食品保藏实用教案

1、1第五章第五章 食品食品(shpn)(shpn)辐射保藏辐射保藏概述概述辐射加工：辐射加工：是利用电离辐射（主要钴是利用电离辐射（主要钴-60-60射线和电子射线和电子加速器产生的电子束）与物质相互作用的物加速器产生的电子束）与物质相互作用的物理、化学和生物效应，对物质或材料进行加理、化学和生物效应，对物质或材料进行加工处理的过程工处理的过程(guchng)(guchng)。食品辐射保藏：食品辐射保藏：是利用原子能射线的辐射能对新鲜肉类、水是利用原子能射线的辐射能对新鲜肉类、水产、蛋及其制品，粮食、水果、蔬菜、调味产、蛋及其制品，粮食、水果、蔬菜、调味料、饮料及其它加工产品进行杀菌、杀虫，料、

2、饮料及其它加工产品进行杀菌、杀虫，抑制发芽，延迟后熟等处理。抑制发芽，延迟后熟等处理。第1页/共140页第一页，共140页。2食品辐射保藏优点：食品辐射保藏优点：最大限度减少食品损失，使它在一定期限不最大限度减少食品损失，使它在一定期限不发芽、不腐败变质、不发生品质和风味的变发芽、不腐败变质、不发生品质和风味的变化化辐射加工是种高效加工手段辐射加工是种高效加工手段穿透性强穿透性强可常温下进行可常温下进行节能节能无残毒无残毒易控制易控制(kngzh)目前辐射加工技术已渗透于多行业目前辐射加工技术已渗透于多行业第2页/共140页第二页，共140页。3辐射保藏与其他方法比较的优点：辐射保藏与其他方法

3、比较的优点：与化学药物保藏比较，无化学物质残留与化学药物保藏比较，无化学物质残留与热处理保藏比较，能较好保持食品原有与热处理保藏比较，能较好保持食品原有新鲜状态新鲜状态与冷冻保藏相比，节省能源与冷冻保藏相比，节省能源辐射是种较好的保藏食品的物理方法辐射是种较好的保藏食品的物理方法不足：不足：不完全不完全(wnqun)适用所有食品，有选择适用所有食品，有选择性性第3页/共140页第三页，共140页。4国内外发展国内外发展(fzhn)(fzhn)简况简况 辐射技术加工食品在辐射技术加工食品在2020世纪世纪4040年代开始，年代开始，5050年代美国等加强研究，年代美国等加强研究，7070年代证明

4、辐照年代证明辐照食品的卫生安全性，食品的卫生安全性，8080年代各国建立规程、法规、标准年代各国建立规程、法规、标准 19801980年年FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论：辐照食品总平均辐照食品安全联合专家委员会结论：辐照食品总平均(pngjn)(pngjn)剂量剂量1000krad1000krad以下不需要做毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题以下不需要做毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题 19841984年，代表年，代表130130多个国家食品法典委员会（多个国家食品法典委员会（CACCAC）向成员国建议辐照食品）向成员国建议辐照食品CACC

5、AC标准标准及设施推荐规程及设施推荐规程 迄今，迄今，4040多国家批准多国家批准100100多种辐照食品。辐照技术大规模商业化应用于多种辐照食品。辐照技术大规模商业化应用于2020世纪世纪9090年代。年代。 辐照技术已成熟，但公众接受性、各食品的标准、法规及检验、辐照设施等问题，辐辐照技术已成熟，但公众接受性、各食品的标准、法规及检验、辐照设施等问题，辐照食品未被广泛接受。照食品未被广泛接受。第4页/共140页第四页，共140页。5 从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越来越被禁用，食品辐照可从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。

6、取代化学熏蒸。 19971997年蒙特利尔公约会议决定发达国家在年蒙特利尔公约会议决定发达国家在20052005年前、发展中国家在年前、发展中国家在20152015年前要彻年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出。底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出。 食源性疾病近年在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲食源性疾病近年在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲(wnq)(wnq)菌、大肠杆菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致疾病与辐照食品近年发展密切相关。菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致疾病与辐照食品近年发展密切相关。 如如19971997年美国年美国25002500万磅

7、牛肉受大肠杆菌万磅牛肉受大肠杆菌O157O157：H7H7的污染，的污染，9 9万人致病，万人致病，2525人死亡，人死亡，导致美国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约导致美国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约1 1万吨）。此事直接导致了万吨）。此事直接导致了19971997年年1212月美国月美国FDAFDA批准了红肉辐照。批准了红肉辐照。第5页/共140页第五页，共140页。6 我国辐射加工食品产业化发展很快我国辐射加工食品产业化发展很快 1984-19941984-1994年共批准年共批准1818种辐照食品种辐照食品 19961996年又正式颁布年又正式颁布“辐照食品卫生管理办辐照食品卫生管理

8、办法法” 19971997年公布年公布“辐照食品类别卫生标准辐照食品类别卫生标准”，鼓励对进口鼓励对进口(jn ku)(jn ku)食物、食品原料及食物、食品原料及国内国内6 6大类食品进行辐照处理大类食品进行辐照处理第6页/共140页第六页，共140页。7第二节第二节 辐射辐射(fsh)(fsh)基本原理基本原理一、辐射类型一、辐射类型辐射是能量传递的一种方式辐射是能量传递的一种方式(fngsh)(fngsh)在电磁波谱中，根据能量相应的大小可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、在电磁波谱中，根据能量相应的大小可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、X X射线和射线和射

