食品的辐射保藏

内容提要辐照食品特点及应用现状辐照食品保藏基本原理辐照在食品保藏中的应用（辐照工艺学及其控制）辐射对食品的影响及辐照食品安全性§7-1概述一.辐照保藏的特点概念：辐照食品保鲜技术是利用电离辐射与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，对食品原料进行加工处理的过程。以达到抑制发芽、杀虫灭菌、调节熟度、保持食品鲜度和卫生、延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品目的的一项技术。经过电离照射的食品称为辐照食品。食品辐照保藏特点优点——1、杀死微生物效果显著，剂量可根据需要进行调节；2、一定的剂量（＜5kGy）照射不会使食品发生感官上的明显变化，即使使用高剂量（＞10kGy）照射，食品中总的化学变化也很微小；3、食品不会留下任何残留物；4、食品在受射线照射过程中升温甚微，可以忽略不计，可保持食品原有的新鲜感官特性。在冷冻状态下也能进行辐射处理；5、放射线的穿透能力强、均匀、瞬间即逝，而且对其辐照过程可以进行准确控制；6、食品可以在包装以后不再拆包的情况下进行辐照处理，节约了材料，也避免了在污染的可能；7、操作适应范围广，在同一射线处理场所，可以处理多种体积、状态、类型食品；8、节约能源，自动化可连续生产。不足——1、经过杀菌剂量的照射，一般情况下，酶不能完全被钝化；2、经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来讲虽然是微乎其微的，但敏感性强的食品和经高剂量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化。这些变化是因游离基的作用而产生的；3、辐射这种保藏方法不适用于所有的食品，要有选择性地应用；4、能够致死微生物的剂量对人体来说是相当高的，所以必须非常谨慎，做好运输及处理食品的工作人员的安全防护工作。为此，要对辐射源进行充分遮蔽，必须经常、连续对照射区和工作人员进行监测检查。二.发展历程及应用现状二战之前：1896年伦琴发现X射线后，Minck提出X射线对细菌的作用与应用，证明其对原生虫有致死作用；辐射保藏法最早出现于瑞典，1916年瑞典人就进行过草莓辐射处理。1921年美国受理了第一份食品辐射方面的专利申请：Schwatz使用X射线杀死肉中旋毛虫获得美国专利。1930年乌斯特证实“所有食品包装在密封金属罐中，再用强力伦琴射线照射可杀灭所有细菌”，并获得法国专利。但直到1953年美国才宣布和平利用原子能计划，食品辐射保藏方面的研究进展甚微。美国是世界上对辐照食品研究投入最多的国家。1953年，艾森豪威尔强调“原子能为和平”，促使军方深入研究食品辐照；美国由此解决了海军食品保存问题。1957年，启动90个大学、政府和工业部门参加的为期5年的辐照食品研究计划，政府每年资助600万美金；1957年德国首先开始了食品辐射的商业应用，当时是用辐射给香肠中的香料消毒，但是，由于德国政府1958年禁止该技术的应用而导致食品辐射应用的突然中断。前苏联是第一个批准在食品上使用辐射的国家，1958年准许用辐射来防止土豆发芽，随后又批准用于防止谷物害虫。1960年，美国辐照食品在军队试用，开始安全性试验；1963年，美国军方举行首次辐照食品国际会议，FAO也开始筹建国际食品辐照计划顾问委员会，使辐照食品成为国际上共同研究的项目，各国也陆续批准辐照用于食品加工。在国际原子能机构(IAEA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的倡议下，1970年在巴黎成立了“食品辐射(照)国际计划”(IFIP)，先后共有24个国家参加该计划，分工协作进行研究。