第四章輻射保藏

1、第四章第四章 食品的輻射保藏食品的輻射保藏第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、食品輻射保藏的發(fā)展史一、食品輻射保藏的發(fā)展史 二、輻射保藏食品的優(yōu)缺點二、輻射保藏食品的優(yōu)缺點 （一）優(yōu)點（一）優(yōu)點（1）殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)；）殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)；（2）一定的劑量（）一定的劑量（10kGy）照射，食品中總的化學(xué)）照射，食品中總的化學(xué)變化也很微?。蛔兓埠芪⑿?；（4）沒有非食品物質(zhì)殘留；）沒有非食品物質(zhì)殘留；（5）產(chǎn)生的熱量極少，可以忽略不計，可保持食品原）產(chǎn)生的熱量極少，可以忽略不計，可保持食品原有的特性。在冷凍狀態(tài)下也能進行輻射處理；有的特性。在冷凍狀態(tài)下也能

2、進行輻射處理；（6）放射線的穿透能力強、均勻、瞬間即逝，而且對）放射線的穿透能力強、均勻、瞬間即逝，而且對其輻射過程可以進行準(zhǔn)確控制；其輻射過程可以進行準(zhǔn)確控制；（7）食品進行輻射處理時，對包裝無嚴(yán)格要求。）食品進行輻射處理時，對包裝無嚴(yán)格要求。（二）缺點（二）缺點（1）經(jīng)過殺菌劑量的照射，一般情況下，酶不能完全被）經(jīng)過殺菌劑量的照射，一般情況下，酶不能完全被鈍化；鈍化；（2）經(jīng)輻射處理后，食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來講）經(jīng)輻射處理后，食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來講雖然是微乎其微的，但敏感性強的食品和經(jīng)高劑量照射雖然是微乎其微的，但敏感性強的食品和經(jīng)高劑量照射的食品可能會發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變

3、化。這些變化是的食品可能會發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變化。這些變化是因游離基的作用而產(chǎn)生的；因游離基的作用而產(chǎn)生的；（3）有些專家認(rèn)為，輻照會誘發(fā)食品產(chǎn)生致突變、致畸）有些專家認(rèn)為，輻照會誘發(fā)食品產(chǎn)生致突變、致畸形、致癌和有毒因子。后來的研究則認(rèn)為這是沒有根據(jù)形、致癌和有毒因子。后來的研究則認(rèn)為這是沒有根據(jù)的；的；（4）輻射這種保藏方法不適用于所有的食品，要有選擇）輻射這種保藏方法不適用于所有的食品，要有選擇性地應(yīng)用；性地應(yīng)用；（5）能夠致死微生物的劑量對人體來說是相當(dāng)高的，所）能夠致死微生物的劑量對人體來說是相當(dāng)高的，所以必須非常謹(jǐn)慎，做好運輸及處理食品的工作人員的安以必須非常謹(jǐn)慎，做好運輸及處理

4、食品的工作人員的安全防護工作。為此，要對輻射源進行充分遮蔽，必須經(jīng)全防護工作。為此，要對輻射源進行充分遮蔽，必須經(jīng)常、連續(xù)對照射區(qū)和工作人員進行監(jiān)測檢查。常、連續(xù)對照射區(qū)和工作人員進行監(jiān)測檢查。 三、食品輻照發(fā)展方向三、食品輻照發(fā)展方向 食品輻射保藏的研究，國際上一直有兩種發(fā)展方向，食品輻射保藏的研究，國際上一直有兩種發(fā)展方向，即高劑量輻射、低劑量輻射。即高劑量輻射、低劑量輻射。（一）高劑量輻射（一）高劑量輻射 以美國為主的一些國家發(fā)展高劑量輻射研究，進行牛以美國為主的一些國家發(fā)展高劑量輻射研究，進行牛肉、雞肉的輻射滅菌。該方法著重于衛(wèi)生安全性，但成本肉、雞肉的輻射滅菌。該方法著重于衛(wèi)生安全性