9、线。射线。第7页/共140页第七页，共140页。8 频率(pnl) 波长(bchng)=C=C/低频(dpn)辐射区1018HzE能量无线电波微波红外可见紫外X射线和射线105Hz 1010 1015 1018 10203km 3cm 3m 3nm 0.3nm410-10 ev 410-5 410-3 4 4102 4k 4M 第8页/共140页第八页，共140页。9 低频辐射线（非电离辐射）：低频辐射线（非电离辐射）： 波长较长、能量小（频率低），仅能使物质分子波长较长、能量小（频率低），仅能使物质分子(fnz)(fnz)产生转动或振动而产生转动或振动而产生热，也可起到加热杀菌作用。产生热，

10、也可起到加热杀菌作用。 高频辐射线（电离辐射）：高频辐射线（电离辐射）： 频率较高、能量大，如频率较高、能量大，如X-X-，-射线，可使物质的原子受到激发或电离，因射线，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用（冷杀菌）。而可起到杀菌作用（冷杀菌）。第9页/共140页第九页，共140页。10二、二、-、-、-、X-X-射线射线(shxin)(shxin)1. 1. 放射性同位素放射性同位素当原子序数在当原子序数在8484以上，原子核是不稳定以上，原子核是不稳定(wndng)(wndng)的，能以一定的速率放出射线，的，能以一定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位由这种原子

11、组成的元素称为放射性同位素。素。自然界中有天然的不稳定自然界中有天然的不稳定(wndng)(wndng)同位同位素，但还有一些不稳定素，但还有一些不稳定(wndng)(wndng)同位素同位素是使用原子反应堆及粒子加速器等人工是使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的。制造的。第10页/共140页第十页，共140页。11（1 1）-射线：当同位素中，（中子：质子）射线：当同位素中，（中子：质子）n n：p+1.5:1,p+1.5:1,从原子核中放射出带从原子核中放射出带2p+2p+和和2n2n的带正电高速粒子流（氦核）的带正电高速粒子流（氦核）称为称为-射线。射线。（2 2）-射线：当核内中子数

12、和质子数不等时，若某一中子释放出能量转变成质子（射线：当核内中子数和质子数不等时，若某一中子释放出能量转变成质子（np+) np+) np+ +-( np+ +-( 带负电的高速电子带负电的高速电子(dinz)(dinz)；若核内；若核内p+np+n时时( (这种情况一般指在加速器这种情况一般指在加速器中中) )， p+1.02Mevn+ p+1.02Mevn+ （带正电荷的高速电子（带正电荷的高速电子(dinz)(dinz)） - -和和+-+-粒子是带正电荷和负电荷的高速电子粒子是带正电荷和负电荷的高速电子(dinz)(dinz)第11页/共140页第十一页，共140页。12（3 3）X-

13、X-射线射线 若核内质子从外层电子云中的若核内质子从外层电子云中的K K层捕获电子，转变成中子，层捕获电子，转变成中子， p+ +e- n p+ +e- n当当K K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，高能态（外层）电子会捕获进去，释放出能层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，高能态（外层）电子会捕获进去，释放出能量量X-X-射线。射线。所以，所以，X-X-射线指原子核外电子所放出的能量。射线指原子核外电子所放出的能量。（4 4）-射线射线 当原子核在发射了当原子核在发射了-和和-射线或射线或k-k-捕获后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激捕获后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态

14、回到基态发态回到基态(j ti)(j ti)时，原子就发出光子流时，原子就发出光子流-射线射线 （即不带电荷粒子流）。（即不带电荷粒子流）。以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用的能力和不同穿透程度的能力。以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用的能力和不同穿透程度的能力。第12页/共140页第十二页，共140页。13 -射线射线(shxin)(shxin)：相对质量较大，电离能力大，穿透能力小：相对质量较大，电离能力大，穿透能力小 -射线射线(shxin)(shxin)：为：为-射线射线(shxin)(shxin)质量的几千分之一，点电量为其一半，穿透质量的几千

15、分之一，点电量为其一半，穿透能力比能力比-射线射线(shxin)(shxin)大。大。 -射线射线(shxin)(shxin)：电离能力比：电离能力比-、-射线射线(shxin)(shxin)小，穿透能力比二者大。小，穿透能力比二者大。 X-X-射线射线(shxin)(shxin)：电离能力小，穿透能力强。：电离能力小，穿透能力强。第13页/共140页第十三页，共140页。142. 2. 放射性衰变放射性衰变(shuibin)(shuibin) 每个放射性同位素放出射线后，就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定每个放射性同位素放出射线后，就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同位素

16、，原子核转变过程称为同位素，原子核转变过程称为(chn wi)(chn wi)放射性衰变。放射性衰变。 若放射性强度因衰变而降低到原来的一半所需要的时间称为若放射性强度因衰变而降低到原来的一半所需要的时间称为(chn wi)(chn wi)半衰期。半衰期。第14页/共140页第十四页，共140页。15三、辐射三、辐射(fsh)(fsh)用单位用单位 第15页/共140页第十五页，共140页。16四、辐射源四、辐射源 人工人工(rngng)(rngng)放射性同位素放射性同位素, ,如如60Co60Co 电子加速器电子加速器第16页/共140页第十六页，共140页。17 第三节第三节 食品辐射食

