能計劃。1955年，在日內瓦召開了第一屆世界和平利用原子能大會。1957年，成立了國際原子能機構（IAEA）。這階段，公眾對食品輻照持積極態(tài)度，主要開展了輻照殺蟲、殺菌、抑制發(fā)芽、延長食品貨架期的條件（輻照劑量、產品成熟度、包裝材料、溫度、氣體等）的研究。第5頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻照技術的發(fā)展3、輻照食品衛(wèi)生安全性和技術可行性研究階段（1970年～1988年）20世紀70年代，國際上掀起了反核運動，存在公眾偏見、媒體信息誤導，食品衛(wèi)生部門嚴格控制，食品加工、貿易部門持觀望和消極態(tài)度。1976年，F(xiàn)AO/IAEA/WHO輻照食品聯(lián)合專家委員會（JECFI）首次闡明食品輻照同熱加工和冷藏一樣，是一種物理過程，輻照食品衛(wèi)生安全性評價應與食品添加劑與食品污染區(qū)別開來。同年，有25種輻射處理的食品在18個國家得到無條件批準或暫定批準，允許作為商品供一般食用。第6頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻照技術的發(fā)展3、輻照食品衛(wèi)生安全性和技術可行性研究階段（1970年～1988年）1980年10月27日舉行的第四屆專門委員會會議作出的結論是：“用10kGy以下的平均最大劑量照射任何食品，在毒理學、營養(yǎng)學及微生物學上都絲毫不存在問題，而且今后無須再對經低于此劑量輻照的各種食品進行毒性試驗。”此結論推動了世界各國對輻照食品研究的熱潮。第7頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻照技術的發(fā)展4、食品輻照法規(guī)的協(xié)調和商業(yè)化階段（1988年～）2003年，國際食品法典委員會（CAC）在羅馬召開第26屆大會，通過了修訂后的《輻照食品國際通用標準》，《食品輻照加工工藝國際推薦準則》。突破了食品輻照加工中10kGy的最大吸收劑量的限制，允許在不對食品結構的完整性、功能性和感官品質發(fā)生負面作用，不影響消費者健康安全的情況下，食品輻照劑量可高于10kGy。第8頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、國外食品輻照技術的進展第9頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日美國食品輻照簡介美國是世界上最大的食品和農產品市場，也是世界上對輻照食品研究最深入的國家之一輻照作為提高食品安全性和作為一種檢疫處理方法方面的研究和法規(guī)建設，并成功地進行了商業(yè)化應用。

