食品辐射保藏

1、 1 1、概念：、概念： 辐照保藏技术辐照保藏技术是利用原子能射线的辐射能量对是利用原子能射线的辐射能量对 食品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处食品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处 理，使食品的保藏期延长的技术。理，使食品的保藏期延长的技术。 一、概念及特点一、概念及特点 第一节第一节 辐射保藏特点及进展辐射保藏特点及进展 n 升温极微，可保持原有的新鲜感官特征；升温极微，可保持原有的新鲜感官特征； n 射线穿透力强射线穿透力强； n 经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射 线不与产品结合。线不与产品结合。 n 节约能源。节约能源。 n 操作适

2、应范围广。操作适应范围广。 n 加工效率高，射线的穿透度高、均匀。加工效率高，射线的穿透度高、均匀。 2、食品辐照杀菌的特点及意义、食品辐照杀菌的特点及意义 3.缺点：缺点： p 辐射灭菌效果与微生物种类有关；辐射灭菌效果与微生物种类有关； p 用辐射方法钝化食品中的酶比较困难；用辐射方法钝化食品中的酶比较困难； p 敏感性强和经高剂量照射的食品有可能产生不愉敏感性强和经高剂量照射的食品有可能产生不愉 快的感官变化；快的感官变化； p 对操作人员的安全防护要求相当高。对操作人员的安全防护要求相当高。 常见的辐照食品种类：常见的辐照食品种类： p1特殊食品：病人食用的无菌食品、太空食品。特殊食品

3、：病人食用的无菌食品、太空食品。 p 2 2脱水食品：洋葱粉、八角粉、虾粉、青葱、辣脱水食品：洋葱粉、八角粉、虾粉、青葱、辣 椒粉、蒜粉、虾仁等脱水食品。椒粉、蒜粉、虾仁等脱水食品。 p3延长货架的食品：月饼、袋装肉制品、果脯延长货架的食品：月饼、袋装肉制品、果脯 等产品。等产品。 p4冻品：冻鱿鱼、冻虾仁、冻蟹肉、冻蛙腿等冻品：冻鱿鱼、冻虾仁、冻蟹肉、冻蛙腿等 产品。产品。 p5保健品：减肥茶、洋参、花粉、灵芝制品、保健品：减肥茶、洋参、花粉、灵芝制品、 袋泡茶、口服美容保健食品等。袋泡茶、口服美容保健食品等。 二、现有保藏技术的优缺点二、现有保藏技术的优缺点 u 食品冷冻保藏食品冷冻保藏低

4、温抑制微生物活动和减少酶活。低温抑制微生物活动和减少酶活。 优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值；优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值； 缺点：缺点：能耗大，需建立冷藏链能耗大，需建立冷藏链。 u 食品加热食品加热提高温度杀灭微生物和酶。提高温度杀灭微生物和酶。 优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏；优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏； 缺点：缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。热对风味组织结构和色泽有影响。 u 食品干藏食品干藏降低水分活度（降低水分活度（Aw），控制微生物和减少酶活。），控制微生物和减少酶活。 优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆优点

5、：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆 缺点：缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。自然脱水后的食品难复水，易变色。 u 化学保藏化学保藏通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。 优点：操作简便易行。优点：操作简便易行。 缺点：缺点：化学物质残留。化学物质残留。 三、辐射保藏的优越性（意义、特点）三、辐射保藏的优越性（意义、特点） u 食品在受辐射过程中食品在受辐射过程中温度升高甚微温度升高甚微，可在，可在常温或低温下进常温或低温下进 行行，又被称为，又被称为“冷杀菌冷杀菌”。被辐射适当处理后的食品的感。被辐射适当处理后的食品的感 官性状与新鲜食品差

6、别很小，特别适合于一些不耐热的食官性状与新鲜食品差别很小，特别适合于一些不耐热的食 品和药品。品和药品。 u 射线穿透力强射线穿透力强，在，在不拆包装不拆包装和和不解冻不解冻的情况下，可杀灭其的情况下，可杀灭其 深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，也节省了深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，也节省了 包装材料，避免再污染。包装材料，避免再污染。 u 射线处理过的食品射线处理过的食品不会留下任何残留物不会留下任何残留物。 u 节省能源节省能源：据国际原子能机构（：据国际原子能机构（IAEA）通报，食品采用冷藏）通报，食品采用冷藏 需消耗能量为需消耗能量为90千瓦时千瓦时/T，巴氏消毒

7、，巴氏消毒230千瓦时千瓦时/T，热力杀菌，热力杀菌 300千瓦时千瓦时/T，脱水处理（干燥），脱水处理（干燥）700千瓦时千瓦时/T，而辐射杀菌只，而辐射杀菌只 需需6.34千瓦时千瓦时/T，辐射巴氏消毒，辐射巴氏消毒0.76千瓦时千瓦时/T。 u 适应范围广适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，从装箱的马：能处理各种不同类型的食物品种，从装箱的马 铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。不铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。不 同体积、不同状态、固体液体食品同体积、不同状态、固体液体食品 u 加工效率高加工效率高、整个工序、整个工序可连续化、自动化。可连续化、自