到1995年，先后有40个国家批准在244种公众消费的食品上使用辐射。到1997年，全世界辐射食品总量为17万吨，其中美国约3万吨，法国约2万吨，荷兰1.9万吨，比利时1.5万吨，日本1.5万吨。WHO/FAO/IAEA的联合专家在全面评价和审查了30多年来在辐射食品安全卫生方面所取得的大量研究结果之后，于1980年提出了“关于辐射食品的卫生”的重要报告，认为从毒理学或营养学方面考虑，经平均剂量10KGy以下辐射处理的任何食品都是安全的。1997年9月又在日内瓦召开了辐射剂量大于10KGy的食品卫生安全联合专家组会议，研讨了毒理、营养、微生物和辐射化学数据，结论是辐射食品是消化安全、营养适当的，不管其剂量低于或大于10KGy。2000年专业委员会又决定取消食品辐照最高剂量的限定。这进一步地促进了食品辐照技术实用化的快速发展。食品辐照技术在我国开始于1958年，但进展缓慢，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。我国辐照食品研究工作在下列方面有商业化、实用化的广阔前景。进出口水果及农畜产品的辐照检疫处理；低质酒类辐照改性；干果、脱水蔬菜和肉类辐照杀虫；调味品的辐照灭菌；辐照处理和其他保藏处理方法综合应用的研究。三、辐照食品研究的意义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。1997年蒙特利尔公约会议决定发达国家在2005年前、发展中国家在2015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出出来。另外，食源性疾病近年来在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有明显的关联。比如1997年美国2500万磅牛肉末受大肠杆菌O157：H7的污染，9万人致病，25人死亡，导致了美国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约1万吨）。这件事直接导致了1997年12月美国FDA批准了牛肉辐照。§8-2辐射食品保藏原理一.食品辐射线的产生和类型1.辐射线产生原子核内，只有中子数和质子数之间呈一定比例时才是稳定的。无论中子数过多还是质子数过多，核都呈不稳定性。这种不稳定的核有变为稳定核的趋势。原子核因外来的因素而引起核结构的变化的过程就是人工核反应过程，在这个过程中放出各种形式的能量。辐射线通常指的是α、β、γ射线α射线是从原子核中射出的带2个质子和2个中子的离子流(He)，带正电，由于其质量比电子大的多，通过物质时极易使其中原子电离而损失能量（每行进1cm产生4万对离子对），穿透力弱，一张纸就可以阻挡它，其在空气中的行程只有几厘米。β射线是高能电子，带负电，质量小，速度大，穿透能力比α粒子强，可在空气中穿行200厘米（每行进1cm产生150对离子对）γ射线是非离子电磁辐射，是原子核由高能态跃迁到低能态时放出的一种光子流，其在磁场中不偏转，可穿透铅板。纸片铝片铅板α射线β射线γ射线放射线与物质的相互作用带电粒子电离：初级电离和次级电离激发：其他变化：散射、韧致辐照、湮没辐射、切伦科夫辐射γ射线光电效应康普顿效应电子对效应中子弹性散射非弹性散射2.放射源放射性同位素源60Co：人工制备同位素源，应用广泛137Cs：核燃料渣滓抽提制得，半衰期长但分离麻烦，安全防护困难，投资大。电子加速器电子射线：不超过10MeV的加速电子；X-射线源(其束能不超过5MeV)3.辐照剂量单位辐照剂量：用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。