在食品輻照標準制定方面，美國政府早在1963年就批準了小麥及其制品的輻照，而后又批準了香辛料、豬肉防旋毛蟲、糧食殺蟲和新鮮水果蔬菜延長貨架期的輻照處理，影響較大的是1997年批準的紅肉制品的輻照處理。第10頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日美國主要批準食品輻照的歷程如下：1963年，F(xiàn)DA批準了小麥和小麥粉的輻照以用于病蟲的控制，由于當時美國沒有使用輻照，每年400，000噸小麥在烏克蘭進行輻照。1964年，首次在美國本土使用輻照技術。FDA批準了白馬鈴薯的輻照以延長其貨架期。20世紀70年代，美國宇航局NASA采用輻照方式對宇航員在太空使用的肉進行滅菌。至現(xiàn)在，美國宇航局仍然在使用輻照。1997年，F(xiàn)DA批準紅肉的輻照。2000年，美國農業(yè)部USDA的食品安全監(jiān)督機構FSIS批準了牛肉的輻照。FDA批準了新鮮雞蛋和易發(fā)芽種子的輻照。第11頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2002年，美國農業(yè)部USDA就已經接受采用輻照方式對進口水果、蔬菜進行檢疫處理。2005年，F(xiàn)DA批準了軟體貝殼類的輻照以用于控制新鮮的或者冰凍軟體貝殼類中的病原體（如弧菌類和其他食源性病原體）。2007年，美國農業(yè)部USDA批準了進口泰國、印度、巴基斯坦等國采用輻照方式檢疫后的熱帶水果進入美國市場。2008年，F(xiàn)DA批準了對新鮮卷心萵苣和菠菜進行輻照以控制食源性致病菌如大腸桿菌和沙門氏菌。第12頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日美國批準的食品輻照的清單產品目的允許劑量（KGy）批準日期小麥及面粉殺蟲0.2-0.51963.8.21白馬鈴薯延長貨架壽命0.05-0.11964.6.30白馬鈴薯延長貨架壽命0.05-0.151965.11.1香料和調味用干菜（38種）干的或脫水滅菌，殺蟲<301983.7.5酶制劑（包括固定化酶制劑）控制昆蟲和微生物<101985.6.10白條豬或新鮮的未經熱殺菌的分割肉扇控制旋毛蟲0.3-1.01985.7.22新鮮水果推遲成熟11986.4.18食品殺蟲11986.4.18干的或脫水酶制劑滅菌101986.4.18干的或脫水的芳香植物滅菌301986.4.18家禽滅菌31990.5.11第13頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日新鮮食品抑制生長和成熟<1食品節(jié)肢動物消毒<1干的或脫水香料/調味品微生物消毒<30新鮮或冷凍未加工家禽制品控制病菌<3冷凍包裝肉（僅供宇航局）滅菌>441970s冷藏未加工肉制品控制病菌<4.51997冷凍未加工肉制品控制病菌<71997新鮮雞蛋控制沙門氏菌<3.02000育種控制微生物致病體<8.02000新鮮或冷凍軟體貝殼類控制弧菌類和其他食源性病原體<5.52005新鮮卷心萵苣和菠菜控制食源性病原體，延長貨架期<4.02008第14頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日英國和歐盟食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀歐盟議會決定2000年9月20日起允許出售和使用輻照草藥，調味品和脫水蔬菜最大劑量為10kGy。此前，歐盟中比利時，丹麥，芬蘭，法國，意大利，荷蘭,西班牙已經立法允許專項輻照食品上市，此后，歐盟其他成員國奧地利，德國，希臘，盧森堡，葡萄牙，愛爾蘭和瑞典也已經允許輻照食品上市。第15頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日根據(jù)英國（英格蘭）2009年7月實施的新的食品輻照條例來看，批準的食品輻照包括水果、蔬菜、谷物、球莖和塊莖類食物、干草藥、香料和調味品、魚和貝類以及家禽肉等7類?？傮w而言，歐盟對輻照食品持相當嚴格和謹慎的態(tài)度，尤其是對用于食品輻照的裝置具有非常嚴格的審批程序，下表是經歐盟批準的用于食品輻照的裝置情況。第16頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日歐盟共有10個國家的21座輻照裝置獲得歐盟的食品輻照的批準；歐盟之外共有4個國家的7座輻照裝置獲得了歐盟的食品輻照的批準；中國也已經有幾家單位向歐盟提出了申請，但目前尚未獲得批準。第17頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日經歐盟批準的食品輻照裝置清單國家名稱法國德國西斑牙荷蘭比利時、捷克、匈牙利、意大利、波蘭、英國裝置數(shù)量7421國家名稱南非泰國瑞士、土耳其裝置數(shù)量321歐盟成員國非歐盟成員國第18頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日日本食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀日本北海道的土豆輻照設施是世界上較早的商業(yè)化運行的輻照設施，其在1974年就開始運營主要應用于土豆的抑制發(fā)芽；2007年日本政府撥出資金列入專題，對國際輻照食品進行專項調查，以推動日本國內輻照食品的發(fā)展。調味品的輻照正在審批階段。第19頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日澳洲食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀近年，澳大利亞和新西蘭取消了1989年以來對食品輻照的禁令。1999年下半年澳大利亞新西蘭食品標準委員會(ANZFSC)核準了澳新食品主管局(ANZFA)標準AI7《食品輻照》。該標準規(guī)定，對食品、食品配料或成分進行輻照或再次輻照要得到根據(jù)逐項審核原則作出的許可，并對有關的輻照劑量、包裝材料及認可的場所和設施實施嚴格的條件限制。該標準要求輻照食品進行標識。第20頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日其他國家南非：批準了絕大多數(shù)食品的輻照處理；主要輻照產品：調味品、蜂蜜等。輻照食品總量很大；以色列：輻照食品的發(fā)展速度較快。第21頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日水果輻照檢疫的發(fā)展現(xiàn)狀輻照作為檢疫的一種方法已經在全世界范圍內進行了大量的科學研究積累，實驗結果表明采用低劑量的γ射線、電子束或者X射線對水果害蟲進行輻照處理，能引致害蟲的不育或者延緩死亡，同時輻照檢疫方法具有殺蟲時間短，殺蟲徹底，處理不需拆包、不受溫度影響、對寄主安全，沒有殘留和環(huán)境污染問題。聯(lián)合國糧農組織（FAO）發(fā)布的國際植物檢疫措施標準（ISPN）第18號出版物（2003）《植物檢疫措施的準則輻照處理》，又為各國采用輻照作為檢疫方法提供了共同的準則，截至2008年底，全世界范圍內已經有多個國家批準了多種水果的輻照檢疫