8、动化。 只要规模大，就能获得巨大的利益。只要规模大，就能获得巨大的利益。 谷物谷物20万吨以上，马铃薯万吨以上，马铃薯2.5万吨以上，洋葱万吨以上，洋葱5000吨。吨。 辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的 保藏方法，也是和平利用原子能的一个重要方面。保藏方法，也是和平利用原子能的一个重要方面。 四、食品辐照技术的发展四、食品辐照技术的发展 1、开创阶段（、开创阶段（1895年年1949年）年） p 1895年，伦琴发现年，伦琴发现X-射线。射线。 p 1896年，法国贝可勒尔（年，法国贝可勒尔（H.Becguerel）发现铀的放射）发现铀的放射 性

9、。性。 p 1898年，发现年，发现X-射线对病原菌的致死作用。射线对病原菌的致死作用。 p 1899年，证实年，证实X-射线对寄生虫有致死作用。射线对寄生虫有致死作用。 20世纪世纪50年代以前，主要用于军事目的，加上人力、年代以前，主要用于军事目的，加上人力、 财力不足及缺乏大功率的财力不足及缺乏大功率的X-射线机和大的辐射源，研究射线机和大的辐射源，研究 处于初级阶段，不够深入。处于初级阶段，不够深入。 四、食品辐照技术的发展四、食品辐照技术的发展 2、研究和开发阶段（、研究和开发阶段（1950年年1969年）年） p 1953年，美国总统艾森豪威尔向联合国提出和平利用原子年，美国总统艾

10、森豪威尔向联合国提出和平利用原子 能计划。能计划。 p 1955年，在日内瓦召开了第一届世界和平利用原子能大会。年，在日内瓦召开了第一届世界和平利用原子能大会。 p 1957年，成立了国际原子能机构（年，成立了国际原子能机构（IAEA）。）。 这阶段，公众对食品辐照持积极态度，主要开展了辐这阶段，公众对食品辐照持积极态度，主要开展了辐 照杀虫、杀菌、抑制发芽、延长食品货架期的条件（辐照照杀虫、杀菌、抑制发芽、延长食品货架期的条件（辐照 剂量、产品成熟度、包装材料、温度、气体等）的研究。剂量、产品成熟度、包装材料、温度、气体等）的研究。 四、食品辐照技术的发展四、食品辐照技术的发展 3、辐照食品

11、卫生安全性和技术可行性研究阶段、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段 （1970年年1988年）年） p 2020世纪世纪7070年代，国际上掀起了反核运动，存在公众偏见、年代，国际上掀起了反核运动，存在公众偏见、 媒体信息误导，食品卫生部门严格控制，食品加工、贸易媒体信息误导，食品卫生部门严格控制，食品加工、贸易 部门持观望和消极态度。部门持观望和消极态度。 p 19761976年，年， FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO辐照食品联合专家委员会（辐照食品联合专家委员会（JECFIJECFI） 首次阐明食品辐照同热加工和冷藏一样，是一种物理过程，首次阐明食品辐照同热加工和冷藏一

12、样，是一种物理过程， 辐照食品卫生安全性评价应与食品添加剂与食品污染区别辐照食品卫生安全性评价应与食品添加剂与食品污染区别 开来。同年，有开来。同年，有2525种辐射处理的食品在种辐射处理的食品在1818个国家得到无条个国家得到无条 件批准或暂定批准，允许作为商品供一般食用。件批准或暂定批准，允许作为商品供一般食用。 四、食品辐照技术的发展四、食品辐照技术的发展 3、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段 （1970年年1988年）年） p 19801980年年1010月月2727日举行的第四届专门委员会会议作出的结论是：日举行的第四届专门委员会会议作出

13、的结论是： “用用10kGy10kGy以下的平均最大剂量照射任何食品，在毒理学、营以下的平均最大剂量照射任何食品，在毒理学、营 养学及微生物学上都丝毫不存在问题，而且今后无须再对经养学及微生物学上都丝毫不存在问题，而且今后无须再对经 低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验。低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验。”此结论推动了此结论推动了 世界各国对辐照食品研究的热潮。世界各国对辐照食品研究的热潮。 四、食品辐照技术的发展四、食品辐照技术的发展 4、食品辐照法规的协调和商业化阶段（、食品辐照法规的协调和商业化阶段（1988年）年） p 20032003年，国际食品法典委员会（年，国际食品法典委员会

14、（CACCAC）在罗马召开第）在罗马召开第2626届届 大会，通过了修订后的大会，通过了修订后的辐照食品国际通用标准辐照食品国际通用标准， 食品辐照加工工艺国际推荐准则食品辐照加工工艺国际推荐准则。突破了食品辐照。突破了食品辐照 加工中加工中10kGy10kGy的最大吸收剂量的限制，允许在不对食品结的最大吸收剂量的限制，允许在不对食品结 构的完整性、功能性和感官品质发生负面作用，不影响构的完整性、功能性和感官品质发生负面作用，不影响 消费者健康安全的情况下，食品辐照剂量可高于消费者健康安全的情况下，食品辐照剂量可高于10kGy10kGy。 五、国外食品辐照技术的进展五、国外食品辐照技术的进展

15、1.美国食品辐照简介美国食品辐照简介 p 美国美国是世界上最大的食品和农产品市场，也是世界上对辐是世界上最大的食品和农产品市场，也是世界上对辐 照食品研究最深入的国家之一照食品研究最深入的国家之一 p 辐照作为提高食品安全性和作为一种检疫处理方法方面的辐照作为提高食品安全性和作为一种检疫处理方法方面的 研究和法规建设，并成功地进行了研究和法规建设，并成功地进行了商业化应用商业化应用。 p 在食品辐照标准制定方面，美国政府早在在食品辐照标准制定方面，美国政府早在19631963年就批准了年就批准了 小麦及其制品的辐照，而后又批准了香辛料、猪肉防旋毛小麦及其制品的辐照，而后又批准了香辛料、猪肉防旋

