第四章食品辐射保藏技术

1、 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术第四章第四章 第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术 第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术v问题一问题一食品辐射保藏技术的特点何在？v问题二问题二辐射保藏对食品的成分会产生什么影响？v问题三问题三辐射技术在食品保藏中有哪些应用？第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.概述概述 v1.1.食品辐射保藏的概念 利用原子能射线照射食品，对食品进行杀菌、灭虫、抑制鲜活食品的生命活动等处理以延长食品保藏期的方法。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.2 电离辐射的作用电离辐射的作用 v电离辐射的物理效应电离辐射的物理效应v电离辐射

2、的化学效应电离辐射的化学效应v电离辐射的生物学效应电离辐射的生物学效应第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.2.1 电离辐照的物理学效应电离辐照的物理学效应x x射线射线和和射线与物质的作用射线与物质的作用v光电效应光电效应 低能光子（00.5MeV）与物质的原子作用，被照物质原子中的电子脱离原子成为光电子。v康普顿散射康普顿散射 当光子的能量（0.51.5MeV）略大于电子在原子中的结合能时，产生低能量光子和康普顿电子。v电子对效应。电子对效应。 当射线的光子能量较高时（1.022MeV） ，产生的正负电子。h hTeMMh第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术射线和射线

3、和 x x 射线与物质的作用射线与物质的作用v当射线的能量大于某一阈值时当射线的能量大于某一阈值时，可使被照射物产生可使被照射物产生诱感放射性。诱感放射性。注意： 为了严格防止辐射食品诱发产生放射性，必须谨慎选用不产生诱感放射性的辐射源，食品辐照采用的射线能量水平一般不超过10MeV。 第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术带电粒子与物质的作用带电粒子与物质的作用v电子射线通过被照射物时，可发生：电子射线通过被照射物时，可发生： 激发、电离 使被照物原子中的电子被激发或脱离原子； 库仑散射 弹性碰撞，发生没有能量损失的偏转； 轫致辐射 非弹性碰撞，动能转变，放射出光子。 湮灭辐射 与反

4、粒子碰撞，发生湮灭，放出两个光子。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.2.2 电离辐射的化学效应电离辐射的化学效应v表达表达 用G表示辐照化学效应的强弱。 G值：物质吸收100eV能量所产生化学变化的分子数。v直接作用直接作用（初级辐射初级辐射） 主要是由射线与基质直接碰撞，使之形成离子、激发态分子或分子碎片。v间接作用间接作用（次级辐射次级辐射） 初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.2.3 电离辐射的生物学效应电离辐射的生物学效应v电离辐射对微生物的直接作用微生物被照射分子的离子化DNA损伤代谢异常细胞组织死亡v

5、电离辐射对微生物的间接作用 被激活的水分子或电离的游离基与微生物体内的活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术电离辐射对微生物的作用电离辐射对微生物的作用v病毒病毒 一般采用加热和辐照并举的方法，可有效抑制病毒的活动。v细菌细菌 辐照剂量愈高，对细菌的杀灭率愈强。v霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌 对辐照的敏感性与无芽孢细菌相同。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术电离辐射对虫类的作用电离辐射对虫类的作用v昆虫昆虫 辐照的损伤作用 致死、缩短寿命、不育、延迟发育、减少进食和抑制呼吸。v寄生虫寄生虫 辐照剂量（猪旋毛虫） 35kGy致死 0.2

6、.03 kGy抑制生长 0.12kGy不育第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术电离辐射对植物的作用电离辐射对植物的作用v干扰乙烯合成，抑制高峰期的出现；v改变果蔬的呼吸率，防止老化；v使水果中的化学成分发生变化；v组织褐变v抑制发芽第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术 影响辐射杀菌的因素影响辐射杀菌的因素v使用同一种辐射源，在相同的辐射剂量下，影响辐射杀菌效果的因素有：va.微生物的种类与菌龄vb.最初污染菌数vc.介质的组成vd.氧气ve.食品的物理状态第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.3.食品辐射保藏的机理食品辐射保藏的机理 v利用高能射线的电离能力和强