17、品辐射(fsh)(fsh)技术的化学与技术的化学与生物学效应生物学效应一、辐射化学效应一、辐射化学效应电离辐射使食品产生各种粒子、离子和质子电离辐射使食品产生各种粒子、离子和质子(zhz)(zhz)的基本的基本过程有两个：过程有两个：初级辐射初级辐射: :使物质形成离子、激发态分子或使物质形成离子、激发态分子或分子碎片。分子碎片。次级辐射次级辐射: :使初级辐射的产物相互作用，生使初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。成与原始物质不同的化合物。初级辐射一般无特殊条件，而次级辐射与温初级辐射一般无特殊条件，而次级辐射与温度等其它条件有关。度等其它条件有关。第17页/共140页第十七

18、页，共140页。18 氧气：经辐射能导致臭氧的形成氧气：经辐射能导致臭氧的形成 氮气和氧气混合氮气和氧气混合(hnh)(hnh)后经辐射能形成氮的氧化物，后经辐射能形成氮的氧化物，溶于水可成硝酸等化合物溶于水可成硝酸等化合物 水：对辐射敏感，水分子首先被激活，然后由活化的水：对辐射敏感，水分子首先被激活，然后由活化的水分子和食品中的其他成分发生反应水分子和食品中的其他成分发生反应 在稀溶液或含水食品中，大多因水的辐射而产生间接在稀溶液或含水食品中，大多因水的辐射而产生间接效应，进行氧化还原反应效应，进行氧化还原反应 氨基酸与蛋白质：氨基酸与蛋白质： 干燥状态氨基酸：主要反应是脱氨基作用而产生氨

19、干燥状态氨基酸：主要反应是脱氨基作用而产生氨 水溶液时：可能形成有胺类、水溶液时：可能形成有胺类、CO2CO2、脂类及其它酸类、脂类及其它酸类 蛋白质：吸收能量最初破坏了键而形成氨基酸蛋白质：吸收能量最初破坏了键而形成氨基酸 蛋白质有变性现象蛋白质有变性现象 蛋白质的溶解度，溶液粘度，蛋白质的电泳性及吸收蛋白质的溶解度，溶液粘度，蛋白质的电泳性及吸收光谱等都有变化光谱等都有变化第18页/共140页第十八页，共140页。19 酶：酶： 对辐射反应与蛋白质相似，有变性作用对辐射反应与蛋白质相似，有变性作用 纯酶稀溶液对辐射很敏感，增加浓度必须增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果纯酶稀溶液对辐射很敏感

20、，增加浓度必须增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果 酶对辐射敏感性因其它物质的伴生存在而减弱酶对辐射敏感性因其它物质的伴生存在而减弱 受外界条件变化的影响，如提高温度，增加酶稀释液的敏感性受外界条件变化的影响，如提高温度，增加酶稀释液的敏感性 酶会因酶会因-SH-SH基团的存在而增加它对辐射的敏感性基团的存在而增加它对辐射的敏感性 介质介质pHpH值及含氧量对有些酶起很大作用，如辐射干燥胰蛋白酶，有氧状态极易钝化并可能值及含氧量对有些酶起很大作用，如辐射干燥胰蛋白酶，有氧状态极易钝化并可能有过氧化物形成有过氧化物形成 在复杂食品在复杂食品(shpn)(shpn)体系中酶容易被保护，钝化时就需增大

21、辐射剂量体系中酶容易被保护，钝化时就需增大辐射剂量第19页/共140页第十九页，共140页。20糖类糖类稀释的单糖溶液也有初级和次级的辐射效应稀释的单糖溶液也有初级和次级的辐射效应氧化作用和裂解反应的产物主要视单糖的性质，如葡萄糖辐射后产生葡萄糖醛酸，葡萄糖酸，葡萄糖二氧化作用和裂解反应的产物主要视单糖的性质，如葡萄糖辐射后产生葡萄糖醛酸，葡萄糖酸，葡萄糖二酸，乙二醛，甲醛和二羟丙酮酸，乙二醛，甲醛和二羟丙酮低聚糖可成为单糖，最后低聚糖可成为单糖，最后(zuhu)产物与单糖辐射相同产物与单糖辐射相同多聚糖的辐射如淀粉、纤维素可被降解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等多聚糖的辐射如淀粉、纤维素可被降解成葡

22、萄糖、麦芽糖、糊精等植物组织中果胶质也有解聚现象植物组织中果胶质也有解聚现象动物组织中糖原也会因辐射而断裂成小分子动物组织中糖原也会因辐射而断裂成小分子第20页/共140页第二十页，共140页。21脂类脂类辐射主要作用是脂肪酸长链中辐射主要作用是脂肪酸长链中c-cc-c键外断裂产生正烷类键外断裂产生正烷类由于次级反应可生成正烯类由于次级反应可生成正烯类在有氧存在在有氧存在(cnzi)(cnzi)时，由于烷自由基的反应而形成过氧化物及氢过氧化物时，由于烷自由基的反应而形成过氧化物及氢过氧化物此反应与常规脂类的自动氧化过程相似，最后导致产生醛、酮此反应与常规脂类的自动氧化过程相似，最后导致产生醛、

23、酮第21页/共140页第二十一页，共140页。22维生素维生素维生素是食品中重要的微量营养物质，许多保藏食品的加工过程中造成维生素损失维生素是食品中重要的微量营养物质，许多保藏食品的加工过程中造成维生素损失纯维生素溶液纯维生素溶液(rngy)(rngy)对辐射很敏感，若在食品中因与其它物质复合存在，敏感性降低对辐射很敏感，若在食品中因与其它物质复合存在，敏感性降低水溶性维生素中以维生素水溶性维生素中以维生素C C的辐射敏感性最强，可以与水辐射分解出的自由基发生反应的辐射敏感性最强，可以与水辐射分解出的自由基发生反应在冷冻状态下可保护维生素在冷冻状态下可保护维生素C C，是因水分子的自由基流动性