5、，但成本高。高。（二）中低劑量輻射（二）中低劑量輻射 該方法是食品輻射處理的主要方向，具有成本低、適該方法是食品輻射處理的主要方向，具有成本低、適于大量推廣等優(yōu)點。于大量推廣等優(yōu)點。 第二節(jié)第二節(jié) 輻射的基本原理輻射的基本原理 一、放射性強度單位一、放射性強度單位 居里（居里（Ci）：）：1居里的任意放射性強度是每秒有居里的任意放射性強度是每秒有3.71010次核衰變數(shù)。次核衰變數(shù)。 毫居里（毫居里（mCi）：）：1毫居里的任意放射性強度是每秒有毫居里的任意放射性強度是每秒有3.7107次核衰變數(shù)。次核衰變數(shù)。 微居里（微居里（Ci）：）：1微居里的任意放射性強度是每秒有微居里的任意放射性強度

6、是每秒有3.7104次核衰變數(shù)。次核衰變數(shù)。 貝可貝可勒爾勒爾（Bq）：每秒鐘）：每秒鐘1次衰變。次衰變。1Ci=3.71010Bq。 放射性比度（比放射性）：是單位質(zhì)量的物質(zhì)內(nèi)所含的放射性比度（比放射性）：是單位質(zhì)量的物質(zhì)內(nèi)所含的放射性強度，單位為放射性強度，單位為Bq/g。 放射性濃度：單位容積的溶液內(nèi)所含的放射性強度，單放射性濃度：單位容積的溶液內(nèi)所含的放射性強度，單位為位為Bq/mL。 二、輻射源二、輻射源 用于食品的輻射源有三種：放射性燃料、電子加速器、用于食品的輻射源有三種：放射性燃料、電子加速器、X-射線源。射線源。 食品輻射處理時，希望使用具有良好穿透力的散射物，食品輻射處理時

7、，希望使用具有良好穿透力的散射物，目的是使食品表面的微生物和酶鈍化，而且產(chǎn)生的這種作目的是使食品表面的微生物和酶鈍化，而且產(chǎn)生的這種作用可以深入到食品內(nèi)部。另外，又不希望使用高能散射物，用可以深入到食品內(nèi)部。另外，又不希望使用高能散射物，以免使食品中的原子遭到破壞，并使食品呈放射性。所以以免使食品中的原子遭到破壞，并使食品呈放射性。所以食品輻射保藏處理主要用食品輻射保藏處理主要用-射線和射線和-粒子。粒子。 為了保證被輻射的食品不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，應(yīng)選擇合適為了保證被輻射的食品不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，應(yīng)選擇合適的輻射源。目前，允許使用的輻射源有的輻射源。目前，允許使用的輻射源有60Co、137Cs、不

8、超過、不超過10MeV的加速電子；的加速電子；X-射線源，其束能不超過射線源，其束能不超過5MeV。（一）放射性燃料（一）放射性燃料 可采用經(jīng)過核反應(yīng)堆使用后的廢鈾燃料元素。這些廢可采用經(jīng)過核反應(yīng)堆使用后的廢鈾燃料元素。這些廢燃料仍具有強的放射性，可經(jīng)合適屏蔽和封閉來使用。燃料仍具有強的放射性，可經(jīng)合適屏蔽和封閉來使用。（二）電子加速器（二）電子加速器 電子加速器又稱靜電加速器或范德格拉夫加速器，該電子加速器又稱靜電加速器或范德格拉夫加速器，該裝置可產(chǎn)生裝置可產(chǎn)生-粒子或電子。粒子或電子。（三）（三）X-射線源射線源 采用高能電子束轟擊高質(zhì)量的金屬靶（如金靶）時，采用高能電子束轟擊高質(zhì)量的金屬

9、靶（如金靶）時，電子被吸收，其能量的一小部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎滩ㄩL的電磁射線電子被吸收，其能量的一小部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎滩ㄩL的電磁射線（X-射線）。射線）。 三、輻射能量及劑量單位三、輻射能量及劑量單位 （一）輻射能量（一）輻射能量 食品輻射處理，一般是指用有限種類的輻射能進行加食品輻射處理，一般是指用有限種類的輻射能進行加工，統(tǒng)稱為電離輻射。工，統(tǒng)稱為電離輻射。 選用各種電離輻射的依據(jù)：是其穿透力和不在受處理選用各種電離輻射的依據(jù)：是其穿透力和不在受處理的食品中誘發(fā)產(chǎn)生放射性，也不會在食品中產(chǎn)生顯著的熱的食品中誘發(fā)產(chǎn)生放射性，也不會在食品中產(chǎn)生顯著的熱量。所以食品的輻射保藏也稱為冷殺菌食品保藏。量。所以食品的