第22頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻照檢疫處理水果及國家清單出口國家或地區(qū)水果種類進口國家最低劑量（Gy）澳大利亞芒果、木瓜新西蘭150或250美國夏威夷荔枝、香蕉、面包果、楊桃、柑橘、火龍果、菠蘿蜜、荔枝、龍眼、芒果、莽吉柿、甜瓜、番石榴、菠蘿、人心果等美國本土150或400印度芒果美國400印度芒果澳大利亞400墨西哥番石榴美國400泰國荔枝、龍眼、芒果、莽吉柿、菠蘿和紅毛丹美國400越南火龍果美國400第23頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日泰國-美國在泰國，有兩家美國農業(yè)部認可的輻照裝置：一家為政府擁有的泰國輻照中心，另一家為Isotron的伽馬輻照裝置，這兩座輻照裝置都靠近泰國曼谷2008年，泰國有大約1700噸的水果輻照后出口到美國，大部分是龍眼（占總數(shù)2/3）和山竹，少量為紅毛丹果和芒果。估計，2009年出口總量基本不變。第24頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日印度-美國2007年，在芒果銷售的三四個月中，大約有170噸的芒果輻照后出口到美國；2008年，出口量為275噸；2009年，預計為300噸。印度生產的芒果占世界總產量的一半，但由于基礎設施不完善和檢疫的限制，其出口量還不足世界芒果交易的1%。預計未來芒果輻照的數(shù)量將繼續(xù)擴大。第25頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日越南-美國美國允許從越南中部省份BinhThuan進口輻照后的火龍果；主要有兩家單位：越南VINAGAMMA的鈷源輻照裝置和SonSon的電子加速器裝置用于水果輻照；從2008年10月開始，每周大約運輸7噸第26頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日澳大利亞-新西蘭芒果、番木瓜果和荔枝已經獲批進行輻照處理；2008年輻照水果總量為800m3；2009年的處理量為660m3，輻照總量減少是由于運輸受阻的原因。第27頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日●我國第一所核應用技術研究所于1962年在成都建成，開始了食品輻射研究工作。

●70年代的研究工作取得了一定的成效。●80年代國家衛(wèi)生部批準部分（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、蘑菇、香腸）輻照食品允許消費。一些省市建立了一起容量較大的輻射應用試驗基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、廣東等地。●90年代至今，我國已有近20項農產品輻照標準獲得批準。第28頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第29頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)輻照的基本原理★輻射指能量傳遞的一種方式，在電磁波譜中，根據(jù)能量相應的大小，可使電磁波分成無線電波、微波、紅外、可見光、紫外線，χ和γ射線。

υ頻率

λ×υ=C105Hz1010101510181020

低頻輻射區(qū)υ<1015Hz高頻輻射線υ>1015Hz微波紅外紫外X射線和γ射線第30頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第31頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日一、放射性同位素與輻射1、放射性同位素▼同位素：質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的一類原子總稱；▼放射性同位素：當原子序數(shù)在84以上的同位素，原子核是不穩(wěn)定的，能以一定的速率放出射線，由這種原子組成的元素。

第32頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2、放射性衰變▼放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會不間斷地、自發(fā)地放射出射線，直至變成另一種穩(wěn)定同位素，從不穩(wěn)定的元素變成穩(wěn)定同位素，原子核的轉變過程稱為放射性衰變。這就是所謂“核衰變”。

第33頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日▼半衰期：放射性強度因衰變降低到原來一半所需的時間，或原子數(shù)衰變至一半時所需的時間。3、半衰期第34頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日α-射線、β-射線、X-射線、γ-射線4、放射線的種類及其特征（1）放射線的種類（2）特征α-射線：相對質量較大，電離能力很強，穿透能力很??；β-射線：為氫核質量的幾千分之一，帶電量為α-射線的一半，電離能力比α-射線小，穿透能力比α-射線大；γ-射線：電離能力比α、β小，但穿透能力比α、β大；

X-射線：電離能力小，穿透力很高第35頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第36頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、輻照量單位與吸收劑量1、能量單位電子伏特ev表示輻射能量，單位普通用eV，即相當于１個電子在真空中通過電位差為１伏特的電場被加速所獲得的動能。第37頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2、放射性強度（放射性活度）▼指單位時間內發(fā)生核衰變的次數(shù)。放射性同位素原子數(shù)目的減少服從指數(shù)規(guī)律。隨著時間的增加，放射性原子的數(shù)目按幾何級數(shù)減少，放射性同位素不斷地衰變，它是衡量放射性強弱程度的一個物理量。