伦琴（Roentgen，简写R）：标准状态下（101.325kPa，0℃），1cm3的干燥空气在X射线下或γ射线照射下，生成正负离子电荷分别为1静电单位时的照射量即为1伦琴。SI单位（国际单位制）库仑/千克（C/Kg）吸收剂量：被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量，其单位有：拉德（rad）：1g任何物质若吸收的射线能量为6.24eV，则吸收剂量为1rad。戈瑞（Gray，简称Gy）1Gy=100rad二.电离辐照的作用方式1.直接作用（Directhittheory）

生物学家提出了射线与基质直接碰撞的靶理论，认为辐照作用主要是由这种直接碰撞引起的。该理论认为一个急速运动的带电粒子冲击生物材料的分子复合物，则复合物的生物功能会受到改变和（或）破坏。直接理论的根据是生物学变化（细胞增殖、变异、致死作用等）的研究。新的研究证据指出，直接“打击”可能是一些特定生物作用的原因，但是有很多作用全部或部分地是由于生物材料中的溶剂系统受到辐射诱导电离，即存在间接作用。2.间接作用(Indirectactiontheory)

含水物料受到辐照时会发生部分水分子电离，形成高度活泼的水合电子（eaq）、氢基（H•）和氢氧基（OH•）。这些游离基对电离辐照的生物作用起主要作用。因此，含水组织的间接辐照作用，由这些游离基引起，而这些游离基又来自“辐射活化水”。

氢基和氢氧基是化学上非常活泼的，它们可以作为还原剂和氧化剂起反应（氢氧基是氧化剂、氢基有时是氧化剂，有时是还原剂，水合电子是还原剂），也能劈开C-C键。

eaq+H2O-→H•+OH•

辐照的二级产物可能也是同样重要的，因为在溶解氧的存在下，氢原子能与氧分子结合，产生非常活跃的O2H•（过氧化物游离基）。H•+O2

-→O2H•

O2H•过氧化物游离基能形成过氧化氢：

2O2H•-→H2O2+O2氢氧基也能形成过氧化氢

OH•+OH•-→H2O2其他自由基反应：H•+H2O2-→H2O+OH•OH•+H2O2-→H2O+HO2•H2+OH•-→H2O+H•水分子经辐照后，数量减少不重要，关键是某些中间产物，如水化电子，羟基自由基、氢原子自由基等都是高度活性物质，会导致食品和其他生物物质发生变化。对稀水溶液，间接作用可能是化学变化的唯一重要原因。直接作用理论和间接作用理论都能描述同时应用于同一系统中的反应机理，但是间接作用理论却提供了关于化学变化的广泛基础，因为这些离子可以和其它有机体的分子接触而进行反应，特别是在稀溶液和含水食品中，大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化还原反应。三.食品辐照的化学效应1、氨基酸和蛋白质氨基酸经辐射后，可鉴定的生成物及生成物的数量都因氨基酸的种类、辐射剂量、氧和水分的存在与否等因素而发生变化。蛋白质随着辐射剂量的不同，会因巯基氧化、脱氨基、脱羧、芳香族和杂环氨基酸游离基氧化等而引起其一级、二级和三级结构发生变化，导致分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶解度降低、蛋白质的电泳性质及吸收光谱等变化。蛋白质经辐射存在大分子裂解以及小分子聚结现象。检测：可用电子自旋共振的方法来测定。①以甘氨酸为例，经辐照后就可得到氢、二氧化碳、氨、甲胺、乙酸、甲酸、乙醛酸和甲醛。②如果是赖氨酸之类的二氨基一元羧酸，经辐照后，除生成多羟基胺外，还可生成β-丙氨酸、α-氨基正丁酸、氧代氨基酸、戊撑二胺、谷氨酸和天冬氨酸。③一氨基二羧基的谷氨酸经氧化脱氨反应，除生成α-氧代戊二酸外，还可生成氨基酸、有机酸、氨和甲醛。④具有巯基或二硫基的含硫氨基酸对射线的敏感性极强，经辐照后，会因含硫部分氧化和游离基反应而发生分解，产生H2S。2、酶酶的主要组分是蛋白质，所以一般认为辐射对酶的影响基本与蛋白质的情况相似，如变性作用等。酶还会因有－SH基团的存在而增加它对辐射的敏感性。介质的pH值及其含氧量对某些酶亦起很大作用，例如辐射干燥胰蛋白酶时，在有氧状态下，极易钝化，并可能有过氧化物形成。3.碳水化合物一般来说相当稳定，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极小