10、輻射保藏也稱為冷殺菌食品保藏。 （二）輻射的劑量單位（二）輻射的劑量單位1輻射量（輻照量）輻射量（輻照量） 輻射量概念僅用于輻射量概念僅用于X-射線和射線和-輻射光子。輻射光子。 單位：倫琴（單位：倫琴（R）；國際單位：庫）；國際單位：庫/千克（千克（C/kg） 1R=2.5810-4 C/kg 單位時間內(nèi)的照射量稱為照射量率，簡稱輻照率。單位時間內(nèi)的照射量稱為照射量率，簡稱輻照率。2吸收劑量吸收劑量 吸收劑量：在一定范圍內(nèi)的某點處，單位質(zhì)量被輻照吸收劑量：在一定范圍內(nèi)的某點處，單位質(zhì)量被輻照物質(zhì)所吸收的輻射能的量稱為吸收劑量（物質(zhì)所吸收的輻射能的量稱為吸收劑量（D）。國際輻射單）。國際輻射單

11、位和測定委員會把吸收劑量定義為：電離輻射某一體積元位和測定委員會把吸收劑量定義為：電離輻射某一體積元物質(zhì)的平均能量，與該體積元物質(zhì)的質(zhì)量之比。物質(zhì)的平均能量，與該體積元物質(zhì)的質(zhì)量之比。 吸收劑量的單位：戈瑞（吸收劑量的單位：戈瑞（Gy）；拉德（）；拉德（Rad）；）； 1Gy=1J/kg=100Rad 吸收劑量率（吸收劑量率（ ）：是吸收劑量隨時間的變化率。）：是吸收劑量隨時間的變化率。D 注意：食品輻射處理中，為獲得食品所受輻射效應(yīng)的注意：食品輻射處理中，為獲得食品所受輻射效應(yīng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，可信賴的輻射量是吸收劑量。在任何既定的輻照準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，可信賴的輻射量是吸收劑量。在任何既定的輻照條件下，由

12、于不同食品具有不同的輻射吸收性質(zhì)，故必須規(guī)條件下，由于不同食品具有不同的輻射吸收性質(zhì)，故必須規(guī)定被輻照特定食品的吸收劑量，才能有效地促使食品中微生定被輻照特定食品的吸收劑量，才能有效地促使食品中微生物、酶和其他成分發(fā)生變化。物、酶和其他成分發(fā)生變化。（三）劑量的分布及測定方法（三）劑量的分布及測定方法1劑量的分布劑量的分布 在食品輻射中，處于不同位置的食品受到的輻射劑量在食品輻射中，處于不同位置的食品受到的輻射劑量是不同的，為確保輻射效果，國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)都要求最是不同的，為確保輻射效果，國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)都要求最高劑量和最低劑量的比值要小于高劑量和最低劑量的比值要小于2。輻照工廠中把這個比值。

13、輻照工廠中把這個比值定為定為1.7，以確保輻照產(chǎn)品的質(zhì)量。，以確保輻照產(chǎn)品的質(zhì)量。 注意：食品輻射時，除要控制最大劑量和最小劑量之注意：食品輻射時，除要控制最大劑量和最小劑量之外，還有一個重要因素外，還有一個重要因素輻照的劑量率。高劑量率可縮輻照的劑量率。高劑量率可縮短照射的時間，因此減少對食品本身傷害，從而提高產(chǎn)品短照射的時間，因此減少對食品本身傷害，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)。的品質(zhì)。2劑量的測定方法劑量的測定方法 一般采用量熱劑進行測量，它是根據(jù)吸收體的熱性一般采用量熱劑進行測量，它是根據(jù)吸收體的熱性能，測量物質(zhì)中射線消散的總能量或能量消散速率。能，測量物質(zhì)中射線消散的總能量或能量消散速率。 第

