第四章-食品輻射保藏

第四章__食品輻射保藏1、概念：輻照保藏技術(shù)是利用原子能射線的輻射能量對(duì)食品進(jìn)行殺菌、殺蟲(chóng)、抑制發(fā)芽、延遲后熟等處理，使食品的保藏期延長(zhǎng)的技術(shù)。一、概念及特點(diǎn)2、食品輻照殺菌的特點(diǎn)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(qiáng)；③經(jīng)安全劑量射線照射的食品無(wú)任何殘留，射線不與產(chǎn)品結(jié)合。第一節(jié)輻射保藏特點(diǎn)及進(jìn)展第四章__食品輻射保藏④節(jié)約能源。⑤操作適應(yīng)范圍廣。⑥加工效率高，射線的穿透度高、均勻。缺點(diǎn)：輻射滅菌效果與微生物種類有關(guān)；用輻射方法鈍化食品中的酶比較困難；敏感性強(qiáng)和經(jīng)高劑量照射的食品有可能產(chǎn)生不愉快的感官變化；對(duì)操作人員的安全防護(hù)要求相當(dāng)高。第四章__食品輻射保藏二、食品輻照技術(shù)的發(fā)展1、開(kāi)創(chuàng)階段（1895年～1949年）1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線。1896年，法國(guó)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(duì)病原菌的致死作用。1899年，證實(shí)X-射線對(duì)寄生蟲(chóng)有致死作用。

20世紀(jì)50年代以前，主要用于軍事目的，加上人力、財(cái)力不足及缺乏大功率的X-射線機(jī)和大的輻射源，研究處于初級(jí)階段，不夠深入。第四章__食品輻射保藏二、食品輻照技術(shù)的發(fā)展2、研究和開(kāi)發(fā)階段（1950年～1969年）1953年，美國(guó)總統(tǒng)艾森豪威爾向聯(lián)合國(guó)提出和平利用原子能計(jì)劃。1955年，在日內(nèi)瓦召開(kāi)了第一屆世界和平利用原子能大會(huì)。1957年，成立了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）。這階段，公眾對(duì)食品輻照持積極態(tài)度，主要開(kāi)展了輻照殺蟲(chóng)、殺菌、抑制發(fā)芽、延長(zhǎng)食品貨架期的條件（輻照劑量、產(chǎn)品成熟度、包裝材料、溫度、氣體等）的研究。第四章__食品輻射保藏二、食品輻照技術(shù)的發(fā)展3、輻照食品衛(wèi)生安全性和技術(shù)可行性研究階段（1970年～1988年）20世紀(jì)70年代，國(guó)際上掀起了反核運(yùn)動(dòng)，存在公眾偏見(jiàn)、媒體信息誤導(dǎo)，食品衛(wèi)生部門嚴(yán)格控制，食品加工、貿(mào)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(huì)（JECFI）首次闡明食品輻照同熱加工和冷藏一樣，是一種物理過(guò)程，輻照食品衛(wèi)生安全性評(píng)價(jià)應(yīng)與食品添加劑與食品污染區(qū)別開(kāi)來(lái)。同年，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。第四章__食品輻射保藏二、食品輻照技術(shù)的發(fā)展3、輻照食品衛(wèi)生安全性和技術(shù)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(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)?！贝私Y(jié)論推動(dòng)了世界各國(guó)對(duì)輻照食品研究的熱潮。第四章__食品輻射保藏二、食品輻照技術(shù)的發(fā)展4、食品輻照法規(guī)的協(xié)調(diào)和商業(yè)化階段（1988年～）2003年，國(guó)際食品法典委員會(huì)（CAC）在羅馬召開(kāi)第26屆大會(huì)，通過(guò)了修訂后的《輻照食品國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)》，《食品輻照加工工藝國(guó)際推薦準(zhǔn)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(duì)食品結(jié)構(gòu)的完整性、功能性和感官品質(zhì)發(fā)生負(fù)面作用，不影響消費(fèi)者健康安全的情況下，食品輻照劑量可高于10kGy。第四章__食品輻射保藏二、國(guó)外食品輻照技術(shù)的進(jìn)展第四章__食品輻射保藏美國(guó)食品輻照簡(jiǎn)介美國(guó)是世界上最大的食品和農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)，也是世界上對(duì)輻照食品研究最深入的國(guó)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(shè)，并成功地進(jìn)行了商業(yè)化應(yīng)用。