居里（以前曾用），1Ci=3.7*1010次衰變／秒，即每秒中有3.7*1010次原子核衰變。現(xiàn)法定單位用貝可Bq，即每秒中有一個原子核衰變?yōu)?貝可。即1Bq=1s－1，因此，1Ci=3.7×1010Bq第38頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日3、輻射劑量▼用來度量χ射線或γ射線在空氣中電離能力的物理量。▼以前曾用倫琴（R），國際單位為（c/kg，SI，庫侖/千克）。4、吸收劑量▼被輻照物質所吸收的射線能量稱為吸收劑量(D)。以前曾用拉德（Rad），國際單位為戈瑞（Gy）1Gy=1J/kg=100Rad第39頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日5、輻射劑量與吸收劑量的關系▼在輻照場儀器測定的是輻射劑量，而食品保藏主要用吸收劑量來衡量。

吸收劑量＝輻射劑量×轉換系數(shù)空氣轉換系數(shù)＝0.83;食品的轉換系數(shù)＝0.92－0.97▼由于不同食品具有不同的輻射吸收性質，故必須規(guī)定被輻照食品的吸收劑量，才能達到需要的要求。▼輻照劑量根據(jù)達到加工目的最適宜的劑量范圍以及食品所能耐受的最大劑量確定。第40頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日三、輻射源與食品輻照裝置1、人工放射性同位素①60Co●制備方法：將自然界中存在的穩(wěn)定同位素59Co金屬制成棒形、長方形、薄片形、顆粒形、圓筒形或所需要的形狀，置于反應堆活性區(qū)，經中子一定時間照射，少量59Co原子吸收一個中子后即生成60Co輻射源。

●60Co經β-衰變后放出一個β粒子和兩個能量不同的γ-光子（1.17Mev和1.33Mev），最后變?yōu)?0Ni(鎳)。第41頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第42頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第43頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日60Co輻射源的人工制備方法將自然界存在的穩(wěn)定同位素59Co金屬根據(jù)使用需要制成不同形狀（如棒形、長方形、薄片形、顆粒形、圓筒形），置于反應堆活性區(qū)，經一定時間的中子照射，少量59Co原子吸收一個光子后即生成60Co輻射源，其核反應是：第44頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日

國際上的鈷-60輻照裝置絕大部分都是由加拿大的MDSNordion提供，我國三強核力公司自主研發(fā)設計的SQ（H）型工業(yè)鈷源輻照裝置已經于2006年在艾索創(chuàng)泰國公司投產，該裝置除了用于醫(yī)療器械的滅菌，還用于寵物飼料、冰凍魚以及水果的輻照，并獲得了美國農業(yè)部（USDA）頒發(fā)的輻照許可。γ輻照裝置第45頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第46頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日γ輻照裝置最近北京三強核力輻射工程技術有限公司已經完成了SQ（G）型工業(yè)輻照裝置的開發(fā)并即已經安裝在杭州；該裝置采用輥道和鏈條輸送機，承重能力大大提升；特別適合食品輻照。第47頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第48頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日②137Cs●137Cs輻射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。

●137Cs經β-衰變后放出γ-光子最后變?yōu)?37Ba（鋇），所產生的γ-射線的能量為0.66Mev，比60Co來得弱，所以放射性強度比60Co弱，要想達到和60Co一樣的輻射強度，要衰變次數(shù)就要多幾次。第49頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2、電子加速器★電子加速器是利用電磁場的作用，使電子獲得較高的能量，即將電能轉變成輻射能，產生高能電子束或X射線的裝置。電子射線：利用加速器產生的電子流與放射性同位素中的β射線具有相同的性質，故稱為人工β射線源。電子加速器產生的電子束穿透性差，一般只用于食品表層的輻照。第50頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日加速器輻照裝置

最近幾年由于鈷-60源市場緊缺，γ輻照裝置的環(huán)境問題，再加上工業(yè)加速器本身在能量、束流、功率及安全方面技術有重大突破，特別是束下裝置的完善，加速器的輻照應用具有大發(fā)展趨勢，特別是它在輻照消毒，輻照食品方面也能發(fā)揮能量高，功率大，處理量大的特點，下面簡介幾種近年來新發(fā)展起來的加速器。