14、三節(jié)第三節(jié) 輻射引發(fā)的食品化學(xué)和生物化學(xué)效應(yīng)輻射引發(fā)的食品化學(xué)和生物化學(xué)效應(yīng) 物質(zhì)受到輻射時發(fā)生變化的過程：物質(zhì)受到輻射時發(fā)生變化的過程： （1）吸收輻射能；）吸收輻射能； （2）發(fā)生一系列輻射性化學(xué)變化；）發(fā)生一系列輻射性化學(xué)變化； （3）發(fā)生一系列生物化學(xué)性變化；）發(fā)生一系列生物化學(xué)性變化； （4）細(xì)胞或個體死亡或出現(xiàn)遺傳變異等生物效應(yīng)，劑）細(xì)胞或個體死亡或出現(xiàn)遺傳變異等生物效應(yīng)，劑量小時，輻射損傷可得到恢復(fù)。量小時，輻射損傷可得到恢復(fù)。 一、食品的輻射化學(xué)效應(yīng)一、食品的輻射化學(xué)效應(yīng) （一）直接作用（一）直接作用 生物學(xué)家提出了射線與基質(zhì)直接碰撞的靶理論，認(rèn)為生物學(xué)家提出了射線與基質(zhì)直接碰

15、撞的靶理論，認(rèn)為輻照作用主要是由于這種直接碰撞引起的。輻照作用主要是由于這種直接碰撞引起的。（二）間接作用（二）間接作用 水受到輻射后可產(chǎn)生氫和過氧化氫，并形成水合電子水受到輻射后可產(chǎn)生氫和過氧化氫，并形成水合電子（還原劑）、氫氧基（氧化劑）、氫基（氧化劑或還原劑）（還原劑）、氫氧基（氧化劑）、氫基（氧化劑或還原劑）三種中間產(chǎn)物。從而導(dǎo)致一系列氧化還原反應(yīng)。三種中間產(chǎn)物。從而導(dǎo)致一系列氧化還原反應(yīng)。約束間接作用的途徑：約束間接作用的途徑： 1在凍結(jié)狀態(tài)下輻射，可減少游離基的產(chǎn)生量，并阻在凍結(jié)狀態(tài)下輻射，可減少游離基的產(chǎn)生量，并阻止游離基的擴散和移動，降低游離基與食品組分的接觸幾率。止游離基的擴

16、散和移動，降低游離基與食品組分的接觸幾率。 2在真空中或惰性氣體環(huán)境中輻射，以減少水生成氫在真空中或惰性氣體環(huán)境中輻射，以減少水生成氫和過氧化氫的反應(yīng)。但該方法會降低輻射處理的效果。和過氧化氫的反應(yīng)。但該方法會降低輻射處理的效果。 3添加游離基的接受體（如添加游離基的接受體（如Vc），消耗游離基，從而），消耗游離基，從而減少游離基對食品的損傷。但該方法會降低輻射對微生物和減少游離基對食品的損傷。但該方法會降低輻射對微生物和酶的作用。酶的作用。 （三）輻射對食品成分的影響（三）輻射對食品成分的影響1氨基酸和蛋白質(zhì)氨基酸和蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，導(dǎo)致分子變性，發(fā)生凝聚、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會發(fā)生改

17、變，導(dǎo)致分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。粘度下降和溶解度降低等變化。 不同的氨基酸也會發(fā)生相應(yīng)的變化，其中含有巰基或不同的氨基酸也會發(fā)生相應(yīng)的變化，其中含有巰基或二硫基的氨基酸或蛋白質(zhì)的敏感性極強。二硫基的氨基酸或蛋白質(zhì)的敏感性極強。2酶酶 （1）水存在時，輻射處理更容易導(dǎo)致酶失活；）水存在時，輻射處理更容易導(dǎo)致酶失活； （2）適當(dāng)提高溫度（）適當(dāng)提高溫度（-10）有利于酶的失活；）有利于酶的失活； （3）輻射對酶活的降低作用因酶的種類不同而有所差）輻射對酶活的降低作用因酶的種類不同而有所差異。異。 3碳水化合物碳水化合物 （1）低分子糖類受到輻射時，隨著輻射劑量的增加，）低分