在食品輻照標(biāo)準(zhǔn)制定方面，美國(guó)政府早在1963年就批準(zhǔn)了小麥及其制品的輻照，而后又批準(zhǔn)了香辛料、豬肉防旋毛蟲(chóng)、糧食殺蟲(chóng)和新鮮水果蔬菜延長(zhǎng)貨架期的輻照處理，影響較大的是1997年批準(zhǔn)的紅肉制品的輻照處理。第四章__食品輻射保藏美國(guó)主要批準(zhǔn)食品輻照的歷程如下：1963年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了小麥和小麥粉的輻照以用于病蟲(chóng)的控制，由于當(dāng)時(shí)美國(guó)沒(méi)有使用輻照，每年400，000噸小麥在烏克蘭進(jìn)行輻照。1964年，首次在美國(guó)本土使用輻照技術(shù)。FDA批準(zhǔn)了白馬鈴薯的輻照以延長(zhǎng)其貨架期。20世紀(jì)70年代，美國(guó)宇航局NASA采用輻照方式對(duì)宇航員在太空使用的肉進(jìn)行滅菌。至現(xiàn)在，美國(guó)宇航局仍然在使用輻照。1997年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)紅肉的輻照。2000年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部USDA的食品安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)FSIS批準(zhǔn)了牛肉的輻照。FDA批準(zhǔn)了新鮮雞蛋和易發(fā)芽種子的輻照。第四章__食品輻射保藏2002年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部USDA就已經(jīng)接受采用輻照方式對(duì)進(jìn)口水果、蔬菜進(jìn)行檢疫處理。2005年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)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(guó)農(nóng)業(yè)部USDA批準(zhǔn)了進(jìn)口泰國(guó)、印度、巴基斯坦等國(guó)采用輻照方式檢疫后的熱帶水果進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)。2008年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了對(duì)新鮮卷心萵苣和菠菜進(jìn)行輻照以控制食源性致病菌如大腸桿菌和沙門氏菌。第四章__食品輻射保藏美國(guó)批準(zhǔn)的食品輻照的清單產(chǎn)品目的允許劑量（KGy）批準(zhǔn)日期小麥及面粉殺蟲(chóng)0.2-0.51963.8.21白馬鈴薯延長(zhǎng)貨架壽命0.05-0.11964.6.30白馬鈴薯延長(zhǎng)貨架壽命0.05-0.151965.11.1香料和調(diào)味用干菜（38種）干的或脫水滅菌，殺蟲(chóng)<301983.7.5酶制劑（包括固定化酶制劑）控制昆蟲(chóng)和微生物<101985.6.10白條豬或新鮮的未經(jīng)熱殺菌的分割肉扇控制旋毛蟲(chóng)0.3-1.01985.7.22新鮮水果推遲成熟11986.4.18食品殺蟲(chóng)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第四章__食品輻射保藏新鮮食品抑制生長(zhǎng)和成熟<1食品節(jié)肢動(dòng)物消毒<1干的或脫水香料/調(diào)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(zhǎng)貨架期<4.02008第四章__食品輻射保藏英國(guó)和歐盟食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀歐盟議會(huì)決定2000年9月20日起允許出售和使用輻照草藥，調(diào)味品和脫水蔬菜最大劑量為10kGy。此前，歐盟中比利時(shí)，丹麥，芬蘭，法國(guó)，意大利，荷蘭,西班牙已經(jīng)立法允許專項(xiàng)輻照食品上市，此后，歐盟其他成員國(guó)奧地利，德國(guó)，希臘，盧森堡，葡萄牙，愛(ài)爾蘭和瑞典也已經(jīng)允許輻照食品上市。第四章__食品輻射保藏根據(jù)英國(guó)（英格蘭）2009年7月實(shí)施的新的食品輻照條例來(lái)看，批準(zhǔn)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(diào)味品、魚(yú)和貝類以及家禽肉等7類?？傮w而言，歐盟對(duì)輻照食品持相當(dāng)嚴(yán)格和謹(jǐn)慎的態(tài)度，尤其是對(duì)用于食品輻照的裝置具有非常嚴(yán)格的審批程序，下表是經(jīng)歐盟批準(zhǔn)的用于食品輻照的裝置情況。第四章__食品輻射保藏歐盟共有10個(gè)國(guó)家的21座輻照裝置獲得歐盟的食品輻照的批準(zhǔn)；歐盟之外共有4個(gè)國(guó)家的7座輻照裝置獲得了歐盟的食品輻照的批準(zhǔn)；中國(guó)也已經(jīng)有幾家單位向歐盟提出了申請(qǐng)，但目前尚未獲得批準(zhǔn)。第四章__食品輻射保藏經(jīng)歐盟批準(zhǔn)的食品輻照裝置清單國(guó)家名稱法國(guó)德國(guó)西斑牙荷蘭比利時(shí)、捷克、匈牙利、意大利、波蘭、英國(guó)裝置數(shù)量7421國(guó)家名稱南非泰國(guó)瑞士、土耳其裝置數(shù)量321歐盟成員國(guó)非歐盟成員國(guó)第四章__食品輻射保藏日本食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀日本北海道的土豆輻照設(shè)施是世界上較早的商業(yè)化運(yùn)行的輻照設(shè)施，其在1974年就開(kāi)始運(yùn)營(yíng)主要應(yīng)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(duì)國(guó)際輻照食品進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)查，以推動(dòng)日本國(guó)內(nèi)輻照食品的發(fā)展。調(diào)味品的輻照正在審批階段。第四章__食品輻射保藏澳洲食品輻照的發(fā)展現(xiàn)狀近年，澳大利亞和新西蘭取消了1989年以來(lái)對(duì)食品輻照的禁令。1999年下半年澳大利亞新西蘭食品標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(ANZFSC)核準(zhǔn)了澳新食品主管局(ANZFA)標(biāo)準(zhǔn)AI7《食品輻照》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)食品、食品配料或成分進(jìn)行輻照或再次輻照要得到根據(jù)逐項(xiàng)審核原則作出的許可，并對(duì)有關(guān)的輻照劑量、包裝材料及認(rèn)可的場(chǎng)所和設(shè)施實(shí)施嚴(yán)格的條件限制。該標(biāo)準(zhǔn)要求輻照食品進(jìn)行標(biāo)識(shí)。第四章__食品輻射保藏其他國(guó)家南非：批準(zhǔn)了絕大多數(shù)食品的輻照處理；主要輻照產(chǎn)品：調(diào)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。第四章__食品輻射保藏水果輻照檢疫的發(fā)展現(xiàn)狀輻照作為檢疫的一種方法已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行了大量的科學(xué)研究積累，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用低劑量的γ射線、電子束或者X射線對(duì)水果害蟲(chóng)進(jìn)行輻照處理，能引致害蟲(chóng)的不育或者延緩死亡，同時(shí)輻照檢疫方法具有殺蟲(chóng)時(shí)間短，殺蟲(chóng)徹底，處理不需拆包、不受溫度影響、對(duì)寄主安全，沒(méi)有殘留和環(huán)境污染問(wèn)題。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）發(fā)布的國(guó)際植物檢疫措施標(biāo)準(zhǔn)（ISPN）第18號(hào)出版物（2003）《植物檢疫措施的準(zhǔn)則輻照處理》，又為各國(guó)采用輻照作為檢疫方法提供了共同的準(zhǔn)則，截至2008年底，全世界范圍內(nèi)已經(jīng)有多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了多種水果的輻照檢疫