第51頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日用于食品輻照處理的加速器主要有靜電加速器（范德格拉夫電子加速器）、高頻高壓加速器（地那米加速器）、絕緣磁芯變壓器、微波電子直線加速器、高壓倍加器、脈沖電子加速器等。第52頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日（1）IBA公司的RHODOTRON加速器該加速器1996年研制成功，到目前為止已在美國、日本、法國、瑞典、西斑牙、丹麥、奧地利等國家有30多臺生產線已經或即將投入運行，主要用于食品輻照和輻照消毒。目前已有一臺TT--200的IBA加速器在中國上海地區(qū)投入運行（2）IBA公司的Betaline可移動自屏蔽式生產線該生產線可用于小包裝食品，羊肉片，牛排等食品加工，可移動，可在普通廠房內作為生產線在線消毒裝置。第53頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日（3）俄羅斯科學院新西伯利亞分院核物理研究所雙掃描頭，可轉為X射線，轉換效率超過8--10％，既可用于輻照食品，也可用于輻照消毒，已有兩臺于2001年在美國投入運行。

（4）日新公司和三菱重工公司以上裝置已在日本用于輻照食品和輻照消毒并投入運行。

第54頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日X射線：用高能電子來轟擊重金屬靶，其能量的一小部分轉變?yōu)槎滩ㄩL的電磁射線，即產生X-射線。而紫外線，尤其是波長在200~280nm范圍內的，可以用來使食品表面的微生物鈍化。第55頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日食品輻照裝置的發(fā)展趨勢

鈷-60輻照裝置由于輻照工藝和各種條件越來越成熟，在未來一段時間內仍然是食品輻照的主要技術裝備。但是用于食品輻照的鈷-60輻照裝置將向專業(yè)化、大型化、標準化、高度自動化方向發(fā)展。專業(yè)化：由現(xiàn)在的大多數(shù)為多功能輻照裝置向食品專用輻照裝置發(fā)展；大型化：單座設計裝源能力和實際裝源能力將繼續(xù)擴大；標準化：形成更多更好的標準化系列產品，如諾迪安公司的JS系列以及三強核力的SQ系列；高度自動化：隨著人力成本的提高，自動裝卸料以及連接立體庫的自動化程度將繼續(xù)提高。第56頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日加速器及X射線裝置由于技術上、經濟上以及歷史的因素，現(xiàn)在鈷-60輻照裝置仍然是食品輻照的主要裝備，但最近幾年由于鈷-60源市場緊缺、成本增加以及運輸問題，鈷-60輻照裝置的潛在環(huán)境問題。工業(yè)加速器本身在能量、束流、功率及安全方面技術有重大突破，特別是束下裝置的完善，加速器的輻照應用具有大發(fā)展趨勢，特別是它在輻照食品方面也能發(fā)揮能量高，功率大，處理量大的特點美國國會批準的一個報告《放射源的使用與替代》也建議逐步采用加速器替代放射源的應用。加速器逐步取代鈷-60輻照裝置將是一個發(fā)展趨勢。第57頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日

3、防護設備★輻射對人體的危害途徑：外照射和內照射；★電離輻射對人體的作用效應：物理、化學和生物；★防止措施：屏蔽輻射源和射線，屏蔽材料有鉛、混凝土、鐵和水。：第58頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻射源的防護措施為了防止射線傷害輻射源附近的工作人員和其他生物，必須對輻射源和射線進行嚴格的屏蔽，如圖7-2的各種安全結構。鉛的密度大（11.34g/cm3），屏蔽性能好，鉛容器可以用來貯存輻射源。鋼材在加工較大的容器和設備中常需用作結構骨架。鐵用于制作防護門、鐵鉤和蓋板等。水屏蔽的優(yōu)點是具有可見性和可入性，常用深水井貯存輻射源（如60Co、137Cs等）?；炷翂?，既是建筑結構又是屏蔽物，混凝土中含有水可以較好地屏蔽中子。各種屏蔽材料的厚度必須大于射線所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工過程中要防止產生空洞及縫隙過大等問題，防止γ射線泄漏。第59頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日電離輻射對人體的作用有物理、化學和生物三種效應短期受大劑量輻射會產生急性放射病長期受小劑量輻射會產生慢性病人體對輻射有一定適應能力和抵御能力，規(guī)定的允許值：5×10-2Sv（=J/kg）/（年全身）（~0.00lSv／周）。第60頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻射裝置對人體的危害途徑輻射對人體危害的兩種途徑外照射，即輻射源在人體外部照射內照射，放射性物質通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內照射。食品輻照一般使用的是嚴格密封在不銹鋼中的60Co輻射源和電子加速器，輻照對人體的危害主要是外輻射造成的。第61頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日（三）輸送與安全系統(tǒng)工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴格的安全防護設施和自動輸送、排風系統(tǒng)。食品輻照采用的設備應有權威管理部門審批，符合安全、衛(wèi)生、有效的要求，符合國際操作規(guī)范（CAC/RCP19一106rev.l一1983）。所有的運轉設備、自動控制、報警與安全系統(tǒng)必須組合得極其嚴密聯(lián)動系統(tǒng)。只有在完成這些安全操作手續(xù)，確保輻照室不再有任何射線時，工作人員才能進人輻照室。第62頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日