16、毛 虫、粮食杀虫和新鲜水果蔬菜延长货架期的辐照处理，影虫、粮食杀虫和新鲜水果蔬菜延长货架期的辐照处理，影 响较大的是响较大的是19971997年批准的红肉制品的辐照处理。年批准的红肉制品的辐照处理。 美国主要批准食品辐照的历程如下：美国主要批准食品辐照的历程如下： p 19631963年，年，FDAFDA批准了小麦和小麦粉的辐照以用于病虫的控制，批准了小麦和小麦粉的辐照以用于病虫的控制， 由于当时美国没有使用辐照，每年由于当时美国没有使用辐照，每年400400，000000吨小麦在乌克吨小麦在乌克 兰进行辐照。兰进行辐照。 p 19641964年，首次在美国本土使用辐照技术。年，首次在美国本土

17、使用辐照技术。FDAFDA批准了白马铃批准了白马铃 薯的辐照以延长其货架期。薯的辐照以延长其货架期。 p 2020世纪世纪7070年代，美国宇航局年代，美国宇航局NASANASA采用辐照方式对宇航员在采用辐照方式对宇航员在 太空使用的肉进行灭菌。至现在，美国宇航局仍然在使用太空使用的肉进行灭菌。至现在，美国宇航局仍然在使用 辐照。辐照。 p 19971997年，年，FDAFDA批准红肉的辐照。批准红肉的辐照。 p 20002000年，美国农业部年，美国农业部USDAUSDA的食品安全监督机构的食品安全监督机构FSISFSIS批准了批准了 牛肉的辐照。牛肉的辐照。FDAFDA批准了新鲜鸡蛋和易发

18、芽种子的辐照。批准了新鲜鸡蛋和易发芽种子的辐照。 p20022002年，美国农业部年，美国农业部USDAUSDA就已经接受采用辐照方式对就已经接受采用辐照方式对 进口水果、蔬菜进行检疫处理。进口水果、蔬菜进行检疫处理。 p20052005年，年，FDAFDA批准了软体贝壳类的辐照以用于控制新鲜批准了软体贝壳类的辐照以用于控制新鲜 的或者冰冻软体贝壳类中的病原体（如弧菌类和其他的或者冰冻软体贝壳类中的病原体（如弧菌类和其他 食源性病原体）。食源性病原体）。 p20072007年，美国农业部年，美国农业部USDAUSDA批准了进口泰国、印度、巴批准了进口泰国、印度、巴 基斯坦等国采用辐照方式检疫后

19、的热带水果进入美国基斯坦等国采用辐照方式检疫后的热带水果进入美国 市场。市场。 p20082008年，年，FDAFDA批准了对新鲜卷心莴苣和菠菜进行辐照以批准了对新鲜卷心莴苣和菠菜进行辐照以 控制食源性致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌。控制食源性致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌。 美国批准的食品辐照的清单美国批准的食品辐照的清单 2.英国和欧盟食品辐照的发展现状英国和欧盟食品辐照的发展现状 p欧盟议会决定欧盟议会决定2000年年9月月20日起允许出售和使用辐日起允许出售和使用辐 照草药，调味品和脱水蔬菜最大剂量为照草药，调味品和脱水蔬菜最大剂量为10kGy。 p此前，欧盟中比利时，丹麦，芬兰，法国，意大利

20、，此前，欧盟中比利时，丹麦，芬兰，法国，意大利， 荷兰荷兰,西班牙已经立法允许专项辐照食品上市，西班牙已经立法允许专项辐照食品上市， p此后，欧盟其他成员国奥地利，德国，希腊，卢森此后，欧盟其他成员国奥地利，德国，希腊，卢森 堡，葡萄牙，爱尔兰和瑞典也已经允许辐照食品上堡，葡萄牙，爱尔兰和瑞典也已经允许辐照食品上 市。市。 p根据英国（英格兰）根据英国（英格兰）2009年年7月实施的新的食品辐月实施的新的食品辐 照条例来看，批准的食品辐照包括照条例来看，批准的食品辐照包括水果、蔬菜、水果、蔬菜、 谷物、球茎和块茎类食物、干草药、香料和调味谷物、球茎和块茎类食物、干草药、香料和调味 品、鱼和贝类

21、以及家禽肉等品、鱼和贝类以及家禽肉等7类。类。 p总体而言，欧盟对辐照食品持相当严格和谨慎的总体而言，欧盟对辐照食品持相当严格和谨慎的 态度，尤其是对用于食品辐照的装置具有非常严态度，尤其是对用于食品辐照的装置具有非常严 格的审批程序，下表是经欧盟批准的用于食品辐格的审批程序，下表是经欧盟批准的用于食品辐 照的装置情况。照的装置情况。 p欧盟欧盟共有共有10个国家的个国家的21座辐照装置座辐照装置获得欧盟的食品获得欧盟的食品 辐照的批准；辐照的批准； p欧盟之外共有欧盟之外共有4个国家的个国家的7座辐照装置座辐照装置获得了欧盟的获得了欧盟的 食品辐照的批准；食品辐照的批准； p中国也已经有几家