第四章__食品輻射保藏輻照檢疫處理水果及國(guó)家清單出口國(guó)家或地區(qū)水果種類進(jìn)口國(guó)家最低劑量（Gy）澳大利亞芒果、木瓜新西蘭150或250美國(guó)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(guó)本土150或400印度芒果美國(guó)400印度芒果澳大利亞400墨西哥番石榴美國(guó)400泰國(guó)荔枝、龍眼、芒果、莽吉柿、菠蘿和紅毛丹美國(guó)400越南火龍果美國(guó)400第四章__食品輻射保藏泰國(guó)-美國(guó)在泰國(guó)，有兩家美國(guó)農(nóng)業(yè)部認(rèn)可的輻照裝置：一家為政府擁有的泰國(guó)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(guó)曼谷2008年，泰國(guó)有大約1700噸的水果輻照后出口到美國(guó)，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(jì)，2009年出口總量基本不變。第四章__食品輻射保藏印度-美國(guó)2007年，在芒果銷售的三四個(gè)月中，大約有170噸的芒果輻照后出口到美國(guó)；2008年，出口量為275噸；2009年，預(yù)計(jì)為300噸。印度生產(chǎn)的芒果占世界總產(chǎn)量的一半，但由于基礎(chǔ)設(shè)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(yù)計(jì)未來(lái)芒果輻照的數(shù)量將繼續(xù)擴(kuò)大。第四章__食品輻射保藏越南-美國(guó)美國(guó)允許從越南中部省份BinhThuan進(jìn)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(kāi)始，每周大約運(yùn)輸7噸第四章__食品輻射保藏澳大利亞-新西蘭芒果、番木瓜果和荔枝已經(jīng)獲批進(jìn)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(yùn)輸受阻的原因。第四章__食品輻射保藏●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。