24、较小，是因水分子的自由基流动性较小其它水溶性维生素其它水溶性维生素B1B1、B2B2、泛酸，、泛酸，B6B6，叶酸对辐射较敏感，叶酸对辐射较敏感，B5B5不敏感不敏感脂溶性维生素对辐射敏感，尤其维生素脂溶性维生素对辐射敏感，尤其维生素E E、K K更敏感更敏感第22页/共140页第二十二页，共140页。23二、食品二、食品(shpn)辐射的生物学效应辐射的生物学效应 生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、昆虫、生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、昆虫、寄生虫、植物等的影响寄生虫、植物等的影响 这些影响是由于生物体内的化学变化造成的。这些影响是由于生物体内的化学变化造成的。 对某些物质的辐

25、射效应可分直接和间接的对某些物质的辐射效应可分直接和间接的 有机体含水分而产生间接效应是辐射反应重要部分，有机体含水分而产生间接效应是辐射反应重要部分，在干燥和冷冻组织中很少有这种间接效应在干燥和冷冻组织中很少有这种间接效应 辐射不会产生特殊毒素，但某些机体组织中有时发现辐射不会产生特殊毒素，但某些机体组织中有时发现带有毒性的不正常的代谢产物带有毒性的不正常的代谢产物 辐射对活体组织的损伤主要辐射对活体组织的损伤主要(zhyo)是有关代谢反是有关代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，还应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，还取决所用辐射总剂量的大小取决所用辐射总剂量的大小第2

26、3页/共140页第二十三页，共140页。24（一）微生物（一）微生物1.1.辐射对微生物的作用辐射对微生物的作用（1 1）直接效应：指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。）直接效应：指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。细胞内蛋白质、细胞内蛋白质、DNADNA受损，即受损，即DNADNA分子碱基发生分解或氢键断裂等，因分子碱基发生分解或氢键断裂等，因DNADNA分子本身受损伤而分子本身受损伤而致使细胞死亡致使细胞死亡直接击中学说。直接击中学说。B. B. 细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，分子断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，分子

27、断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功能能(gngnng)(gngnng)紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，使微生物死亡。紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，使微生物死亡。第24页/共140页第二十四页，共140页。25（2 2）间接）间接(jin ji)(jin ji)效应效应 来自被激活的水分子或电离的游离基来自被激活的水分子或电离的游离基 当水分子被激活和电离后，成为游离基，当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原作用，这些激活的水分离子起氧化还原作用，这些激活的水分离子(lz)(lz)就与微生物内的生理活性物质相互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。

28、作用，而使细胞生理机能受到影响。第25页/共140页第二十五页，共140页。262.2.微生物对辐射微生物对辐射(fsh)(fsh)的敏感的敏感性性 为表示某微生物对辐射的敏感性，通常为表示某微生物对辐射的敏感性，通常(tngchng)(tngchng)以每杀死以每杀死90%90%微生物所需要的微生物所需要的拉德数来表示，即残存微生物下降到原数的拉德数来表示，即残存微生物下降到原数的10%10%所需剂量，并用所需剂量，并用D10D10值表示：值表示： N D N D lg = - lg = - N0 D10 N0 D10 其中：其中： N0 N0表示最初的微生物数表示最初的微生物数 N N表示

29、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 D10 D10表示微生物残存数减到原数的表示微生物残存数减到原数的10%10%时的剂量时的剂量第26页/共140页第二十六页，共140页。27不同不同(b tn)(b tn)微生物的辐射敏感性微生物的辐射敏感性微生物微生物环境环境辐射辐射D D1010(Krad)(Krad)加热加热121 121 肉毒杆菌肉毒杆菌A A型型磷酸缓冲液磷酸缓冲液2412416-12s6-12s罐装鸡肉罐装鸡肉311311罐装咸肉罐装咸肉189 189 嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌缓冲液缓冲液10010040-50 m

30、in40-50 min大肠杆菌大肠杆菌肉汤肉汤10201020金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌干燥状态干燥状态6565肉汤肉汤1010第27页/共140页第二十七页，共140页。28微生物对辐射微生物对辐射(fsh)(fsh)的敏感性的敏感性 一般来说一般来说 G- G+ G- G+ 酵母酵母(jiom) (jiom) 霉菌霉菌( (敏感度敏感度) ) G-G-：革兰氏阴性菌：革兰氏阴性菌 G+G+：革兰氏阳性菌：革兰氏阳性菌第28页/共140页第二十八页，共140页。29（二）病毒（二）病毒(bngd)(bngd) 通常使用高达通常使用高达3000Krad3000Krad剂量才能抑制。剂量才能抑

31、制。 使用剂量过高对新鲜食品使用剂量过高对新鲜食品(shpn)(shpn)的质量有影响的质量有影响 采用加热与辐射并用方法，可降低剂量达到使病毒活动抑制的目的采用加热与辐射并用方法，可降低剂量达到使病毒活动抑制的目的第29页/共140页第二十九页，共140页。30（三）昆虫（三）昆虫(knchng) 辐射对昆虫的效应辐射对昆虫的效应(xioyng)与其组成细胞的效应与其组成细胞的效应(xioyng)密切相关密切相关 对昆虫细胞，辐射敏感性与其生殖活性成正比，与其分对昆虫细胞，辐射敏感性与其生殖活性成正比，与其分化程度成反比。化程度成反比。 处幼虫期的昆虫对辐射较敏感，成虫细胞对射线的敏感处幼虫