22、单位向欧盟中国也已经有几家单位向欧盟提出了申请提出了申请，但目前，但目前 尚未获得批准。尚未获得批准。 经欧盟批准的食品辐照装置清单经欧盟批准的食品辐照装置清单 欧盟成员国欧盟成员国 非欧盟成员国非欧盟成员国 3.日本食品辐照的发展现状日本食品辐照的发展现状 p日本北海道的土豆辐照设施是世界上较早的商业日本北海道的土豆辐照设施是世界上较早的商业 化运行的辐照设施，其在化运行的辐照设施，其在19741974年就开始运营主要年就开始运营主要 应用于土豆的抑制发芽应用于土豆的抑制发芽 ； p20072007年日本政府拨出资金列入专题，对国际辐照年日本政府拨出资金列入专题，对国际辐照 食品进行专项调查

23、，以推动日本国内辐照食品的食品进行专项调查，以推动日本国内辐照食品的 发展。发展。 p调味品的辐照正在审批阶段。调味品的辐照正在审批阶段。 4.澳洲食品辐照的发展现状澳洲食品辐照的发展现状 p近年，澳大利亚和新西兰取消了近年，澳大利亚和新西兰取消了1989年以来对食品辐年以来对食品辐 照的禁令。照的禁令。 p1999年下半年澳大利亚新西兰食品标准委员会年下半年澳大利亚新西兰食品标准委员会 (ANZFSC)核准了澳新食品主管局核准了澳新食品主管局(ANZFA)标准标准AI7 食品辐照食品辐照。 p该标准规定，对食品、食品配料或成分进行辐照或再该标准规定，对食品、食品配料或成分进行辐照或再 次辐照

24、要得到根据逐项审核原则作出的许可，并对有次辐照要得到根据逐项审核原则作出的许可，并对有 关的辐照剂量、包装材料及认可的场所和设施实施严关的辐照剂量、包装材料及认可的场所和设施实施严 格的条件限制。该标准要求辐照食品进行标识。格的条件限制。该标准要求辐照食品进行标识。 5.其他国家其他国家 p南非：批准了绝大多数食品的辐照处理；主要辐南非：批准了绝大多数食品的辐照处理；主要辐 照产品：调味品、蜂蜜等。辐照食品总量很大；照产品：调味品、蜂蜜等。辐照食品总量很大； p以色列：辐照食品的发展速度较快。以色列：辐照食品的发展速度较快。 水果辐照检疫的发展现状水果辐照检疫的发展现状 p 辐照作为检疫的一种

25、方法已经在全世界范围内进行了大辐照作为检疫的一种方法已经在全世界范围内进行了大 量的科学研究积累，实验结果表明采用低剂量的量的科学研究积累，实验结果表明采用低剂量的射线、射线、 电子束或者电子束或者X射线对水果害虫进行辐照处理，能引致害射线对水果害虫进行辐照处理，能引致害 虫的不育或者延缓死亡，同时辐照检疫方法具有杀虫时虫的不育或者延缓死亡，同时辐照检疫方法具有杀虫时 间短，杀虫彻底，处理不需拆包、不受温度影响、对寄间短，杀虫彻底，处理不需拆包、不受温度影响、对寄 主安全，没有残留和环境污染问题。主安全，没有残留和环境污染问题。 p 联合国粮农组织（联合国粮农组织（FAO）发布的国际植物检疫措

26、施标准）发布的国际植物检疫措施标准 （ISPN）第）第18号出版物（号出版物（2003）植物检疫措施的准则植物检疫措施的准则 辐照处理辐照处理，又为各国采用辐照作为检疫方法提供了共，又为各国采用辐照作为检疫方法提供了共 同的准则，截至同的准则，截至2008年底，全世界范围内已经有多个国年底，全世界范围内已经有多个国 家批准了多种水果的辐照检疫家批准了多种水果的辐照检疫 辐照检疫处理水果及国家清单辐照检疫处理水果及国家清单 泰国泰国-美国美国 p 在泰国，有两家美国农业部认可的辐照装置：在泰国，有两家美国农业部认可的辐照装置： 一家为政府拥有的一家为政府拥有的泰国辐照中心泰国辐照中心，另一家为，

27、另一家为 Isotron的伽马辐照装置，这两座辐照装置的伽马辐照装置，这两座辐照装置 都靠近泰国曼谷都靠近泰国曼谷 p 2008年，泰国有大约年，泰国有大约1700吨吨的水果辐照后的水果辐照后 出口到美国，大部分是龙眼（占总数出口到美国，大部分是龙眼（占总数2/3） 和山竹，少量为红毛丹果和芒果。和山竹，少量为红毛丹果和芒果。 p 估计，估计，2009年出口总量基本不变年出口总量基本不变。 印度印度-美国美国 p2007年，在芒果销售的三四个月中，年，在芒果销售的三四个月中， 大约有大约有170吨的芒果辐照后出口到美国；吨的芒果辐照后出口到美国； p2008年，出口量为年，出口量为275吨；吨