●70年代的研究工作取得了一定的成效?！?0年代國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)部分（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、蘑菇、香腸）輻照食品允許消費(fèi)。一些省市建立了一起容量較大的輻射應(yīng)用試驗(yàn)基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、廣東等地。●90年代至今，我國(guó)已有近20項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品輻照標(biāo)準(zhǔn)獲得批準(zhǔn)。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏第二節(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(yīng)的大小，可使電磁波分成無(wú)線電波、微波、紅外、可見(jiàn)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射線第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏一、放射性同位素與輻射1、放射性同位素▼同位素：質(zhì)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(dāng)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。

第四章__食品輻射保藏2、放射性衰變▼放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會(huì)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(zhuǎn)變過(guò)程稱為放射性衰變。這就是所謂“核衰變”。

第四章__食品輻射保藏▼半衰期：放射性強(qiáng)度因衰變降低到原來(lái)一半所需的時(shí)間，或原子數(shù)衰變至一半時(shí)所需的時(shí)間。3、半衰期第四章__食品輻射保藏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(duì)質(zhì)量較大，電離能力很強(qiáng)，穿透能力很小；β-射線：為氫核質(zhì)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，穿透力很高第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏二、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(dāng)于１個(gè)電子在真空中通過(guò)電位差為１伏特的電場(chǎng)被加速所獲得的動(dòng)能。第四章__食品輻射保藏2、放射性強(qiáng)度（放射性活度）▼指單位時(shí)間內(nèi)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(shí)間的增加，放射性原子的數(shù)目按幾何級(jí)數(shù)減少，放射性同位素不斷地衰變，它是衡量放射性強(qiáng)弱程度的一個(gè)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(gè)原子核衰變?yōu)?貝可。即1Bq=1s－1，因此，1Ci=3.7×1010Bq第四章__食品輻射保藏3、輻射劑量▼用來(lái)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(guó)際單位為（c/kg，SI，庫(kù)侖/千克）。4、吸收劑量▼被輻照物質(zhì)所吸收的射線能量稱為吸收劑量(D)。以前曾用拉德（Rad），國(guó)際單位為戈瑞（Gy）1Gy=1J/kg=100Rad第四章__食品輻射保藏5、輻射劑量與吸收劑量的關(guān)系▼在輻照?qǐng)鰞x器測(cè)定的是輻射劑量，而食品保藏主要用吸收劑量來(lái)衡量。

吸收劑量＝輻射劑量×轉(zhuǎn)換系數(shù)空氣轉(zhuǎn)換系數(shù)＝0.83;食品的轉(zhuǎn)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(zhì)，故必須規(guī)定被輻照食品的吸收劑量，才能達(dá)到需要的要求。▼輻照劑量根據(jù)達(dá)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。第四章__食品輻射保藏三、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(zhǎng)方形、薄片形、顆粒形、圓筒形或所需要的形狀，置于反應(yīng)堆活性區(qū)，經(jīng)中子一定時(shí)間照射，少量59Co原子吸收一個(gè)中子后即生成60Co輻射源。

●60Co經(jīng)β-衰變后放出一個(gè)β粒子和兩個(gè)能量不同的γ-光子（1.17Mev和1.33Mev），最后變?yōu)?0Ni(鎳)。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏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(zhǎng)方形、薄片形、顆粒形、圓筒形），置于反應(yīng)堆活性區(qū)，經(jīng)一定時(shí)間的中子照射，少量59Co原子吸收一個(gè)光子后即生成60Co輻射源，其核反應(yīng)是：第四章__食品輻射保藏

國(guó)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(guó)三強(qiáng)核力公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)的SQ（H）型工業(yè)鈷源輻照裝置已經(jīng)于2006年在艾索創(chuàng)泰國(guó)公司投產(chǎn)，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(yú)以及水果的輻照，并獲得了美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）頒發(fā)的輻照許可。γ輻照裝置第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏γ輻照裝置最近北京三強(qiáng)核力輻射工程技術(shù)有限公司已經(jīng)完成了SQ（G）型工業(yè)輻照裝置的開(kāi)發(fā)并即已經(jīng)安裝在杭州；該裝置采用輥道和鏈條輸送機(jī)，承重能力大大提升；特別適合食品輻照。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏②137Cs●137Cs輻射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。