18、子糖類受到輻射時，隨著輻射劑量的增加，都會出現(xiàn)旋光度降低、褐變、還原性和吸收光譜的變化，都會出現(xiàn)旋光度降低、褐變、還原性和吸收光譜的變化，并可產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等物質(zhì)。并可產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等物質(zhì)。 （2）高分子糖經(jīng)輻射后會發(fā)生熔點降低、旋光度降低、）高分子糖經(jīng)輻射后會發(fā)生熔點降低、旋光度降低、吸收光譜變化、褐變、結(jié)構(gòu)變化等現(xiàn)象。吸收光譜變化、褐變、結(jié)構(gòu)變化等現(xiàn)象。4脂類脂類 輻射對脂類所產(chǎn)生的影響可分為三個方面：輻射對脂類所產(chǎn)生的影響可分為三個方面： （1）整個理化性質(zhì)發(fā)生變化；）整個理化性質(zhì)發(fā)生變化； （2）受輻射感應(yīng)而發(fā)生自動氧化變化；）受輻射感應(yīng)而發(fā)生自

19、動氧化變化； （3）發(fā)生非自動氧化性的輻射分解。）發(fā)生非自動氧化性的輻射分解。5維生素維生素 （1）脂溶性維生素中）脂溶性維生素中VE的輻射敏感性最強；的輻射敏感性最強； （2）水溶性維生素中）水溶性維生素中VB1、Vc對輻射最不穩(wěn)定；對輻射最不穩(wěn)定； （3）維生素的輻射穩(wěn)定性與輻射時食品組成、氣相條）維生素的輻射穩(wěn)定性與輻射時食品組成、氣相條件、溫度及其他環(huán)境因素有關(guān)；件、溫度及其他環(huán)境因素有關(guān)； （4）食品中的維生素比單純?nèi)芤褐械木S生素穩(wěn)定性強。）食品中的維生素比單純?nèi)芤褐械木S生素穩(wěn)定性強。二、食品的輻射生物學(xué)效應(yīng)二、食品的輻射生物學(xué)效應(yīng)(一一)微生物微生物1直接作用直接作用 靶學(xué)說（靶學(xué)

20、說（target-theory）：電離輻射離子貫穿或貼近穿）：電離輻射離子貫穿或貼近穿入微生物細(xì)胞的敏感部分（入微生物細(xì)胞的敏感部分（DNA）而使之死亡。）而使之死亡。 輻射一方面可使輻射一方面可使DNA的堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂，另一的堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂，另一方面使糖和磷酸的結(jié)合部位破壞，即方面使糖和磷酸的結(jié)合部位破壞，即DNA的主鏈斷裂。其中的主鏈斷裂。其中后者的破壞性更大。后者的破壞性更大。2間接作用間接作用 彌散學(xué)說（間接作用學(xué)說）：輻射使細(xì)胞內(nèi)各種物彌散學(xué)說（間接作用學(xué)說）：輻射使細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)，尤其是細(xì)胞內(nèi)外大量存在的水分子生成游離基，使質(zhì)，尤其是細(xì)胞內(nèi)外大量存在的水分子生成游離

21、基，使細(xì)胞內(nèi)正常的氧化細(xì)胞內(nèi)正常的氧化還原反應(yīng)體系遭到破壞，而引起死還原反應(yīng)體系遭到破壞，而引起死亡。亡。 （二）昆蟲（二）昆蟲 輻射對昆蟲有三種作用后果：輻射對昆蟲有三種作用后果：1立即死亡立即死亡 立即致死量：昆蟲受到輻射后立即死亡所需要的劑量為立即致死量：昆蟲受到輻射后立即死亡所需要的劑量為立即致死量。立即致死量。 這種劑量具有殺蟲迅速的優(yōu)點，但費用很高。這種劑量具有殺蟲迅速的優(yōu)點，但費用很高。2緩期致死緩期致死 緩期致死劑量：昆蟲受到輻射后要經(jīng)過一個星期以上的緩期致死劑量：昆蟲受到輻射后要經(jīng)過一個星期以上的潛伏期才能大量死亡所需要的劑量為緩期致死劑量。潛伏期才能大量死亡所需要的劑量為緩