28、； p2009年，预计为年，预计为300吨。吨。 p印度生产的芒果占世界总产量的一半，印度生产的芒果占世界总产量的一半， 但由于基础设施不完善和检疫的限制，但由于基础设施不完善和检疫的限制， 其出口量还不足世界芒果交易的其出口量还不足世界芒果交易的1%。 p预计未来芒果辐照的数量将继续扩大。预计未来芒果辐照的数量将继续扩大。 越南越南-美国美国 p美国允许从越南中部省份美国允许从越南中部省份Binh Thuan进口辐照后的进口辐照后的火龙果火龙果 ； p主要有两家单位：越南主要有两家单位：越南 VINAGAMMA的钴源辐照装置和的钴源辐照装置和 Son Son的电子加速器装置用于水果的电子加速

29、器装置用于水果 辐照；辐照； p从从2008年年10月开始，每周大约运输月开始，每周大约运输7 吨吨 澳大利亚澳大利亚-新西兰新西兰 p芒果、番木瓜果和荔枝已经获批进行辐照处理；芒果、番木瓜果和荔枝已经获批进行辐照处理； p2008年辐照水果总量为年辐照水果总量为800m3； p2009年的处理量为年的处理量为660m3， 辐照总量减少是辐照总量减少是 由于运输受阻的原因。由于运输受阻的原因。 p 我国第一所核应用技术研究所于我国第一所核应用技术研究所于1962年在成都建成，开始了年在成都建成，开始了 食品辐射研究工作。食品辐射研究工作。 p 7070年代的研究工作取得了一定的成效。年代的研究

30、工作取得了一定的成效。 p 8080年代国家卫生部批准部分（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、年代国家卫生部批准部分（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、 蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。一些省市建立了一起容量蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。一些省市建立了一起容量 较大的辐射应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四较大的辐射应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四 川、广东等地。川、广东等地。 p 9090年代至今，我国已有近年代至今，我国已有近2020项农产品辐照标准获得批准。项农产品辐照标准获得批准。 第二节第二节 辐照的基本原理辐照的基本原理 辐射指辐射指的一种方式，的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相在

31、电磁波谱中，根据能量相 应的大小，可使电磁波分成应的大小，可使电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、无线电波、微波、红外、可见光、 紫外线，紫外线，和和射线射线。 频率频率 =C 105Hz 1010 1015 1018 1020 低频辐射区低频辐射区 10 10 1015 15Hz Hz 微波微波 红外红外 紫外紫外 X X射线和射线和射线射线 一、放射性同位素与辐射一、放射性同位素与辐射 1 1、放射性同位素、放射性同位素 p 同位素：同位素：质子数相同，中子质子数相同，中子 数不同的一类原子总称；数不同的一类原子总称； p 放射性同位素：放射性同位素：当原子序数当原子序数 在在8484

32、以上的同位素，原子核以上的同位素，原子核 是不稳定的，能以一定的速是不稳定的，能以一定的速 率放出射线，由这种原子组率放出射线，由这种原子组 成的元素。成的元素。 2 2、放射性衰变、放射性衰变 p 放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地 放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，从不稳定的放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，从不稳定的 元素变成稳定同位素，原子核的转变过程称为元素变成稳定同位素，原子核的转变过程称为放射性衰放射性衰 变变。这就是所谓。这就是所谓“核衰变核衰变”。 p 半衰期半衰期：放射性强度因衰变降低到原来一半所需：放射

33、性强度因衰变降低到原来一半所需 的时间，或原子数衰变至一半时所需的时间。的时间，或原子数衰变至一半时所需的时间。 3 3、半衰期、半衰期 -射线、射线、-射线、射线、X-X-射线、射线、-射线射线 4、放射线的种类及其特征、放射线的种类及其特征 （1 1）放射线的种类）放射线的种类 （2 2）特征）特征 p -射线：射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小；相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小； p -射线：射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为为氢核质量的几千分之一，带电量为-射线射线 的一半，电离能力比的一半，电离能力比-射线小，穿透能力比射线小，穿透能力比-射线大；射线大； p

34、 -射线：射线：电离能力比电离能力比、小，但穿透能力比小，但穿透能力比、大；大； p X-X-射线：射线：电离能力小，穿透力很高电离能力小，穿透力很高 二、辐照量单位与吸收剂量二、辐照量单位与吸收剂量 1 1、能量单位能量单位 电子伏特电子伏特ev表示辐射能量，单位普通用表示辐射能量，单位普通用eV，即相当于，即相当于 个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的 动能。动能。 2 2、放射性强度（放射性活度）放射性强度（放射性活度） p 指单位时间内发生核衰变的次数指单位时间内发生核衰变的次数。放射性同位素原子数目的。放射性同位素原子数

35、目的 减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按 几何级数减少，放射性同位素不断地衰变，几何级数减少，放射性同位素不断地衰变， 。 p 居里（以前曾用），居里（以前曾用），1Ci=3.71010次衰变秒，即每秒中有次衰变秒，即每秒中有 3.71010次原子核衰变。次原子核衰变。 p 现法定单位用贝可现法定单位用贝可Bq，即每秒中有一个原子核衰变为，即每秒中有一个原子核衰变为1贝可。贝可。 即即1Bq=1s 1，因此， ，因此，1Ci=3.71010Bq p 用来度量用来度量射线或射线或射线在空气中电离能力的物理量。射线在空气中电离能