7、大的穿透能力，引起生物体内部分子和原子的激发和电离，从而扰乱了生物体正常的新陈代谢，抑制了生命和酶的活动。v辐射处理可以杀灭食品中的微生物和昆虫，而对食品本身的营养价值并无明显的影响。 第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.3.食品辐射保藏的机理食品辐射保藏的机理 v 食品辐照时，微生物或昆虫一般多集中在食品的表层，故它们和食品表层最先接受射线的作用。v 在适量的辐射剂量下，食品内发生变化的分子、原子占食品分子的极少数。v 分子的微小变化，都可能导致生物酶的失活，生理生化反应的延缓或停止，新陈代谢的中断、生长发育停顿、生命受到威胁，甚至死亡，因而对生命活动影响较大。v 然而，作为动

8、物性食品原料已无生命失去新陈代谢能力，植物性食品虽然有生命存在但新陈代谢非常缓慢，因此能发生变化的极少数分子对食品产生的影响很小，有的几乎不产生影响。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术1.4.辐射保藏的特点辐射保藏的特点v杀菌效果好；v食品的品质变化小；v应用范围广，无残毒；v节能，操作简便，生产效率高；v很难使食品中的酶失活；v具有适宜能量的射线种类很少；v安全性问题。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2. 辐射对食品成分的影响辐射对食品成分的影响v电离辐射引起水分子的变化电离辐射引起水分子的变化v辐射对蛋白质与氨基酸的影响辐射对蛋白质与氨基酸的影响v辐射对糖类的影响

9、辐射对糖类的影响v辐射对脂类的影响辐射对脂类的影响v辐射对维生素的影响辐射对维生素的影响第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2. 辐射对食品成分的影响辐射对食品成分的影响v2.1电离辐射引起水分子的变化电离辐射引起水分子的变化 水分子对辐射很敏感，被活化的水与其他有机物反应，产生辐射的间接效应。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2. 1电离辐射引起水分子的变化电离辐射引起水分子的变化v水分子的电离和激发v激发分子分解产生自由基v一部分水化电子与水生成自由基v自由基相互反应：eOHOH22OHHOH*2OHHOHe2水化*22OHOHOHOH2*2OHOHH222OHOHO

10、H2HHH第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2.1 电离辐照引起水分子的变化电离辐照引起水分子的变化v水化电子之间、水化电子与自由基之间反应v水辐射的化学效应可概括为： OHHeeOH2222水化水化OHOHe水化 OHHHeOH22水化水化OHOHHeHOHOH322227 . 271. 045. 07 . 255. 07 . 2第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2.2 辐射对辐射对蛋白质与氨基酸的影响蛋白质与氨基酸的影响v化学变化化学变化 蛋白质：结构破坏、辐射交联、辐射降解 氨基酸经辐射发生脱氨基、氧化和脱羧反应； 导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶解度降

11、低等变化。v对食品品质的影响对食品品质的影响 蛋白质因辐射而变性虽然只是很少部分，但仍可引起物理化学及感官的变化。 低温辐射可减少风味的降低。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2. 3 辐射对辐射对糖类糖类的影响的影响在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物的形成。蛋白质和氨基酸对糖类辐解有保护作用。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术2. 3 辐射对辐射对糖类糖类的影响的影响辐射不同固态糖类的主要辐解产物辐射不同固态糖类的主要辐解产物 糖糖辐解产物辐解产物G值值500krad时浓度时浓度(10mgkg-1)葡萄糖葡萄糖甲醛甲醛0.060.095 乙醛乙醛 丙酮丙酮