一、食品輻照的化學效應★是指被輻照物質中的分子所發(fā)生的化學變化?！镉呻婋x輻射使食品產生多種離子、粒子及質子的基本過程有：●初級輻射——即物質接受輻射能后，形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片---與輻射程度有關?！翊渭壿椛洹跫壿椛涞漠a物相互作用生成與原物質不同的化合物---與溫度等其他條件有關。第三節(jié)食品的輻照及輻照保藏原理第63頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日1、水的輻射效應●水分子對輻射很敏感，當它接受了射線的能量后，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發(fā)生反應?！袼邮茌椛浜蟮淖詈螽a物是氫和過氧化氫，形成的機制很復雜?，F(xiàn)已知的中間產物主要有三種：水合電子（eaq），氫氧基（OH·），氫基（H·）。這些中間產物很重要，因為它們可以和其他有機體的分子接觸而進行反應，特別是在稀溶液中或含水的食品中，大多由于水的輻射而產生了間接效應進行了氧化反應。第64頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日水的輻射化學水受輻射后可產生的總效應：第65頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日

2、氨基酸與蛋白質★氨基酸經輻射后，會引起氨基酸脫氨等?！锷渚€照射到食品蛋白質分子，很容易使它的二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、醚鍵斷裂，破壞蛋白質分子的三級、二級結構，改變物理性質，導致蛋白質分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低。第66頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日3、糖類★一般來說相當穩(wěn)定，只有大劑量照射下才引起氧化和分解。在食品輻射保藏的劑量下，所引起的物質性質變化極小。4、脂類★一般來說，飽和脂肪是穩(wěn)定的，不飽和脂肪容易發(fā)生氧化。輻射脂類的主要作用是在脂肪酸長鏈中-C-C-鍵外斷裂。★輻照可促使脂類的自動氧化，有氧存在，其促進作用更明顯，從而促進游離基的生成，使氫過氧化物和抗氧化物質分解反應加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多種分解產物。第67頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第68頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日從表7-6可看出，50kGy的輻照劑量產生的還原力變化類似100℃加熱10h的變化。第69頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日高劑量下輻照脂肪用60kGy輻照豬肉，輻照產物烴類產量，1kg脂肪中烴的含量如下：十七碳烯90mg，十六碳二烯89mg，十七烷34mg，十六碳烯22mg，十五烷55mg，十四烯38mg，所產生的主要烴類的質量也隨劑量和輻照溫度而直線增加。當輻照劑量大于20kGy時“輻照脂肪”氣味可察覺，在較高劑量時變得更強烈。有人估計30kGy輻照產生的烴量相當于170℃，24h加熱所產生的烴量。第70頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日主要烷烴（戊烷）的量是山加熱所形成的兩倍，而在加熱處理中產生的主要烯烴（丁烯）的量較多。第71頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日5、維生素★不同維生素對射線的敏感性不同?！锼苄跃S生素中以VC和維生素B1的輻射敏感性最強，其他水溶性如VB2，泛酸，VB6，葉酸也較敏感，VB5（煙酸）對輻射很不敏感，較穩(wěn)定?！镆话阏J為維生素A和維生素E是脂溶性維生素對輻射最敏感的維生素?！锞S生素對輻照食品的敏感性在評價輻照食品的營養(yǎng)價值上是一個很重要的指標。第72頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第73頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日脂溶性維生素VA和VE：是脂溶性V中對輻照最敏感的V。牛肉在氮氣中經20kGy劑量輻照，維生素A破壞率達66%，維生素E則沒有損失；禽肉在氮氣中分別經10kGy、20kGy和40kGy的輻照，其維生素A的降解率分別達58％、72％和95%；全脂牛乳經2.4kGy的輻照，維生素E將損失40%；VD食物中的維生素D對輻照似乎是相當穩(wěn)定。鯉魚油經幾十千戈瑞劑量輻照，都沒有發(fā)現(xiàn)維生素D的破壞。第74頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日水溶性維生素VBl和VC對輻照最敏感，低于5kGy時，VC損失很少超過20％～30％。維生素輻照損失數(shù)量受劑量、溫度、氧氣存在與食品類型等的影響。一般來說，在無氧或低溫條件下輻照可減少食品中任何維生素的損失。不同條件下B1輻照損失情形第75頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日三、食品輻照的生物學效應★生物學效應指輻射對生物體如微生物、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響。這種影響是由于生物體內的化學變化造成的?！镙椛鋵铙w組織的損傷主要是與其代謝反應有關，視其機體組織受輻射損傷后的恢復能力而異，這還取決于所使用的輻射總劑量的大小。第76頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日大小低高第77頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日1、微生物①直接效應