稀释的单糖溶液有初级和次级的辐射效应，起氧化作用和裂解反应的产物主要视单糖的性质如：葡萄糖受辐射后会产生葡萄糖醛酸，葡萄糖酸、葡萄糖二酸、乙二醛、甲醛及二羟丙酮等低聚糖经辐照可成为单糖，最后产物与单糖辐射相同。多聚糖的辐射如淀粉、纤维素等可被降解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等。在植物组织中的果胶质亦有解聚现象，使组织便软。动物组织中的糖原也会由于辐射而断裂成小分子。4、脂类一般来说，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-C-C-键外断裂。辐射对脂类所产生的影响可分为以下三个方面：整个理化性质发生变化；受辐射感应而发生自动氧化变化；发生非自动氧化性的辐射分解。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中C-C键外断裂，而产生正烷类。辐照可促使脂类的自动氧化，当辐照时及辐照后，有氧存在时，其促进作用就更显著，从而促使了游离基的生成，使氢过氧化物及抗氧化物质的分解反应加快，并生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。①脂肪酸酯和某些天然脂肪(猪油、橄榄油)在受到50kGy以下的剂量照射时，品质变化极小。但是另一些脂类则成为辐照食品中异臭的发生源。②饱和的脂类在无氧状态下辐照时，会发生非自动氧化性分解反应，产生H2、CO、CO2碳氢化合物、醛和高分子化合物。③不饱和脂肪酸经辐照后也会生成与饱和脂肪酸相类似的物质，其生成的碳氢化合物为链烯烃，二烯烃，二烯烃和二聚物形成的酸。

④磷脂类的辐照分解物也是碳氢化合物类、醛类和酯类。5、维生素维生素是考查辐射效应的重要物质。纯维生素溶液对辐射很敏感，若在食品中因与其他物质复合存在，其敏感性就降低。水溶性维生素Vc最敏感，烟酸（B5）最稳定；脂溶性维生素均较敏感。电离辐射可以引起生物有机体的组织及生理发生各种变化，使新陈代谢受到影响。食品辐照的生物学效应也与生成的游离基和离子有关，从而影响机体的新陈代谢。从食品保藏的角度来说，就是利用电离辐射的直接作用和间接作用，杀虫、杀菌、防霉、调节生理生化反应等效应来保藏食品。四.食品的辐照生物学效应在活体组织中的辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发现带有毒性的不正常的代谢产物。活体组织中的辐射效应是需要一定的时间来验证。辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的辐射总剂量的大小。

各种生物机体的致死剂量

种类剂量（kGy）高等动物及人0.005-0.01昆虫0.01-1无芽孢细菌0.5-10有芽孢细菌10-50病毒10-200（1）病毒病毒是最小的生活实体，它没有呼吸，是以食品和酶为寄主。例如脊髓灰白质病毒及传染性肝炎病毒据推测是由食品污染带来的，口蹄疫病毒可传染很多种动物。这种病毒只有使用高达3Mrad(30KGy)（干燥状态下需4Mrad）的剂量才能抑制其活动。但使用过高的剂量时对新鲜食品的质量有影响。若采用加热与辐射并举的办法，用低剂量便可达到抑止病毒活动的目的。

（2）细菌微生物细胞一旦接受电子射线或γ射线照射，具有生物活性的溶质和大量的水分子产生激发和电离，从而产生各种化学变化，使细胞受到致死的影响。此外,其它物质的变化也会间接地使细胞的生活机能受损。电离辐射的直接或间接效应使微生物致死。电离辐射杀灭微生物一般以一定灭菌率所需用的拉德数来表示，通常就以杀死微生物数的90%计，即残存微生物数下降到原数的10%时所需用的拉德数的剂量，并用D10值表示。微生物种类不同，对辐射敏感性也各不相同，因而D10值的差异也随之而不同。辐照杀菌对象菌的选择细菌培养基D10(Krad)大肠杆菌（E.Coli）肉汁培养基10～20金黄色葡萄球菌(Staphlococcusaureus）肉汁培养基10荧光杆菌(Pseudomonesfluorescens）肉汁培养基2鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium）肉汁培养基60梭状肉毒芽孢杆菌B53-型(clostridiumbotulimum）咸肉罐头咸鸡罐头204.3369(3)昆虫昆虫的细胞对辐射相当敏感，采用辐射杀灭粮食中的害虫非常有效，特别是幼虫的细胞。成虫细胞敏感性较差，但其性腺细胞对辐射很敏感，因此使用低剂量辐射会造成遗传紊乱如雄性不育等。用稍高的剂量即可将昆虫致死。(4)酵母和霉菌酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。霉菌会造成新鲜果蔬的大量腐败，用200Krad左右的辐射剂量即可抑制其生长。现已应用于草莓、柑桔、香蕉、苹果等。酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。(5)寄生虫猪旋毛虫（Trichinosis）不育剂量为12Krad，抑制其生长约需20-30Krad，致死剂量为750Krad。牛肉绦虫（Beeftapeworm）致死剂量为300-500Krad。