32、期的昆虫对辐射较敏感，成虫细胞对射线的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死性较小，高剂量才能使成虫致死 但成虫的性腺细胞对辐射敏感。因此，低剂量可造成绝但成虫的性腺细胞对辐射敏感。因此，低剂量可造成绝育或引起遗传上紊乱。育或引起遗传上紊乱。 辐射对昆虫损伤作用：辐射对昆虫损伤作用： 致死，致死，“击倒击倒”（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短、（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短、推迟换羽，不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少进食推迟换羽，不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸量和抑制呼吸 这些作用都是在一定剂量水平下发生的这些作用都是在一定剂量水平下发生的 而在其它剂量下，甚至可能出现相反的效

33、应而在其它剂量下，甚至可能出现相反的效应(xioyng)，如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。第30页/共140页第三十页，共140页。31 成年前的昆虫经辐射可产生不育；成年前的昆虫经辐射可产生不育； 辐照过卵可发育成幼虫，不能发育成蛹；辐照过卵可发育成幼虫，不能发育成蛹； 照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育； 用用13-25Krad13-25Krad照射可使卵和幼虫有一定的发育能力，但能阻止它们发育到成虫阶段；照射可使卵和幼虫有一定的发育能力，但能阻止它们发育到成虫阶段； 用用40-100Krad40-

34、100Krad剂量，能阻止所有卵和幼虫、蛹发育到下一阶段；剂量，能阻止所有卵和幼虫、蛹发育到下一阶段； 甲虫成虫不育需要甲虫成虫不育需要13-25Krad13-25Krad，蛾需要，蛾需要45-100Krad45-100Krad才行；才行； 螨需用螨需用25-45Krad25-45Krad剂量才能达到剂量才能达到(d do)(d do)不育，不育，3000-5000Krad3000-5000Krad才能致死。才能致死。第31页/共140页第三十一页，共140页。32（四）寄生虫（四）寄生虫 辐射可使寄生虫不育或死亡辐射可使寄生虫不育或死亡 猪肉猪肉(zh ru)(zh ru)内旋毛虫，内旋毛虫

35、， 不育剂量，不育剂量，12Krad12Krad，死亡，死亡750Krad750Krad 牛肉绦虫，牛肉绦虫， 致死致死300-500Krad300-500Krad第32页/共140页第三十二页，共140页。33（五）植物（五）植物(zhw)(zhw) 水果：水果： 对有呼吸变换期的水果，其呼吸率达最小值时是辐射处理的关键时刻对有呼吸变换期的水果，其呼吸率达最小值时是辐射处理的关键时刻 此时辐射能抑制其后熟期此时辐射能抑制其后熟期 主要改变体内乙烯生产率而影响其生理活动。主要改变体内乙烯生产率而影响其生理活动。 辐射能使化学成分发生变化，如维生素辐射能使化学成分发生变化，如维生素C C的破坏的

36、破坏(phui)(phui)、原果胶变成果胶质及果、原果胶变成果胶质及果胶酸盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏胶酸盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏(phui)(phui)及色素变化等。及色素变化等。第33页/共140页第三十三页，共140页。34 蔬菜蔬菜 辐射影响新鲜蔬菜的代谢反应，效果与剂量有关。辐射影响新鲜蔬菜的代谢反应，效果与剂量有关。 辐射改变蔬菜呼吸率，防止老化，改变化学成分。辐射改变蔬菜呼吸率，防止老化，改变化学成分。 根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐烂。根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐

37、烂。 对蘑菇对蘑菇(m gu)可防止开伞延迟后熟。可防止开伞延迟后熟。第34页/共140页第三十四页，共140页。35本节思考题本节思考题1.1.辐射有哪些化学效应及生物学效应？辐射有哪些化学效应及生物学效应？2.2.辐射保藏食品的原理辐射保藏食品的原理( (从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬等影响角度从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬等影响角度(jiod)(jiod)回答回答) )。第35页/共140页第三十五页，共140页。36第四节第四节 辐射辐射(fsh)(fsh)在食品保在食品保藏和加工中的应用及其卫生安全藏和加工中的应用及其卫生安全性性一、辐射保藏的三种形式一、辐射保藏的三种形

38、式1.1.辐射阿氏灭菌辐射阿氏灭菌所使用的辐射剂量可以使食品的微生物减少到零或有限个所使用的辐射剂量可以使食品的微生物减少到零或有限个数，食品在任何条件下贮藏数，食品在任何条件下贮藏(zhcng)(zhcng)剂量：剂量：15Mrad15Mrad2. 2. 辐射巴氏灭菌辐射巴氏灭菌所使用的辐射剂量使在食品中检测不出特定的无芽孢的致所使用的辐射剂量使在食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌（如沙门氏菌）病菌（如沙门氏菌）剂量：剂量：0.51Mrad0.51Mrad3. 3. 辐射耐储杀菌辐射耐储杀菌这种辐射处理只降低其腐败菌数，并延长新鲜食品的后熟这种辐射处理只降低其腐败菌数，并延长新鲜食品的后熟期

39、及保藏期。期及保藏期。剂量：剂量：0.5Mrad0.5Mrad以下以下第36页/共140页第三十六页，共140页。37二、现有的一些二、现有的一些(yxi)(yxi)商业化应用商业化应用1.1.肉禽类肉禽类高剂量处理高剂量处理能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌株，对低能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌株，对低盐、无酸的肉类需用盐、无酸的肉类需用4.5Mrad4.5Mrad产品必须密封包装，防止辐射后再受微生物污染产品必须密封包装，防止辐射后再受微生物污染为抑制酶的活性，在辐射处理前先加热至为抑制酶的活性，在辐射处理前先加热至7070效果效果(xiogu)(xiogu)最好最好高剂量辐射处理