22、期致死劑量。3不孕不孕 不孕劑量：昆蟲受到射線照射后，喪失生殖能力，產(chǎn)生不孕劑量：昆蟲受到射線照射后，喪失生殖能力，產(chǎn)生不孕現(xiàn)象所需的劑量為不孕劑量。不孕現(xiàn)象所需的劑量為不孕劑量。 用不孕劑量不僅可以降低照射費用，而且可以避免高用不孕劑量不僅可以降低照射費用，而且可以避免高劑量照射對食品引起的不良影響。劑量照射對食品引起的不良影響。 （三）植物（三）植物 輻射在植物性食品上的應(yīng)用主要是：抑制塊莖、鱗莖類發(fā)輻射在植物性食品上的應(yīng)用主要是：抑制塊莖、鱗莖類發(fā)芽，推遲蘑菇破膜開傘，調(diào)節(jié)后熟和衰老。芽，推遲蘑菇破膜開傘，調(diào)節(jié)后熟和衰老。1抑制發(fā)芽抑制發(fā)芽 原因：原因：（1）核酸和核苷酸的代謝被破壞，分

23、生組織受到傷害變質(zhì)。）核酸和核苷酸的代謝被破壞，分生組織受到傷害變質(zhì)。（2）核蛋白發(fā)生變性。）核蛋白發(fā)生變性。（3）植物激素代謝與抑制發(fā)芽的關(guān)系尚不明確。）植物激素代謝與抑制發(fā)芽的關(guān)系尚不明確。2調(diào)節(jié)呼吸和后熟調(diào)節(jié)呼吸和后熟（1）對呼吸躍變型果實，經(jīng)適當(dāng)劑量的輻射后，一般會表）對呼吸躍變型果實，經(jīng)適當(dāng)劑量的輻射后，一般會表現(xiàn)為后熟被抑制、呼吸躍變后延、葉綠素分解減慢?，F(xiàn)為后熟被抑制、呼吸躍變后延、葉綠素分解減慢。 原因：原因： “修復(fù)反應(yīng)修復(fù)反應(yīng)”：認(rèn)為輻射使果蔬受到傷害，要修復(fù)這些傷：認(rèn)為輻射使果蔬受到傷害，要修復(fù)這些傷害需要一定的時間，因而使后熟推遲。害需要一定的時間，因而使后熟推遲。（2

24、）對非呼吸躍變型的果實，經(jīng)輻射后，反而會促進成熟。）對非呼吸躍變型的果實，經(jīng)輻射后，反而會促進成熟。3輻射與乙烯代謝輻射與乙烯代謝 （1）不論是呼吸躍變型果實，還是非呼吸躍變型果實，）不論是呼吸躍變型果實，還是非呼吸躍變型果實，輻射都會對乙烯的產(chǎn)量有瞬時性的促進，從而使呼吸增強。輻射都會對乙烯的產(chǎn)量有瞬時性的促進，從而使呼吸增強。但這只是瞬時的，短暫的，很快就會恢復(fù)。但這只是瞬時的，短暫的，很快就會恢復(fù)。 （2）呼吸躍變型果實經(jīng)適當(dāng)劑量輻射后，會抑制內(nèi)源乙）呼吸躍變型果實經(jīng)適當(dāng)劑量輻射后，會抑制內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生。（這是造成后熟推遲的原因之一）烯的產(chǎn)生。（這是造成后熟推遲的原因之一）4輻射與組織褐

25、變輻射與組織褐變 組織褐變是輻射傷害最明顯、最早表現(xiàn)的癥狀，它是組織褐變是輻射傷害最明顯、最早表現(xiàn)的癥狀，它是酶褐變，酚類物質(zhì)在氧化酶催化下的結(jié)果。酶褐變，酚類物質(zhì)在氧化酶催化下的結(jié)果。 第四節(jié)第四節(jié) 輻射在食品保藏中的應(yīng)用輻射在食品保藏中的應(yīng)用 一、應(yīng)用于食品上的輻射類型一、應(yīng)用于食品上的輻射類型 （一）輻射阿氏殺菌（一）輻射阿氏殺菌 輻射阿氏殺菌又稱商業(yè)性殺菌，所使用的輻射劑量可以使輻射阿氏殺菌又稱商業(yè)性殺菌，所使用的輻射劑量可以使食品中的微生物數(shù)量減少到零或有限個數(shù)。劑量范圍為：食品中的微生物數(shù)量減少到零或有限個數(shù)。劑量范圍為：10-50kGy。（二）輻射巴氏殺菌（二）輻射巴氏殺菌 此殺