§8-3辐照在食品保藏中的应用一.食品辐照的应用根据辐射剂量及目的的不同，食品辐射有以下三种类型：

低剂量辐照——辐照耐贮杀菌中等剂量辐照——辐照巴氏杀菌高剂量辐照——辐照阿氏杀菌辐照耐贮杀菌可以防止土豆和洋葱等蔬菜的发芽，推迟水果的成熟，杀死寄生虫或昆虫虫卵，替代气调贮藏，或替代烟熏法以减少对人体的危害。所用剂量通常在1kGy以下。

辐照巴氏杀菌所使用的辐射剂量可以杀死无芽孢的致病菌，可以减少引起食品腐败变质的微生物数量；改进食品工艺特性。剂量范围为1kGy-10kGy。经辐射巴氏杀菌的食品应贮存在3℃以下。

辐照阿氏杀菌所使用的剂量可以将食品中所有的细菌和病毒杀死。剂量范围为10kGy以上。密封保存的食品经辐射阿氏杀菌后，可以在常温下贮藏。二.辐照技术在食品加工与保藏中的应用以国家卫生部颁布的有关规定作为依据；应用范围：肉禽类水产类禽蛋类果蔬类谷类及其制品香料和调味品1.延长冷藏食品的贮藏期肉类和禽类等动物性食品在冷藏条件下的贮藏期是有限的，但是采用离子辐射技术就可以使冷藏期明显延长。因为导致动物性食品腐败的细菌通常是假单胞菌属或其它营养菌属，它们在较低的辐射剂量（2-5）kGy下即被杀灭。

是否电离辐射处理鳕鱼的保藏期限差异2kGy2-3℃下可冷藏3个月0K2-3℃下可冷藏1个月2.保证食品常温下贮藏的货架稳定期鲜肉类要在常温下贮藏，必须采用高剂量的辐射（辐射阿氏杀菌），并防止再污染。但是高剂量辐射会诱发不良的异味，因而是禁止使用的。如果在冷冻条件下使用高剂量辐射则可以得到风味正常和常温下具有良好货架稳定期的肉制品。

3.防止蔬菜发芽土豆、洋葱、大蒜或生姜等蔬菜在保藏过程中可能会发芽。发芽不仅影响蔬菜的外观，而且会降低蔬菜的质量，甚至产生有毒物质。一般低于0.2kGy剂量的辐射就可以阻止这些蔬菜在贮藏期的发芽。

4.延长果蔬的生理过程实验证明，1kGy以下的低剂量辐射可以抑制水果、蔬菜中酶的活性，降低水果、蔬菜的新陈代谢活动水平，从而延缓其后熟过程。5.防止食品虫害辐射可以杀灭食品中的昆虫和寄生虫。昆虫致死的剂量为3-5kGy；用1kGy的剂量足以使昆虫在数日内死亡；0.25kGy剂量可以使昆虫在数周内死亡或使存活的成虫不育。6.改善食品的工艺特性和品质以2.5kGy或5kGy剂量辐射大豆，可以改进豆奶和豆腐的质量，提高产率；对葡萄进行辐射处理后，可以增加葡萄汁的产量；辐射处理脱水蔬菜，可以提高其复水性；用2-4kGy剂量辐射薯干酒，可以加速陈化，消除杂味，改善品质；牛肉经1-10kGy剂量辐射后，其肌肉纤维会降解，肉质变嫩。7.香料和调味料的杀菌目前，最常见的商业性辐射食品就是香料和调味料。香料和调味料易生虫和长霉，传统的杀菌方法如加热或熏蒸法不但会有药物残留，而且容易导致香味挥发，甚至产生有毒化合物等，采用辐射处理可以克服上述缺点，在技术上和经济上都是可行的。