40、会使产品产生异味，随肉类的品种高剂量辐射处理会使产品产生异味，随肉类的品种不同而异，牛肉产生的异味最强不同而异，牛肉产生的异味最强低剂量处理低剂量处理只杀灭腐败微生物，保持短期运输中的产品质量，只杀灭腐败微生物，保持短期运输中的产品质量，并可以延长其市售期并可以延长其市售期第37页/共140页第三十七页，共140页。382.2.水产品水产品高剂量处理与肉同高剂量处理与肉同低剂量的目的是为了延长新鲜品的贮藏期低剂量的目的是为了延长新鲜品的贮藏期常用辐射与常用辐射与33左右冷藏结合的方法，在左右冷藏结合的方法，在33左右可防左右可防止带芽孢的菌株产生毒素止带芽孢的菌株产生毒素剂量：剂量：300Kr

41、ad300Krad3 3、蛋类、蛋类巴氏杀菌剂量，为了杀灭其中的沙门氏菌巴氏杀菌剂量，为了杀灭其中的沙门氏菌蛋白质受到辐射降解蛋白质受到辐射降解(jin ji)(jin ji)而使蛋液粘度降低而使蛋液粘度降低蛋液及冰冻蛋液用蛋液及冰冻蛋液用-及及-射线，灭菌效果良好射线，灭菌效果良好带壳鲜蛋可用带壳鲜蛋可用-射线，射线， 剂量剂量1Mrad1Mrad高剂量的辐射会使其带有高剂量的辐射会使其带有H2SH2S等异味等异味第38页/共140页第三十八页，共140页。394 4、果蔬制品、果蔬制品目的：目的：防止微生物腐败作用防止微生物腐败作用控制害虫感染及蔓延控制害虫感染及蔓延(mn yn)(mn

42、yn)延缓后熟期，防止老化延缓后熟期，防止老化水果：杀灭霉菌水果：杀灭霉菌生命活动较短的如草莓用较小的剂量即可停止其生理作生命活动较短的如草莓用较小的剂量即可停止其生理作用用耐储期较长的水果如柑桔要完全控制霉菌的危害，剂量耐储期较长的水果如柑桔要完全控制霉菌的危害，剂量3050Krad3050Krad过高达过高达280Krad280Krad时，皮上会产生锈斑时，皮上会产生锈斑辐射水果抑虫是最有效的方法之一辐射水果抑虫是最有效的方法之一第39页/共140页第三十九页，共140页。40 延缓水果的后熟期延缓水果的后熟期 香蕉等热带香蕉等热带(rdi)(rdi)水果十分有效，绿色香蕉水果十分有效，绿

43、色香蕉低于低于50Krad50Krad即可，木瓜即可，木瓜200Krad200Krad，一般，一般100150Krad100150Krad，VcVc损失损失10%10% 抑制发芽，延缓新陈代谢抑制发芽，延缓新陈代谢 最明显的是土豆、洋葱、大蒜、萝卜，常温贮最明显的是土豆、洋葱、大蒜、萝卜，常温贮藏可延长一年以上藏可延长一年以上 土豆土豆8Krad8Krad，洋葱，洋葱4Krad4Krad 蘑菇延长开伞十几天蘑菇延长开伞十几天 5 5、谷物及其制品：控制虫害及其蔓延、谷物及其制品：控制虫害及其蔓延 昆虫：分为蛾、螨、甲虫昆虫：分为蛾、螨、甲虫 立即致死：立即致死：300500 Krad30050

44、0 Krad 几天内死亡：几天内死亡：100 Krad100 Krad 不育：不育：1020 Krad1020 Krad第40页/共140页第四十页，共140页。41 霉菌霉菌 剂量：剂量：200400 Krad200400 Krad 175 Krad175 Krad辐射面粉，能在辐射面粉，能在2424保存一年以上保存一年以上 大米可用大米可用500 Krad500 Krad灭霉灭霉 包装包装 目的：是食品目的：是食品(shpn)(shpn)与环境隔绝与环境隔绝 材料：玻璃纸，人造纤维，聚乙烯膜，聚氯乙烯膜，尼龙，玻璃容器及金属罐材料：玻璃纸，人造纤维，聚乙烯膜，聚氯乙烯膜，尼龙，玻璃容器及金

45、属罐第41页/共140页第四十一页，共140页。42三、卫生三、卫生(wishng)(wishng)安全性安全性1. 1. 有关诱惑放射性有关诱惑放射性 一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递给元素中的一些原子核，在一定一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递给元素中的一些原子核，在一定(ydng)(ydng)条件下会造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，由此而发射出中子并产条件下会造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，由此而发射出中子并产生生-辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由电离辐射诱发出来的）辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由电离辐射诱发出来的）诱惑放诱惑放射性。射

46、性。 诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及所使用的射线能量，若射线能量很诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及所使用的射线能量，若射线能量很高，超过某元素的核反应能阈，则该元素会产生放射性。高，超过某元素的核反应能阈，则该元素会产生放射性。第42页/共140页第四十二页，共140页。43 食品中的基本元素，氮、氢、氧食品中的基本元素，氮、氢、氧 14N 10.5Mev -14N 10.5Mev -射线射线 会产生放射性会产生放射性 16O 15.5Mev -16O 15.5Mev -射线射线 会产生放射性会产生放射性 12C 18.8Mev -12C 18.8Mev -射线射线