★指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應，可使微生物死亡?！锂斔肿颖患せ詈碗婋x后，成為游離基，起氧化還原反應作用，這些激活的水分子就與微生物內的生理活性物質相互作用，而使細胞生理機能受到影響。②間接效應第78頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日NDlg—=-—

N0D10

其中：N0表示最初的微生物數(shù)

N表示使用D劑量后殘留的微生物數(shù)

D表示初期劑量

D10表示微生物殘存數(shù)減到原數(shù)的10%時的劑量

★為了表示某種微生物對輻射的敏感性，就通常以每殺死90%微生物所需要的戈瑞數(shù)來表示，即殘存微生物下降到原數(shù)的10%所需要的劑量，并用D10值表示：③微生物對輻射的敏感性第79頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日一些微生物的D10值菌種基質D10（kGy）菌種基質D10（kGy）肉毒桿菌A食品4啤酒酵母緩沖液2~2.5肉毒桿菌B緩沖液3.3嗜熱脂肪芽孢桿菌緩沖液需氧1短小芽孢桿菌緩沖液厭氧3鼠傷寒沙門氏菌冷凍蛋0.7產氣莢膜桿菌肉2.1~2.4產黃青霉緩沖液0.4枯菌桿菌緩沖液2~2.5大腸桿菌肉湯0.2第80頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日

2、病毒★病毒是最小的生物體，它沒有呼吸作用，是以食品和酶為寄主。通常使用高達30kGy的劑量才能抑制。如脊髓灰色質病毒和傳染性肝炎病毒據(jù)推測來自食品污染。用γ－射線照射有助于殺死病毒。3、霉菌和酵母★酵母與霉菌對輻射的敏感性與無芽孢細菌相同。★酵母可使果汁及水果制品腐敗，可用熱處理與低劑量輻射結合的辦法殺滅。第81頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日4、昆蟲★處于幼蟲期的昆蟲對輻射比較敏感，成蟲（細胞)對輻射的敏感性較小，高劑量才能使成蟲致死，但成蟲的性腺細胞對輻射是敏感的，因此使用低劑量可造成絕育或引起配子在遺傳上的紊亂?！锍赡昵暗睦ハx經輻射可產生不育；輻照過的卵可以發(fā)育成幼蟲，但不能發(fā)育成蛹；照射的蛹可發(fā)展為成蟲，但成蟲不育。第82頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日5、寄生蟲★輻射可使寄生蟲不育或死亡?！镓i肉中旋毛蟲不育劑量0.12kGy死亡7.5kGy★牛肉中絳蟲致死劑量3.0-5.0KGy