三、辐照食品工艺学（一）辐照器与工艺条件控制辐照装置组成辐照源：γ射线辐照装置：60Co电子加速器辐照室——防护措施材料传送装置控制台第Ⅰ类γ射线辐照装置：整装式干法贮源辐照装置第Ⅱ类γ射线辐照装置：宽视野的干法贮源辐照装置第Ⅲ类γ射线辐照装置：整装式（自屏蔽）湿法贮源辐照装置第Ⅳ类γ射线辐照装置：宽视野的湿法贮源辐照装置第Ⅰ类电子束辐照装置：配有联锁装置的整体屏蔽装置

第Ⅱ类电子束辐照装置：安装在屏蔽室内的加速器辐照装置在辐照器的控制中，记录停顿时间或传送机速度、剂量率和辐射源与产品几何布置的变化十分重要。辐照过程要考虑的因素有：辐射源的强度、尺寸和排列；辐射源进出通道的结构和机械装置；不同食品的传送速度和停顿时间。采用电子束辐照器的工艺过程，除了控制传送速度外，一般还通过调节束能流量、束能强度、扫描宽度和扫描速率来控制。（二）影响食品辐照效果的因素pH食品的化学成分照射时的环境温度氧的含量含水量1、温度辐射杀菌中，在接近常温的范围内，温度对杀菌效果的影响不大。如：X-射线对大肠希氏杆菌(E.Coli)在0～30℃范围内无影响；γ-射线对肉毒梭状芽孢杆菌(Cl.Botuinum)在0～65℃范围内无影响。在0℃以下的低温进行辐照结果表现各不相同：凝结芽孢杆菌和生芽孢梭状芽孢杆菌的芽孢无论是在冻结还为冻结状态进行辐照，其结果没有差异。在0～-196℃范围，用X-射线对大肠希氏杆菌、γ-射线对肉毒梭状芽孢杆菌进行辐照，温度越低，其抗辐射性越强。一般认为，在冰点以下辐射不产生间接作用或间接作用不显著，因此抗辐射性会增强。但是当冻结工艺控制不当时，由于细胞膜受损，微生物对辐射的敏感性也会增强。肉类食品在高剂量照射情况下会引起的物理变化和化学变化，产生一种特殊的“辐射味”。在低温条件下辐照，可以减少辐射时产生的游离基的活性，减少食品成分的破坏(断裂和分解)以及防止食品成分的氧化，这样减少了辐射味的产生。对于肉类、禽类等含蛋白质较丰富的动物性食品，辐射处理最好在低温下进行，这样可以有效地保证质量。辐照前后的工艺过程中所进行的热处理对辐射杀菌也有着重要的意义，热处理的目的是破坏酶。2、氧的含量辐射处理时有无分子态氧存在对杀菌效应有着显著的影响。辐照时射线可以使空气中的氧电离，形成氧化性很强的臭氧，增强杀菌效果：如大肠埃希氏杆菌、弗氏志贺氏菌和酿酒酵母。对细菌芽孢，用r-射线或电子束照射，空气环境下的敏感性大于真空和含氮环境下的敏感性。对于蛋白质和脂肪含量较高的鱼类和肉类食品，空气中氧的存在将会造成一定的氧化作用，可以将辐照与真空包装相结合。对于果蔬需低剂量辐照处理的食品来说，虽然辐射氧化并不是主要作用，但也可以采用小包装或密封包装，防止二次污染，同时形成低氧环境，使后熟变慢。另外为防止Vc损失可在充氮环境进行辐照处理。辐射时是否需要氧，要根据辐射处理对象、性状、处理的目的和贮存环境条件等加以综合考虑来选择。3、含水量影响水分子的间接效应从而影响作用效果。在干燥状态下照射，生成的游离基因失去了水的连续相而变得不能移动，游离基等的辐射间接作用就会随之降低，因而辐射作用显著减弱。4、其他因素：食品的pH值：极端pH影响微生物的抵抗性。添加物：抗氧剂可减少辐射氧化，氯化钠等“敏化剂”可加强杀虫杀菌效果。四、辐照食品的包装与保藏1.包装目的：隔绝环境，透气性低、机械强度高、密封性好、防潮、耐热、耐辐射。辐射处理前必须根据产品的性状、辐射处理目的、运输和贮存的要求以及将来销售的方便来合理选择包装材料。一般采用的辐射剂量较低，因此，比较好的辐射包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、尼龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器等。