47、会产生放射性会产生放射性 大部分元素核反应能阈都在大部分元素核反应能阈都在10Mev10Mev以上，目前在食品中允许使用以上，目前在食品中允许使用(shyng)(shyng)的辐射源只有的辐射源只有60Co60Co，（，（1= 1.171= 1.17MevMev，2 = 1.33Mev2 = 1.33Mev）能量）能量10Mev, 蔗糖蔗糖 饴糖中的糊精饴糖中的糊精(h jn)(h jn)（5.215.21：3.83.8：1.001.00）扩散系数随温度升高而增大，扩散速度随之显著增大扩散系数随温度升高而增大，扩散速度随之显著增大温度每增加温度每增加1 1，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加

48、，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加2.6%2.6%（2 23.5%3.5%）扩散总是从高浓度向低浓度扩散，浓度差越大，扩散速度增加越快扩散总是从高浓度向低浓度扩散，浓度差越大，扩散速度增加越快溶液浓度增加，粘度增加，扩散系数降低溶液浓度增加，粘度增加，扩散系数降低增加浓度差增加扩散速度，但粘度增加仍会对扩散速度产生不利影响，这一点不能忽略增加浓度差增加扩散速度，但粘度增加仍会对扩散速度产生不利影响，这一点不能忽略第56页/共140页第五十六页，共140页。57从扩散方程可看出，扩散速度的影响从扩散方程可看出，扩散速度的影响(yngxing)(yngxing)因素因素: : 扩散系数 D N

49、A （扩散速度） 溶质(rngzh)总浓度 C NA X（截面间的距离） X NA 溶质(rngzh)浓度差 NA D （浓度增加）第57页/共140页第五十七页，共140页。58( (二二) ) 渗透渗透（上述（上述(shngsh)(shngsh)扩散方程的另一个方面，溶剂扩散方程的另一个方面，溶剂行为）行为）1 1、渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗、渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高浓度扩散的过程透膜向高浓度扩散的过程2 2、半透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质、半透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质(rngz

50、h)(rngzh)通过的膜通过的膜比如细胞膜，实际上，半透膜对钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而比如细胞膜，实际上，半透膜对钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，由于原生质内电阻较高，而阻止了电解质的渗透进入。言，由于原生质内电阻较高，而阻止了电解质的渗透进入。第58页/共140页第五十八页，共140页。593 3、所有细胞（活的和死的）都能渗水，这是在渗透压差的影响下发生的现象、所有细胞（活的和死的）都能渗水，这是在渗透压差的影响下发生的现象在渗透压差的影响下，电解质液能渗透，但与水相比通过细胞膜的速度比较缓慢在渗透压差的影响下，电解质液能渗透，但与水相比通过细胞

51、膜的速度比较缓慢4 4、细胞进入食盐和糖溶液中，细胞内呈胶状溶液的蛋白质不会溶出（因为半透膜不能允、细胞进入食盐和糖溶液中，细胞内呈胶状溶液的蛋白质不会溶出（因为半透膜不能允许分子很大的物质外渗）许分子很大的物质外渗）腌制腌制(yn zh)(yn zh)时电解质不仅会向已死亡的动植物组织细胞内渗透，同时也向微生物细胞时电解质不仅会向已死亡的动植物组织细胞内渗透，同时也向微生物细胞内渗透内渗透因而腌制因而腌制(yn zh)(yn zh)不仅能阻止微生物利用食品的营养物质，而且在遭受电解质渗入后生不仅能阻止微生物利用食品的营养物质，而且在遭受电解质渗入后生长活动也会受到抑制长活动也会受到抑制第59

52、页/共140页第五十九页，共140页。605 5、渗透压：是溶质、渗透压：是溶质(rngzh)(rngzh)而不是溶液的影响下才而不是溶液的影响下才形成的形成的纯溶剂液面上承受液柱的压力（纯溶剂液面上承受液柱的压力（P P）P=9.81 h(N/m2)P=9.81 h(N/m2)h:h:溶液的液柱高度（溶液的液柱高度（m m）:溶液的密度（溶液的密度（Kg/m3)Kg/m3)溶液浓度越高，密度越大，液柱越高，液面上所受的溶液浓度越高，密度越大，液柱越高，液面上所受的压力越大压力越大若在液柱内的液面上施加和溶液渗透时所形成的液柱若在液柱内的液面上施加和溶液渗透时所形成的液柱相同压力，则原来内渗溶

53、剂不断外渗，直至形成液相同压力，则原来内渗溶剂不断外渗，直至形成液柱消失，还阻止了纯溶剂再通过半渗透膜内渗，此柱消失，还阻止了纯溶剂再通过半渗透膜内渗，此时所施加的压力就是渗透压时所施加的压力就是渗透压渗透压的大小取决于溶液溶质渗透压的大小取决于溶液溶质(rngzh)(rngzh)的浓度，与的浓度，与溶液的数量无关溶液的数量无关第60页/共140页第六十页，共140页。617 7、根据、根据Vant hoffVant hoff定律定律溶液的渗透压和理想气体的性质溶液的渗透压和理想气体的性质(xngzh)(xngzh)是完全相似的。是完全相似的。 Vant hoffVant hoff方程方程 1