6、植物★輻射主要應用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制塊莖、鱗莖類發(fā)芽，推遲蘑菇開傘、調節(jié)后熟和衰老上。第83頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日一、輻照在食品中的應用1、低劑量照射（輻射耐貯殺菌）第四節(jié)食品輻照工藝及條件控制★平均輻射劑量在1kGy以下?！镆种瓢l(fā)芽；殺滅昆蟲和寄生蟲；延緩水果和蔬菜的后熟過程第84頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2、中劑量照射（輻射巴氏殺菌）★平均輻射劑量在1∽10kGy。★殺菌、防腐；延長保藏期；改良食品的工藝品質。第85頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日3、大劑量照射（輻射阿氏殺菌）★平均輻射劑量在10kGy～50kGy?！锵懔?、調味品的商業(yè)殺菌。第86頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第87頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日一、輻照應用類型輻射阿氏殺菌（radappertization）輻射巴氏殺菌（radicidation）輻射耐貯殺菌（radurization）第88頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻射阿氏殺菌（radappertization）所使用的輻照劑量可以將食品中的微生物減少到零或有限個數(shù)。經過這種輻照處理后，食品在無再污染條件下可在正常條件下達到一定的貯存期。為高劑量輻照，劑量范圍30～50kGy。第89頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻射巴氏殺菌（radicidation）所使用的輻照劑量可以使食品中檢測不出特定的無芽袍的致病菌（如沙門氏菌等）。為中劑量輻照，輻照劑量范圍為1～10kGy。第90頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻射耐貯殺菌（radurization）主要目的是降低食品中腐敗微生物及其他生物數(shù)量，延長新鮮食品的后熟期及保藏期（如抑制發(fā)芽等）。為低劑量輻照，一般劑量在1kGy以下。第91頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日二、食品輻射保藏的工藝流程1、一般輻照工藝第92頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日第93頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日2、典型食品輻照工藝第94頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日果蔬類果蔬輻照的目的主要是防止微生物的腐敗作用，控制害蟲感染及蔓延；延緩后熟期，防止老化。水果的輻照處理，除可延長保藏期外，還可促進水果中色素的合成、使?jié)撂崆懊摑驮黾悠咸训某鲋?。蔬菜的輻照處理主要是抑制發(fā)芽，殺死寄生蟲。第95頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日抑制發(fā)芽低劑量0.06～0.15kGy對控制根莖作物如馬鈴薯、洋蔥、大蒜的發(fā)芽是有效的。為了獲得更好的貯藏效果，蔬菜的輻照處理常結合一定的低溫貯藏或其他有效的貯藏方式。如收獲的洋蔥在3℃暫存，并在3℃的低溫下輻照，照射后可在室溫下貯藏較長時間，又可以避免內芽枯死、變褐發(fā)黑。第96頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻照延遲水果的后熟期對香蕉等熱帶水果十分有效，香蕉：對綠色香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對有機械傷的香蕉一般無效。木瓜：用1kGy劑量即可延遲木瓜的成熟。芒果：0.4kGy劑量輻照可延長保藏期8d，用1.5kGy可完全殺死果實中的害蟲。第97頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日糧食類造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲的危害和霉菌活動導致的霉爛變質。第98頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日3．畜、禽肉及水產類針對沙門氏菌等非芽孢菌的處理與其他方法聯(lián)合處理高劑量輻照處理肉類輻照與冷藏結合處理水產品輻照保藏第99頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日針對沙門氏菌等非芽孢菌的處理沙門氏菌是最耐輻照的非芽孢致病菌，1.5～3.0kGy劑量可獲得99.9％至99.999％的滅菌率；而對O157:H7大腸桿菌，1.5kGy可獲得99.9999％的滅菌率（D10＝0.24kGy）；寄生蟲Toxoplasmagondii和Trichinellasprialis此的失活劑量分別為0.25kGy和0.3kGy。革蘭氏陰性菌對輻照較敏感，1kGy輻照可獲得較好效果，但對革蘭氏陽性菌作用較小。Lambert等報告，充N2包裝的塊狀豬肉在1kGy輻照后于5℃可存放26d。第100頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日與其他方法聯(lián)合處理通常的輻照量（<<100kGy）不能使肉的酶失活,可結合加熱方法。如用加熱使鮮肉內溫度升到70℃保持30min，使其蛋白分解酶完全鈍化后才進行輻照。第101頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日高劑量輻照處理肉類目的：使（已包裝）肉類在常溫下長期保藏。劑量：殺死抗輻射性強的肉毒芽孢桿菌；對低鹽、無酸的肉類（如雞肉）需用劑量45kGy以上。產生異味：高劑量輻照滅菌處理會使產品產生異味，程度因肉類品種不同而異），牛肉產生的異味最強。目前防止異味最好的方法是在冷凍溫度-30～-80℃下輻照，因為異味的形成大多數(shù)是間接的化學效應。在冰凍時水中的自由基的流動性減少，可以防止白由基與肉類成分的相互反應發(fā)生。顏色：輻照可引起肉顏色的變化，在有氧存在下更為顯著。第102頁，共114頁，2023年，2月20日，星期日輻照與冷藏結合處理目的：用輻照處理冷藏或冷凍家禽，殺滅沙門氏菌和彎曲桿菌（campylobacter），處理豬肉使旋毛蟲幼蟲失活。（帶來的衛(wèi)生效益最為明顯）劑量：2～7kGy被認為足以殺死上述病原微生物和寄生蟲，對大部分食品不會造成感官特性不利的影響。第103頁，共114頁，2023年，2月20