2.保藏食品辐照处理的目的是为了延长贮存时间,而辐照处理后的贮存条件往往会直接影响其效果。辐照食品的贮存条件,特别是温度不同程度的影响着辐照保藏的效果及所要求的辐照剂量。§8-4

辐射食品的安全性评价

一.辐射食品安全性辐射食品的安全卫生状况是人们关注辐射食品的首要问题。食品安全状况具体涉及到以下4个方面：a.是否产生有毒的化学物质b.是否产生有害的微生物效果c.是否影响到食品的营养成分d.是否在食品中诱导放射性

Eekelen等人用辐射鸡肉对大白鼠进行了2年喂养试验，通过分析大鼠的外观、行为、死亡率、生长率、摄食量、血液因子及血液和小便的临床组成，发现饲料中无论是含35%（干基）3kGy剂量辐射的鸡肉还是含35%6kGy剂量辐射的鸡肉，都不存在不利的影响。

Thayer等人报道了用冻结鸡肉、热杀菌鸡肉、辐射鸡肉和电子杀菌鸡肉所做的营养学、基因、致畸性和多代喂养试验的结果。辐射鸡肉所用的剂量为45-68kGy。辐射时鸡肉温度为-40℃，除了致畸变试验饲料中含有70%的鸡肉（干基）外，其它实验饲料中均含35%的鸡肉，致畸变实验对象是老鼠、仓鼠、大白鼠和兔子。基因毒理学试验包含4方面内容：诱变性试验、隐性致死突变试验、遗传转移试验、显性基因致死因子分析试验。结果表明，不存在基因毒性或致畸性，也不存在与辐射处理有关的变异动物或有毒物质。我国也进行过人体试食辐射食品的试验，21位男性和22位女性志愿者在15周内摄入的总热量有62%-71%来自辐射食品，所食用的食物包括0.3kGy辐射和贮存3个月后的大米，0.4kGy辐射并贮存2周的大米，肉制品，如经8kGy辐射并在室温下贮存2周的猪肉香肠以及14种经3kGy辐射并在室温下贮存3天的不同蔬菜，结果表明，食用辐射食品后没有产生不良后果。

但另一方面，某些动物喂养辐射食品后会出现生长减缓、白血球改变和肾功能损坏的现象，甚至观察到喂养辐射食品的老鼠死亡的情况，尽管尚未确定是何种化学物质导致这些不良后果，但可以肯定上述现象与辐射对体内免疫系统的影响有关，还有人认为辐射导致食品中维生素的减少也是原因之一。

还有喂养了辐射食品的动物会产生多倍体，及辐射会促进黄曲霉毒素的产生，黄曲霉毒素是一种强力致肝癌因子，即便在WHO/IAEA/FAO允许的剂量下辐射，也能促进其产生。

二.辐射对食品品质的影响1、不饱和脂肪酸氧化脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪酸比较稳定，而不饱和脂肪酸容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。在有氧存在时，由于自动氧化作用，饱和脂肪也会发生自动氧化。辐射促进自动氧化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏。

食品中的脂类化组分受辐射而产生的化合物，除了有辐射诱导的自动氧化产物外，也有非氧化的分解产物(饱和脂质）。例如：磨碎的牛肉在20℃用不同的剂量（最高达93kGy）辐射，可分离出C5醛，C3-9酮和链长大于C10的酮。从辐照的猪肉中可分离出C4-6，C9醛，C3-4酮和链长大于C10的酮和醛。牛肉、羊肉和猪肉等用60kGy辐射后可鉴定到各种烃和某些短链的醛、酮、醇和酯类，其中脂肪烃从脂类得到，而醛是由氢过氧化物分解产生的。2、碳水化合物水解、氧化或降解