54、RTC 1RTC P0= P0= 100M2 100M2 P0 P0 渗透压（渗透压（KN/m2KN/m2）, , CC溶液的浓度溶液的浓度, Kg/Kg, Kg/Kg溶剂中溶质的千克数之比溶剂中溶质的千克数之比 1 1 溶液密度（等于质量除以容积）（溶液密度（等于质量除以容积）（Kg/m3Kg/m3）, , T T 绝对温度（绝对温度（K K） R R 气体气体(qt)(qt)常数常数 8.29 8.2910-3 Nm/molK,10-3 Nm/molK, M2 M2 溶质分子量溶质分子量第61页/共140页第六十一页，共140页。628 8、腌制速度、腌制速度腌制速度取决于渗透压腌制速度取

55、决于渗透压渗透压和温度及浓度成正比渗透压和温度及浓度成正比为加速为加速(ji s)(ji s)腌制过程，应尽可能腌制过程，应尽可能在高温和高浓度溶液条件下进行在高温和高浓度溶液条件下进行但盐腌若用高温，则原料在尚未腌透但盐腌若用高温，则原料在尚未腌透前常已出现腐败迹象，因此腌盐时前常已出现腐败迹象，因此腌盐时以采用低温（低于以采用低温（低于10 10 ）为宜，有）为宜，有时温度可低达时温度可低达2 244左右左右第62页/共140页第六十二页，共140页。63 渗透压和溶质分子量及其浓度有一定关系渗透压和溶质分子量及其浓度有一定关系 溶质分子量越大，需用溶质重量也越大溶质分子量越大，需用溶质重

56、量也越大 若溶质能离解为离子，能提高渗透压，用若溶质能离解为离子，能提高渗透压，用量可减少量可减少 如选用分子量低的并在溶液中能离解成离如选用分子量低的并在溶液中能离解成离子的食盐子的食盐(shyn)(shyn)时，当其浓度为时，当其浓度为101015%15%，就能建立起，就能建立起303.2303.2606.5KN/m2(606.5KN/m2(或或3 36 6个大气压）相当的渗透压个大气压）相当的渗透压第63页/共140页第六十三页，共140页。642.2.影响影响(yngxing)(yngxing)渗透压的因素渗透压的因素 温度上升，渗透压上升，温度上升，渗透压上升， 溶质摩尔浓度上升，渗

57、透压上升溶质摩尔浓度上升，渗透压上升 相同质量下，溶质分子量增大，渗透压下降相同质量下，溶质分子量增大，渗透压下降 溶质解离溶质解离(ji l)(ji l)系数大，渗透压大系数大，渗透压大第64页/共140页第六十四页，共140页。65三、生物组织的扩散三、生物组织的扩散(kusn)和渗透现象和渗透现象 生物组织生物组织(zzh)包括微生物、动植物组织包括微生物、动植物组织(zzh)，它们在腌制过程中都存在着，它们在腌制过程中都存在着扩散和渗透作用。扩散和渗透作用。第65页/共140页第六十五页，共140页。66（一）微生物细胞（一）微生物细胞(xbo)(xbo) 微生物细胞是有细胞壁保护和原

58、生质膜包围的胶微生物细胞是有细胞壁保护和原生质膜包围的胶体状原生质浆体体状原生质浆体 分两层：外层分两层：外层(wi cn)(wi cn)含有脂多糖和蛋白质；含有脂多糖和蛋白质；内层主要为粘肽层即有糖和氨基酸组成，位于细内层主要为粘肽层即有糖和氨基酸组成，位于细胞内侧，把细胞浆包在里面。胞内侧，把细胞浆包在里面。 细胞壁由平行的双层磷脂构成，中间嵌入蛋白质。细胞壁由平行的双层磷脂构成，中间嵌入蛋白质。 细胞壁上有很多微小的小孔，可允许直径细胞壁上有很多微小的小孔，可允许直径1nm1nm大小大小的可溶性物质通过，一般为全渗透性，可透过水、的可溶性物质通过，一般为全渗透性，可透过水、无机盐、非离子

59、化有机分子和各种营养素。无机盐、非离子化有机分子和各种营养素。 而细胞内膜（原生质膜）则为半透性，仅允许水而细胞内膜（原生质膜）则为半透性，仅允许水和小分子透过，但也能使电解质透过，只是活细和小分子透过，但也能使电解质透过，只是活细胞有较高的电阻，因而离子进出细胞就很困难或胞有较高的电阻，因而离子进出细胞就很困难或渗透速度极慢。渗透速度极慢。第66页/共140页第六十六页，共140页。67（二）当微生物细胞处在浓度不同（二）当微生物细胞处在浓度不同(b tn)(b tn)的的溶液中，就会出现三种对微生物活动有影响的情溶液中，就会出现三种对微生物活动有影响的情况。况。1.1.细胞内外溶液浓度细胞

60、内外溶液浓度(nngd)(nngd)相等相等对微生物最适宜对微生物最适宜比如比如:0.9%NaCl:0.9%NaCl，此溶液常称为等渗溶液（，此溶液常称为等渗溶液（isotonic)isotonic)2.C2.C外外CC内内 P P外外PCC内内 P P外外PP内内原生质内的水分将向细胞间隙内转移，原生原生质内的水分将向细胞间隙内转移，原生质紧缩，这种现象称质壁分离质紧缩，这种现象称质壁分离（plasmolysis)plasmolysis)其结果使微生物停止生长活动，细胞外的这其结果使微生物停止生长活动，细胞外的这种溶液成为高渗溶液种溶液成为高渗溶液腌制保藏原理腌制保藏原理腌渍就是利用这种原理