36、力的物理量。 p 以前曾用伦琴（以前曾用伦琴（R），国际单位为（），国际单位为（c/kg，SI，库仑，库仑/千克）。千克）。 4 4、吸收剂量吸收剂量 p 被辐照物质所吸收的射线能量称为吸收剂量被辐照物质所吸收的射线能量称为吸收剂量(D)(D)。以前曾用拉。以前曾用拉 德（德（RadRad），国际单位为戈瑞（），国际单位为戈瑞（GyGy） 1 Gy=1J/kg=100Rad 3 3、辐射剂量辐射剂量 在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用吸在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用吸 收剂量来衡量。收剂量来衡量。 吸收剂量辐射剂量吸收剂量辐射剂量 转换系数转换系数 空气转换系数空气

37、转换系数0.830.83；食品的转换系数；食品的转换系数0.920.920.97 0.97 由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定被由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定被 辐照食品的吸收剂量，才能达到需要的要求。辐照食品的吸收剂量，才能达到需要的要求。 辐照剂量辐照剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品 所能耐受的最大剂量确定。所能耐受的最大剂量确定。 5 5、辐射剂量与辐射剂量与吸收剂量的关系吸收剂量的关系 1 1、人工放射性同位素、人工放射性同位素 p60 60Co Co n 制备方法：制备方法：将自然界中存在的稳定同位素将自

38、然界中存在的稳定同位素59Co金属制成棒金属制成棒 形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状， 置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量59Co原子原子 吸收一个中子后即生成吸收一个中子后即生成60Co辐射源。辐射源。 n 6060Co Co经经-衰变后放出一个衰变后放出一个粒子和两个能量不同的粒子和两个能量不同的-光光 子（子（1.17Mev1.17Mev和和1.33Mev1.33Mev），最后变为），最后变为60 60Ni( Ni(镍镍) ) 。 三、辐射源与食品辐照装置三、辐射源与食品辐

39、照装置 60Co辐射源的人工制备方法 辐射源的人工制备方法 p 将自然界存在的稳定同位素将自然界存在的稳定同位素59Co金属根据使用需要制成不金属根据使用需要制成不 同形状（如棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形），同形状（如棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形）， p 置于反应堆活性区，经一定时间的中子照射，少量置于反应堆活性区，经一定时间的中子照射，少量59Co原原 子吸收一个光子后即生成子吸收一个光子后即生成60Co辐射源，其核反应是：辐射源，其核反应是： 国际上的钴国际上的钴-60辐照装置绝大部分都是由加拿大的辐照装置绝大部分都是由加拿大的 MDS Nordion提供，我国三强核力公司

40、自主研发设计的提供，我国三强核力公司自主研发设计的 SQ（H）型工业钴源辐照装置已经于）型工业钴源辐照装置已经于2006年在艾索创泰国年在艾索创泰国 公司投产，该装置除了用于医疗器械的灭菌，还用于宠物公司投产，该装置除了用于医疗器械的灭菌，还用于宠物 饲料、冰冻鱼以及水果的辐照，并获得了美国农业部饲料、冰冻鱼以及水果的辐照，并获得了美国农业部 （USDA）颁发的辐照许可。）颁发的辐照许可。 辐照装置辐照装置 辐照装置辐照装置 p最近北京三强核力辐射工程技术有限公司已经完最近北京三强核力辐射工程技术有限公司已经完 成了成了SQ（G）型工业辐照装置的开发并即已经安型工业辐照装置的开发并即已经安 装

41、在杭州；装在杭州； p该装置采用该装置采用辊道和链条输送机辊道和链条输送机，承重能力大大提，承重能力大大提 升；升； p特别适合食品辐照。特别适合食品辐照。 137 137Cs Cs p 137137Cs Cs辐射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。辐射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。 p 137137Cs Cs经经-衰变后放出衰变后放出-光子最后变为光子最后变为137 137Ba Ba（钡），所（钡），所 产生的产生的-射线的能量为射线的能量为0.66Mev0.66Mev，比，比60 60Co Co来得弱，所以放来得弱，所以放 射性强度比射性强度比60 60Co Co弱，要想达到和弱，要

42、想达到和60 60Co Co一样的辐射强度，要一样的辐射强度，要 衰变次数就要多几次。衰变次数就要多几次。 p 电子加速器是利用电磁场的作用，电子加速器是利用电磁场的作用， 使电子获得较高的能量，即将电使电子获得较高的能量，即将电 能转变成辐射能，产生高能电子能转变成辐射能，产生高能电子 束或束或X X射线的装置。射线的装置。 p 电子射线：电子射线：利用加速器产生的电利用加速器产生的电 子流与放射性同位素中的子流与放射性同位素中的射线射线 具有相同的性质，故称为人工具有相同的性质，故称为人工 射线源。射线源。 p 电子加速器产生的电子束穿透性电子加速器产生的电子束穿透性 差，一般只用于食品表

43、层的辐照。差，一般只用于食品表层的辐照。 2 2、电子加速器、电子加速器 加速器辐照装置加速器辐照装置 最近几年由于最近几年由于钴钴-60源源市场紧缺，市场紧缺，辐照装置辐照装置 的的环境问题环境问题，再加上，再加上工业加速器工业加速器本身在能量、束本身在能量、束 流、功率及安全方面流、功率及安全方面技术技术有重大有重大突破突破，特别是，特别是束束 下装置的完善下装置的完善，加速器的辐照应用具有大发展趋，加速器的辐照应用具有大发展趋 势，特别是它在辐照消毒，辐照食品方面也能发势，特别是它在辐照消毒，辐照食品方面也能发 挥挥能量高，功率大，处理量大能量高，功率大，处理量大的特点，下面简介的特点，