●137Cs經(jīng)β-衰變后放出γ-光子最后變?yōu)?37Ba（鋇），所產(chǎn)生的γ-射線的能量為0.66Mev，比60Co來(lái)得弱，所以放射性強(qiáng)度比60Co弱，要想達(dá)到和60Co一樣的輻射強(qiáng)度，要衰變次數(shù)就要多幾次。第四章__食品輻射保藏2、電子加速器★電子加速器是利用電磁場(chǎng)的作用，使電子獲得較高的能量，即將電能轉(zhuǎn)變成輻射能，產(chǎn)生高能電子束或X射線的裝置。電子射線：利用加速器產(chǎn)生的電子流與放射性同位素中的β射線具有相同的性質(zhì)，故稱為人工β射線源。電子加速器產(chǎn)生的電子束穿透性差，一般只用于食品表層的輻照。第四章__食品輻射保藏加速器輻照裝置

最近幾年由于鈷-60源市場(chǎng)緊缺，γ輻照裝置的環(huán)境問(wèn)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(shù)有重大突破，特別是束下裝置的完善，加速器的輻照應(yīng)用具有大發(fā)展趨勢(shì)，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(diǎn)，下面簡(jiǎn)介幾種近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的加速器。

第四章__食品輻射保藏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。第四章__食品輻射保藏（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(guó)、日本、法國(guó)、瑞典、西斑牙、丹麥、奧地利等國(guó)家有30多臺(tái)生產(chǎn)線已經(jīng)或即將投入運(yùn)行，主要用于食品輻照和輻照消毒。目前已有一臺(tái)TT--200的IBA加速器在中國(guó)上海地區(qū)投入運(yùn)行（2）IBA公司的Betaline可移動(dòng)自屏蔽式生產(chǎn)線該生產(chǎn)線可用于小包裝食品，羊肉片，牛排等食品加工，可移動(dòng)，可在普通廠房?jī)?nèi)作為生產(chǎn)線在線消毒裝置。第四章__食品輻射保藏（3）俄羅斯科學(xué)院新西伯利亞分院核物理研究所雙掃描頭，可轉(zhuǎn)為X射線，轉(zhuǎn)換效率超過(guò)8--10％，既可用于輻照食品，也可用于輻照消毒，已有兩臺(tái)于2001年在美國(guó)投入運(yùn)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(yùn)行。

第四章__食品輻射保藏X射線：用高能電子來(lái)轟擊重金屬靶，其能量的一小部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎滩ㄩL(zhǎng)的電磁射線，即產(chǎn)生X-射線。而紫外線，尤其是波長(zhǎng)在200~280nm范圍內(nèi)的，可以用來(lái)使食品表面的微生物鈍化。第四章__食品輻射保藏食品輻照裝置的發(fā)展趨勢(shì)

鈷-60輻照裝置由于輻照工藝和各種條件越來(lái)越成熟，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍然是食品輻照的主要技術(shù)裝備。但是用于食品輻照的鈷-60輻照裝置將向?qū)I(yè)化、大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、高度自動(dòng)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：?jiǎn)巫O(shè)計(jì)裝源能力和實(shí)際裝源能力將繼續(xù)擴(kuò)大；標(biāo)準(zhǔn)化：形成更多更好的標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品，如諾迪安公司的JS系列以及三強(qiáng)核力的SQ系列；高度自動(dòng)化：隨著人力成本的提高，自動(dòng)裝卸料以及連接立體庫(kù)的自動(dòng)化程度將繼續(xù)提高。第四章__食品輻射保藏加速器及X射線裝置由于技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)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(chǎng)緊缺、成本增加以及運(yùn)輸問(wèn)題，鈷-60輻照裝置的潛在環(huán)境問(wèn)題。工業(yè)加速器本身在能量、束流、功率及安全方面技術(shù)有重大突破，特別是束下裝置的完善，加速器的輻照應(yīng)用具有大發(fā)展趨勢(shì)，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(diǎn)美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)的一個(gè)報(bào)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(yīng)用。加速器逐步取代鈷-60輻照裝置將是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。第四章__食品輻射保藏