放射线对低分子糖类照射时，无论是固态还是水溶液，随着照射剂量增加，糖的旋光度减少，而且发生褐变，还原性以及吸收光谱等均发生变化。降解作用还会形成气体，主要是H2和CO2以及痕量的CH4、CO。降解所形成的新物质，会改变糖类的某些性质，如辐射能使葡萄糖和果糖的还原能力下降，经辐射过的糖溶解于水时呈酸性，其pH值为3-5。

辐射会引起多糖链的断裂，产生链长不同的糊精碎片，同时形成不同的辐射产物。如辐照小麦淀粉所形成的糖有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖。各种糖的含量基本上随着辐射量的增大而增加。

在植物组织中果胶质会因辐射而发生解聚现象。如果加入蔗糖、葡萄糖或果糖，就能保护果胶不被破坏。动物组织中的糖原也会因辐射而断裂成小分子。

3、蛋白质交联或裂解，氨基酸分解或氧化蛋白质由于它的多肽结构而具有独特的性质，射线辐射会使某些蛋白质中的二硫键、氢键、盐键和醚键断裂，从而使蛋白质的三级结构和二级结构遭到破坏，导致蛋白质变性。辐射会促使蛋白质的一级结构发生变化，除了-SH基氧化以外，还会发生脱氨基作用、脱羧作用和氧化作用。a-氨基在蛋白质分子中能作为端基存在，辐射脱氨就发生在这个基团上，氨基酸的a-羧基在蛋白质中也能作为端基存在，在射线的作用下则发生脱羧反应。

蛋白质经辐射会发生交联，其主要原因是巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键，也可以是酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生交联。辐射交联导致蛋白质发生凝聚作用，甚至出现一些不溶解的聚集体。蛋白质辐射时发生的交联和降解作用同时发生，但往往交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易察觉。

肉品在辐射杀菌时，虽然产生了多种挥发性物质，但还未发现氨基酸组成发生变化，所以，放射线杀菌并未引起肉蛋白质的营养损失。另外，肉之所以呈现红色是因为肉的组织中含有肌红蛋白(Mb)，加热、氧气、光等都会影响其颜色，使其变色，退色。无论是新鲜肉，还是加工肉，都会因放射线照射而发生褐变。在水产、小麦、牛奶等食品中，也发现了由于使用射线剂量的不同，蛋白质发生了不同程度的变性。水产品在照射时，即使用低剂量照射，也出现游离氨基酸增加，褐变，酶反应等问题；而牛奶经照射后风味有显著变化，S-S及粘度也明显增加；卵清则粘度降低；小麦（面筋）的吸水性能降低。蛋白质由于辐射存在着大分子裂解以及小分子聚结，蛋白质的变性现象还表现在蛋白质溶解度、溶液的粘度、蛋白质的电泳性质及吸收光谱等有变化。酶的主要组成部分为蛋白质，所以辐射对酶引起的作用与蛋白质类似，酶中所含的巯基（-SH)由于容易氧化而增大酶对辐射的敏感性，但在复杂的食品体系中，由于其它物质的伴生存在而使酶得以保护，欲使酶钝化需要相当大的剂量。（钝化酶的活性通常至少要5倍于杀灭微生物的剂量）4、维生素破坏食品中的维生素在辐射中的稳定性和食品的性质及成分有密切关系，但其损失率随着辐射剂量的增加而增大。

牛肉在氮气中经20kGy剂量辐射，其VA的损失率为66%，VE则没有损失；家禽在氮气中分别经10kGy、20kGy和49kGy的辐射，其VA降解率为58%、72%和95%；全脂牛奶经2.4kGy辐射，VE损失40%；鲑鱼鱼油经几十千戈瑞辐射，没有发现VD破坏。

在水溶性维生素中，虽然VC对辐射最敏感，但在辐射剂量低于5kGY时，VC损失通常很少超过20-30%。用0.2kGyγ射线辐照小麦，VB1含量没有明显变化；用10kGy剂量辐照大米，VB1也没