44、下面简介 几种近年来新发展起来的加速器。几种近年来新发展起来的加速器。 用于食品辐照处理的加速器用于食品辐照处理的加速器 静电加速器（范德格拉夫电子加速器）静电加速器（范德格拉夫电子加速器） 高频高压加速器（地那米加速器）高频高压加速器（地那米加速器） 绝缘磁芯变压器绝缘磁芯变压器 微波电子直线加速器微波电子直线加速器 高压倍加器高压倍加器 脉冲电子加速器等。脉冲电子加速器等。 X射线：射线：用高能电子来轰击重金属用高能电子来轰击重金属 靶，其能量的一小部分转变为短靶，其能量的一小部分转变为短 波长的电磁射线，即产生波长的电磁射线，即产生X-射线。射线。 而而紫外线，紫外线，尤其是波长在尤其是

45、波长在 200280nm范围内的，可以用来范围内的，可以用来 使食品表面的微生物钝化。使食品表面的微生物钝化。 3、防护设备、防护设备 p 辐射对人体的危害途径：外照射和内照射；辐射对人体的危害途径：外照射和内照射； p 电离辐射对人体的作用效应：物理、化学和生物；电离辐射对人体的作用效应：物理、化学和生物； p 防止措施：屏蔽辐射源和射线，屏蔽材料有铅、混凝土、防止措施：屏蔽辐射源和射线，屏蔽材料有铅、混凝土、 铁和水。铁和水。 电离辐射对人体的作用电离辐射对人体的作用 n 有物理、化学和生物三种效应；有物理、化学和生物三种效应； n 短期受大剂量辐射会产生急性放射病；短期受大剂量辐射会产生

46、急性放射病； n 长期受小剂量辐射会产生慢性病；长期受小剂量辐射会产生慢性病； n 人体对辐射有一定适应能力和抵御能力，规定的允许值：人体对辐射有一定适应能力和抵御能力，规定的允许值： 510-2Sv（=J/kg）/（年全身）（年全身）（0.00lSv周）。周）。 辐射装置对人体的危害途径辐射装置对人体的危害途径 p 辐射对人体危害的两种途径辐射对人体危害的两种途径 p 外照射外照射，即辐射源在人体外部照射，即辐射源在人体外部照射 p 内照射内照射，放射性物质通过呼吸道、食道、皮肤或伤口，放射性物质通过呼吸道、食道、皮肤或伤口 侵入人体，射线在人体内照射。侵入人体，射线在人体内照射。 p 食品

47、辐照一般使用的是严格密封在不锈钢中的食品辐照一般使用的是严格密封在不锈钢中的60Co辐射源辐射源 和电子加速器，辐照对人体的危害主要是外辐射造成的。和电子加速器，辐照对人体的危害主要是外辐射造成的。 （三）输送与安全系统（三）输送与安全系统 p 工业用食品辐照装置是以辐射工业用食品辐照装置是以辐射 源为核心，并配有严格的安全源为核心，并配有严格的安全 防护设施和自动输送、排风系防护设施和自动输送、排风系 统。统。 p 食品辐照采用的设备应有权威食品辐照采用的设备应有权威 管理部门审批，符合安全、卫管理部门审批，符合安全、卫 生、有效的要求，符合国际操生、有效的要求，符合国际操 作规范作规范 p

48、 所有的运转设备、自动控制、所有的运转设备、自动控制、 报警与安全系统必须组合得极报警与安全系统必须组合得极 其严密联动系统。只有在完成其严密联动系统。只有在完成 这些安全操作手续，确保辐照这些安全操作手续，确保辐照 室不再有任何射线时，工作人室不再有任何射线时，工作人 员才能进人辐照室。员才能进人辐照室。 一、食品辐照的化学效应一、食品辐照的化学效应 p 是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。 p 由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程程 有：有： n 初级辐射初级辐射即物质接受辐射能后，形

49、成离子、激发态分子即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子 或分子碎片或分子碎片-与辐射程度有关。与辐射程度有关。 n 次级辐射次级辐射初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的 化合物化合物-与温度等其他条件有关。与温度等其他条件有关。 第三节第三节 食品的辐照及辐照保藏原理食品的辐照及辐照保藏原理 1 1、水的辐射效应、水的辐射效应 p 水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，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首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分 发生反应。发生

50、反应。 p 水接受辐射后的最后产物是水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢氢和过氧化氢，形成的机制很，形成的机制很 复杂。现已知的中间产物主要有三种：复杂。现已知的中间产物主要有三种：水合电子（水合电子（eaqeaq），）， 氢氧基（氢氧基（OHOH），氢基（），氢基（H H）。）。 这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分 子接触而进行反应，特别是在子接触而进行反应，特别是在稀溶液中或含水的食品稀溶液中或含水的食品中，中， 大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。 水的辐射化学水的辐

51、射化学 p 水受辐射后可产生的总效应：水受辐射后可产生的总效应： 2 2、氨基酸与蛋白质、氨基酸与蛋白质 p 氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。 p 射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、 盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改 变物理性质，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降变物理性质，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降 和溶解度降低。和溶解度降低。 p 3 3、糖类、糖类 n 一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化

52、和分一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分 解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化 极小。极小。 p 4 4、脂类、脂类 p 一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧 化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外键外 断裂。断裂。 p 辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更 明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化