3、防護(hù)設(shè)備★輻射對(duì)人體的危害途徑：外照射和內(nèi)照射；★電離輻射對(duì)人體的作用效應(yīng)：物理、化學(xué)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。：第四章__食品輻射保藏輻射源的防護(hù)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(duì)輻射源和射線進(jìn)行嚴(yán)格的屏蔽，如圖7-2的各種安全結(jié)構(gòu)。鉛的密度大（11.34g/cm3），屏蔽性能好，鉛容器可以用來(lái)貯存輻射源。鋼材在加工較大的容器和設(shè)備中常需用作結(jié)構(gòu)骨架。鐵用于制作防護(hù)門、鐵鉤和蓋板等。水屏蔽的優(yōu)點(diǎn)是具有可見(jiàn)性和可入性，常用深水井貯存輻射源（如60Co、137Cs等）?；炷翂Γ仁墙ㄖY(jié)構(gòu)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(guò)程中要防止產(chǎn)生空洞及縫隙過(guò)大等問(wèn)題，防止γ射線泄漏。第四章__食品輻射保藏電離輻射對(duì)人體的作用有物理、化學(xué)和生物三種效應(yīng)短期受大劑量輻射會(huì)產(chǎn)生急性放射病長(zhǎng)期受小劑量輻射會(huì)產(chǎn)生慢性病人體對(duì)輻射有一定適應(yīng)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）。第四章__食品輻射保藏輻射裝置對(duì)人體的危害途徑輻射對(duì)人體危害的兩種途徑外照射，即輻射源在人體外部照射內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過(guò)呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射。食品輻照一般使用的是嚴(yán)格密封在不銹鋼中的60Co輻射源和電子加速器，輻照對(duì)人體的危害主要是外輻射造成的。第四章__食品輻射保藏（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(yán)格的安全防護(hù)設(shè)施和自動(dòng)輸送、排風(fēng)系統(tǒng)。食品輻照采用的設(shè)備應(yīng)有權(quán)威管理部門審批，符合安全、衛(wèi)生、有效的要求，符合國(guó)際操作規(guī)范（CAC/RCP19一106rev.l一1983）。所有的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、自動(dòng)控制、報(bào)警與安全系統(tǒng)必須組合得極其嚴(yán)密聯(lián)動(dòng)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(shí)，工作人員才能進(jìn)人輻照室。第四章__食品輻射保藏

一、食品輻照的化學(xué)效應(yīng)★是指被輻照物質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化?！镉呻婋x輻射使食品產(chǎn)生多種離子、粒子及質(zhì)子的基本過(guò)程有：●初級(jí)輻射——即物質(zhì)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(guān)。●次級(jí)輻射——初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用生成與原物質(zhì)不同的化合物---與溫度等其他條件有關(guān)。第三節(jié)食品的輻照及輻照保藏原理第四章__食品輻射保藏1、水的輻射效應(yīng)●水分子對(duì)輻射很敏感，當(dāng)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(yīng)?！袼邮茌椛浜蟮淖詈螽a(chǎn)物是氫和過(guò)氧化氫，形成的機(jī)制很復(fù)雜?，F(xiàn)已知的中間產(chǎn)物主要有三種：水合電子（eaq），氫氧基（OH·），氫基（H·）。這些中間產(chǎn)物很重要，因?yàn)樗鼈兛梢院推渌袡C(jī)體的分子接觸而進(jìn)行反應(yīng)，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(chǎn)生了間接效應(yīng)進(jìn)行了氧化反應(yīng)。第四章__食品輻射保藏水的輻射化學(xué)水受輻射后可產(chǎn)生的總效應(yīng)：第四章__食品輻射保藏