12、 葡糖醛酸葡糖醛酸0.44.1 葡糖酸葡糖酸0.88.2 5-脱氧葡糖酸脱氧葡糖酸0.323果糖果糖甲醛甲醛2.54蔗糖蔗糖甲醛甲醛0.160.25 果糖果糖 葡萄糖葡萄糖 甘露糖醇甘露糖醇甲醛甲醛0.81.26 果糖果糖0.565.2第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术脂肪酸长链中C-C键断裂；受辐射感应而发生自动氧化（不饱和脂肪酸）； 发生非自动氧化性的辐射分解 。2.5.辐射对辐射对维生素的影响维生素的影响水溶性维生素对辐照的敏感性（P173）；脂溶性维生素对辐照均很敏感。其损失率随着辐射剂量的增大而增大。 2.4.辐射对辐射对脂类的影响脂类的影响第六章第六章 食品辐射保藏技术

13、食品辐射保藏技术3.辐射技术在食品保藏中的应用辐射技术在食品保藏中的应用3.1.辐射源辐射源a. 放射性同位素60Co辐射源： 经衰变后放出两个能量不同的光子 特点：特点： 价格较便宜； 操作使用与维修方便； 对防护设备要求高。OC6027iN6028MeV306. 0MeV173. 11MeV333. 12年27. 521t第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.辐射技术在食品保藏中的应用辐射技术在食品保藏中的应用3.1.辐射源辐射源a. 放射性同位素137Cs辐射源： 经衰变后放射出一个光子。 特点：特点： 可从废料中提取； 装置成本高； 防护困难。SC13755aB13756M

14、eV512. 01MeV173. 12MeV661. 0年17.3021t第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.辐射技术在食品保藏中的应用辐射技术在食品保藏中的应用v3.1.辐射源辐射源b.电子加速器 利用电磁场使带电粒子获得很高的速度，从而将电能转化为高能电子射线或x射线的装置。 第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术静电加速器静电加速器1.球形高压电极 2.支架3.真空加速管 4.输电带5.电子枪 6.直流高压电源7.电刷 8.金属靶9.均压环 10.转轴 11.真空泵静电加速器结构原理图特点：射线强度高，可调；无射线污染，易控制可检修；防护简单；照射不均匀；装置复杂造

15、价高。第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.2. 在食品保藏中的应用在食品保藏中的应用3.2.1. 食品辐射杀菌的类型食品辐射杀菌的类型 辐射耐贮杀菌（Radurization） 低剂量照射（平均辐射剂量在1kGy以下） 辐射巴氏杀菌（Radicidation） 中剂量照射（平均辐射剂量在110kGy之间） 辐射商业杀菌（Radappertization） 高剂量照射（平均辐射剂量在10 50kGy之间）抑制发芽；杀灭昆虫和寄生虫；延缓水果和蔬菜的后熟过程杀菌、防腐；延长保藏期；改良食品的工艺品质香料、调味品的商业杀菌第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.2.2. 食品

16、辐射保藏的工艺流程食品辐射保藏的工艺流程采收或宰杀预处理包装运输贮存辐照品质检查剂量控制品质检查第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术辐照装置辐照装置辐照装置简图第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.2.3. 典型食品辐照工艺典型食品辐照工艺食品处理目的采用剂量处理条件猪肉淡水鲈鱼番木瓜鲜鸡蛋马铃薯、洋葱谷类调味品杀灭细菌、昆虫延长保藏期控制霉菌、乙烯杀灭沙门氏菌抑制发芽杀虫、灭霉菌商业杀菌45kGy12kGy0.75kGy10kGy0.050.15kGy24kGy1520kGy加热70灭酶3以下辐照5060水洗3辐照第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.2.4 辐照食品的包装辐照食品的包装v目的目的 调节气体氛围； 防止污染； 提高辐照效率。v要求要求 透气性低、机械强度高、密封性能好、防潮、耐热、耐辐射。v材料材料第六章第六章 食品辐射保藏技术食品辐射保藏技术3.3. 辐射食品的安全性辐射食品的安全性v放射性污染放射性污染 诱感放射性 由电离辐射使食品中某些元素产生的放射性。v毒性物质的生成毒性物质的生成 未确证会产生有毒、致癌、和致畸物质。v微生物类发生变异的危险微生物类发生变异的危险 不会增加细菌、酵母菌和病毒的致病性。v对营养物质的破坏对营养物质的破