53、 物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮 等十多种分解产物。等十多种分解产物。 n从表从表7-6可看出，可看出，50kGy的辐照剂量产生的还原力变化类似的辐照剂量产生的还原力变化类似 100加热加热10h的变化。的变化。 高剂量下辐照脂肪高剂量下辐照脂肪 n用用60kGy辐照猪肉，辐照产物烃类产量，辐照猪肉，辐照产物烃类产量，1kg脂肪中烃的含量如下：脂肪中烃的含量如下： 十七碳烯十七碳烯 90 mg， 十六碳二烯十六碳二烯 89 mg， 十七烷十七烷 34 mg， 十六碳烯十六碳烯 22 mg， 十五烷十五烷 55 mg， 十四烯十四

54、烯 38 mg， n所产生的主要烃类的质量也随剂量和辐照温度而直线增加。所产生的主要烃类的质量也随剂量和辐照温度而直线增加。 n当辐照剂量大于当辐照剂量大于20kGy时时“辐照脂肪辐照脂肪”气味可察觉，在较高剂量时变得更强气味可察觉，在较高剂量时变得更强 烈。烈。 n有人估计有人估计30kGy辐照产生的烃量相当于辐照产生的烃量相当于170，24h加热所产生的烃量。加热所产生的烃量。 主要烷烃（戊烷）主要烷烃（戊烷） 的量是加热所形的量是加热所形 成的两倍，成的两倍， 而在加热处理中而在加热处理中 产生的主要烯烃产生的主要烯烃 （丁烯）的量较（丁烯）的量较 多。多。 5 5、维生素、维生素 p

55、不同维生素对射线的敏感性不同。不同维生素对射线的敏感性不同。 p 水溶性维生素中以水溶性维生素中以VCVC和维生素和维生素B1B1的辐射敏感性最强，其他的辐射敏感性最强，其他 水溶性如水溶性如VB2VB2，泛酸，泛酸，VB6VB6，叶酸也较敏感，叶酸也较敏感，VB5VB5（烟酸）对（烟酸）对 辐射很不敏感，较稳定。辐射很不敏感，较稳定。 p 一般认为维生素一般认为维生素A和维生素和维生素E是是脂溶性维生素对辐射最敏感脂溶性维生素对辐射最敏感 的维生素。的维生素。 p 维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上 是一个很重要的指标。是一个

56、很重要的指标。 脂溶性维生素脂溶性维生素 n VA和和VE：是脂溶性维生素中对辐照最敏感的维生素。牛是脂溶性维生素中对辐照最敏感的维生素。牛 肉在氮气中经肉在氮气中经20kGy剂量辐照，维生素剂量辐照，维生素A破坏率达破坏率达66%， 维生素维生素E则没有损失；禽肉在氮气中分别经则没有损失；禽肉在氮气中分别经10kGy、 20kGy和和40kGy的辐照，其维生素的辐照，其维生素A的降解率分别达的降解率分别达58、 72和和95%；全脂牛乳经；全脂牛乳经2.4kGy的辐照，维生素的辐照，维生素E将损失将损失 40%； n VD：食物中的维生素食物中的维生素D对辐照似乎是相当稳定。鲤鱼油经对辐照似

57、乎是相当稳定。鲤鱼油经 几十几十kGy剂量辐照，都没有发现维生素剂量辐照，都没有发现维生素D的破坏。的破坏。 水溶性维生素水溶性维生素 nVBl和和VC对辐照最敏感，对辐照最敏感， n低于低于5kGy时，时，VC损失很少超损失很少超 过过2030。 n维生素辐照损失数量受剂量、维生素辐照损失数量受剂量、 温度、氧气存在与食品类型温度、氧气存在与食品类型 等的影响。等的影响。 n一般来说，在无氧或低温条一般来说，在无氧或低温条 件下辐照可减少食品中任何件下辐照可减少食品中任何 维生素的损失。维生素的损失。 不同条件下不同条件下B1辐照损失情形辐照损失情形 三、食品辐照的生物学效应三、食品辐照的生

58、物学效应 p 生物学效应指生物学效应指辐射对生物体辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植如微生物、昆虫、寄生虫、植 物等物等的影响的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。 p 辐射对活体组织的损伤辐射对活体组织的损伤主要是与其代谢反应有关，视其机主要是与其代谢反应有关，视其机 体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用 的辐射总剂量的大小。的辐射总剂量的大小。 大大 小小 低低 高高 1、微生物、微生物 直接效应直接效应 p 指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。指微生物接受辐

59、射后本身发生的反应，可使微生物死亡。 p 当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应 作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相 互作用，而使细胞生理机能受到影响。互作用，而使细胞生理机能受到影响。 间接效应间接效应 N D lg = - N0 D10 其中：其中： N N0 0： ：表示最初的微生物数 表示最初的微生物数 N N：表示使用：表示使用D D剂量后残留的微生物数剂量后残留的微生物数 D D：表示初期剂量：表示初期剂量 D D10 10：表示微生物残存数减到原数的 表

60、示微生物残存数减到原数的10%10%时的剂量时的剂量 p 为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死 90%90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降 到原数的到原数的10%10%所需要的剂量，并用所需要的剂量，并用D D10值表示：值表示： 微生物对辐射的敏感性微生物对辐射的敏感性 一些微生物的一些微生物的D10值值 2 2、病毒、病毒 n 病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为 寄主。通常使用高达寄主。通常使用高达30kGy