2、氨基酸與蛋白質(zhì)★氨基酸經(jīng)輻射后，會(huì)引起氨基酸脫氨等。★射線照射到食品蛋白質(zhì)分子，很容易使它的二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、醚鍵斷裂，破壞蛋白質(zhì)分子的三級(jí)、二級(jí)結(jié)構(gòu)，改變物理性質(zhì)，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。第四章__食品輻射保藏3、糖類★一般來(lái)說(shuō)相當(dāng)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(zhì)性質(zhì)變化極小。4、脂類★一般來(lái)說(shuō)，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(zhǎng)鏈中-C-C-鍵外斷裂。★輻照可促使脂類的自動(dòng)氧化，有氧存在，其促進(jìn)作用更明顯，從而促進(jìn)游離基的生成，使氫過(guò)氧化物和抗氧化物質(zhì)分解反應(yīng)加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多種分解產(chǎn)物。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏從表7-6可看出，50kGy的輻照劑量產(chǎn)生的還原力變化類似100℃加熱10h的變化。第四章__食品輻射保藏高劑量下輻照脂肪用60kGy輻照豬肉，輻照產(chǎn)物烴類產(chǎn)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(chǎn)生的主要烴類的質(zhì)量也隨劑量和輻照溫度而直線增加。當(dāng)輻照劑量大于20kGy時(shí)“輻照脂肪”氣味可察覺(jué)，在較高劑量時(shí)變得更強(qiáng)烈。有人估計(jì)30kGy輻照產(chǎn)生的烴量相當(dāng)于170℃，24h加熱所產(chǎn)生的烴量。第四章__食品輻射保藏主要烷烴（戊烷）的量是山加熱所形成的兩倍，而在加熱處理中產(chǎn)生的主要烯烴（丁烯）的量較多。第四章__食品輻射保藏5、維生素★不同維生素對(duì)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(qiáng)，其他水溶性如VB2，泛酸，VB6，葉酸也較敏感，VB5（煙酸）對(duì)輻射很不敏感，較穩(wěn)定?！镆话阏J(rèn)為維生素A和維生素E是脂溶性維生素對(duì)輻射最敏感的維生素?！锞S生素對(duì)輻照食品的敏感性在評(píng)價(jià)輻照食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上是一個(gè)很重要的指標(biāo)。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏脂溶性維生素VA和VE：是脂溶性V中對(duì)輻照最敏感的V。牛肉在氮?dú)庵薪?jīng)20kGy劑量輻照，維生素A破壞率達(dá)66%，維生素E則沒(méi)有損失；禽肉在氮?dú)庵蟹謩e經(jīng)10kGy、20kGy和40kGy的輻照，其維生素A的降解率分別達(dá)58％、72％和95%；全脂牛乳經(jīng)2.4kGy的輻照，維生素E將損失40%；VD食物中的維生素D對(duì)輻照似乎是相當(dāng)穩(wěn)定。鯉魚(yú)油經(jīng)幾十千戈瑞劑量輻照，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)維生素D的破壞。第四章__食品輻射保藏水溶性維生素VBl和VC對(duì)輻照最敏感，低于5kGy時(shí)，VC損失很少超過(guò)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(lái)說(shuō)，在無(wú)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輻照損失情形第四章__食品輻射保藏三、食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)★生物學(xué)效應(yīng)指輻射對(duì)生物體如微生物、昆蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)、植物等的影響。這種影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。★輻射對(duì)活體組織的損傷主要是與其代謝反應(yīng)有關(guān)，視其機(jī)體組織受輻射損傷后的恢復(fù)能力而異，這還取決于所使用的輻射總劑量的大小。第四章__食品輻射保藏大小低高第四章__食品輻射保藏1、微生物①直接效應(yīng)

★指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應(yīng)，可使微生物死亡。★當(dāng)水分子被激活和電離后，成為游離基，起氧化還原反應(yīng)作用，這些激活的水分子就與微生物內(nèi)的生理活性物質(zhì)相互作用，而使細(xì)胞生理機(jī)能受到影響。②間接效應(yīng)第四章__食品輻射保藏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(shí)的劑量

★為了表示某種微生物對(duì)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(lái)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(duì)輻射的敏感性第四章__食品輻射保藏一些微生物的D10值菌種基質(zhì)D10（kGy）菌種基質(zhì)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(chǎn)氣莢膜桿菌肉2.1~2.4產(chǎn)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第四章__食品輻射保藏

2、病毒★病毒是最小的生物體，它沒(méi)有呼吸作用，是以食品和酶為寄主。通常使用高達(dá)30kGy的劑量才能抑制。如脊髓灰色質(zhì)病毒和傳染性肝炎病毒據(jù)推測(cè)來(lái)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(duì)輻射的敏感性與無(wú)芽孢細(xì)菌相同?！锝湍缚墒构八破犯瘮?，可用熱處理與低劑量輻射結(jié)合的辦法殺滅。第四章__食品輻射保藏4、昆蟲(chóng)★處于幼蟲(chóng)期的昆蟲(chóng)對(duì)輻射比較敏感，成蟲(chóng)（細(xì)胞)對(duì)輻射的敏感性較小，高劑量才能使成蟲(chóng)致死，但成蟲(chóng)的性腺細(xì)胞對(duì)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(chóng)經(jīng)輻射可產(chǎn)生不育；輻照過(guò)的卵可以發(fā)育成幼蟲(chóng)，但不能發(fā)育成蛹；照射的蛹可發(fā)展為成蟲(chóng)，但成蟲(chóng)不育。第四章__食品輻射保藏5、寄生蟲(chóng)★輻射可使寄生蟲(chóng)不育或死亡。★豬肉中旋毛蟲(chóng)不育劑量0.12kGy死亡7.5kGy★牛肉中絳蟲(chóng)致死劑量3.0-5.0KGy

6、植物★輻射主要應(yīng)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(kāi)傘、調(diào)節(jié)后熟和衰老上。第四章__食品輻射保藏一、輻照在食品中的應(yīng)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(chóng)和寄生蟲(chóng)；延緩水果和蔬菜的后熟過(guò)程第四章__食品輻射保藏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(zhǎng)保藏期；改良食品的工藝品質(zhì)。第四章__食品輻射保藏3、大劑量照射（輻射阿氏殺菌）★平均輻射劑量在10kGy～50kGy

?！锵懔?、調(diào)味品的商業(yè)殺菌。第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏一、輻照應(yīng)用類型輻射阿氏殺菌（radappertization）輻射巴氏殺菌（radicidation）輻射耐貯殺菌（radurization）第四章__食品輻射保藏輻射阿氏殺菌（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(gè)數(shù)。經(jīng)過(guò)這種輻照處理后，食品在無(wú)再污染條件下可在正常條件下達(dá)到一定的貯存期。為高劑量輻照，劑量范圍30～50kGy。第四章__食品輻射保藏輻射巴氏殺菌（radicidation）所使用的輻照劑量可以使食品中檢測(cè)不出特定的無(wú)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。第四章__食品輻射保藏輻射耐貯殺菌（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(zhǎng)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。第四章__食品輻射保藏二、食品輻射保藏的工藝流程1、一般輻照工藝第四章__食品輻射保藏第四章__食品輻射保藏2、典型食品輻照工藝第四章__食品輻射保藏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(chóng)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(zhǎng)保藏期外，還可促進(jìn)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(chóng)。第四章__食品輻射保藏抑制發(fā)芽低劑量0.06～0.15kGy對(duì)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(jié)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(zhǎng)時(shí)間，又可以避免內(nèi)芽枯死、變褐發(fā)黑。第四章__食品輻射保藏輻照延遲水果的后熟期對(duì)香蕉等熱帶水果十分有效，香蕉：對(duì)綠色香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對(duì)有機(jī)械傷的香蕉一般無(wú)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(zhǎng)保藏期8d，用1.5kGy可完全殺死果實(shí)中的害蟲(chóng)。第四章__食品輻射保藏糧食類造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲(chóng)的危害和霉菌活動(dòng)導(dǎo)致的霉?fàn)€變質(zhì)。第四章__食品輻射保藏3．畜、禽肉及水產(chǎn)類針對(duì)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(jié)合處理水產(chǎn)品輻照保藏第四章__食品輻射保藏針對(duì)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(duì)O157:H7大腸桿菌，1.5kGy可獲得99.9999％的滅菌率（D10＝0.24kGy）；寄生蟲(chóng)Toxoplasmagondii和Trichinellasprialis此的失活劑量分別為0.25kGy和0.3kGy。革蘭氏陰性菌對(duì)輻照較敏感，1kGy輻照可獲得較好效果，但對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌作用較小。Lambert等報(bào)告，充N2包裝的塊狀豬肉在1kGy輻照后于5℃可存放26d。第四章__食品輻射保藏與其他方法聯(lián)合處理通常的輻照量（<<100kGy）不能使肉的酶失活,可結(jié)合加熱方法。如用加熱使鮮肉內(nèi)溫度升到70℃保持30min，使其蛋白分解酶完全鈍化后才進(jìn)行輻照。第四章__食品輻射保藏高劑量輻照處理肉類目的：使（已包裝）肉類在常溫下長(zhǎng)期保藏。劑量：殺死抗輻射性強(qiáng)的肉毒芽孢桿菌；對(duì)低鹽、無(wú)酸的肉類（如雞肉）需用劑量45kGy以上。產(chǎn)生異味：高劑量輻照滅菌處理會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生異味，程度因肉類品種不同而異），牛肉產(chǎn)生的異味最強(qiáng)。目前防止異味最好的方法是在冷凍溫度-30～-80℃下輻照，因?yàn)楫愇兜男纬纱蠖鄶?shù)是間接的化學(xué)效應(yīng)。在冰凍時(shí)水中的自由基的流動(dòng)性減少，可以防止白由基與肉類成分的相互反應(yīng)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。第四章__食品輻射保藏輻照與冷藏結(jié)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(chóng)幼蟲(chóng)失活。（帶來(lái)的衛(wèi)生效益最為明顯）劑量：2～7kGy被認(rèn)為足以殺死上述病原微生物和寄生蟲(chóng)，對(duì)大部分食品不會(huì)造成感官特性不利的影響。第四章__食品輻射保藏水產(chǎn)品輻照保藏多數(shù)采用中低劑量處理，高劑量處理工藝與肉禽類相似，但產(chǎn)生的異味低于肉類。為了延長(zhǎng)貯藏期，低劑量輻照魚(yú)類常結(jié)合低溫（3℃以下）貯藏。不同魚(yú)類有不同的劑量要求，