26、菌方法只殺滅無芽孢病原細(xì)菌（除病毒外）。劑量范此殺菌方法只殺滅無芽孢病原細(xì)菌（除病毒外）。劑量范圍：圍：5-10kGy。（三）輻射耐貯殺菌（三）輻射耐貯殺菌 這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，延長新鮮食品的后熟期及保藏期。劑量范圍：數(shù)，延長新鮮食品的后熟期及保藏期。劑量范圍：5kGy以下。以下。 二、確定輻射劑量的決定因素二、確定輻射劑量的決定因素 （一）食品的耐輻射性（一）食品的耐輻射性 食品的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)在品質(zhì)被認(rèn)為受到損壞之前，食品的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)在品質(zhì)被認(rèn)為受到損壞之前，所能接受的變化程度很不相同，因而，可

27、根據(jù)品質(zhì)的可接受所能接受的變化程度很不相同，因而，可根據(jù)品質(zhì)的可接受性來確定輻射劑量的上限。性來確定輻射劑量的上限。（二）微生物的耐輻射性（二）微生物的耐輻射性 食品中最能耐受輻射處理的微生物為肉毒梭狀芽孢桿食品中最能耐受輻射處理的微生物為肉毒梭狀芽孢桿菌。菌。 DM值：指能減少值：指能減少90%菌群的輻射劑量。菌群的輻射劑量。12DM可以提供可以提供廣泛范圍的安全性。廣泛范圍的安全性。 鈍化系數(shù)（鈍化系數(shù)（inactivation factor）：表示受到一定劑量）：表示受到一定劑量照射后存活菌數(shù)減少至照射后存活菌數(shù)減少至1個時的原菌數(shù)的值。個時的原菌數(shù)的值。DM值的計算方法：值的計算方法：

28、 法法1：由存活曲線求出；：由存活曲線求出； 法法2：由公式求出：由公式求出： N0：原發(fā)菌數(shù)；：原發(fā)菌數(shù)；N：經(jīng)：經(jīng)Di照射后的存活菌數(shù)。照射后的存活菌數(shù)。NNDDiMlglg0（三）酶的耐輻射性（三）酶的耐輻射性 酶比微生物更能耐受電離輻射。酶比微生物更能耐受電離輻射。 酶分解單位（酶分解單位（DE）：酶活性降低）：酶活性降低90%的輻射劑量的變的輻射劑量的變化稱為酶分解單位，用化稱為酶分解單位，用DE表示。表示。 由于破壞酶所需的輻射劑量很高，在安全的輻射劑量由于破壞酶所需的輻射劑量很高，在安全的輻射劑量內(nèi)對酶的破壞是有限的，所以，輻射處理時，常用加熱的內(nèi)對酶的破壞是有限的，所以，輻射處

29、理時，常用加熱的方法來達(dá)到滅酶的效果。方法來達(dá)到滅酶的效果。（四）輻射費用（四）輻射費用 高劑量會增加輻射費用。高劑量會增加輻射費用。 三、食品輻射保藏的工藝三、食品輻射保藏的工藝 食品輻射的工藝流程：食品輻射的工藝流程：采收或制備采收或制備預(yù)處理包裝預(yù)處理包裝運輸運輸輻照輻照后處理貯存后處理貯存 品質(zhì)檢查品質(zhì)檢查 劑量控制劑量控制 品質(zhì)檢查品質(zhì)檢查 （一）食品的品質(zhì)與輻照效果（一）食品的品質(zhì)與輻照效果 輻射食品的品質(zhì)受輻射前食品品質(zhì)的影響，因此，必須輻射食品的品質(zhì)受輻射前食品品質(zhì)的影響，因此，必須保證食品輻射前的品質(zhì)。保證食品輻射前的品質(zhì)。（二）輻照食品的包裝（二）輻照食品的包裝 1高劑量的

30、輻射會使金屬包裝受到損壞。高劑量的輻射會使金屬包裝受到損壞。 2輻射處理會使塑料包裝的食品產(chǎn)生異味。輻射處理會使塑料包裝的食品產(chǎn)生異味。 3金屬箔和各種復(fù)合包裝材料可承受高劑量照射。金屬箔和各種復(fù)合包裝材料可承受高劑量照射。 4低劑量條件下，玻璃紙、人造纖維、聚乙烯膜、聚氯低劑量條件下，玻璃紙、人造纖維、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、尼龍、復(fù)合薄膜、玻璃容器及金屬容器均可使用。乙烯膜、尼龍、復(fù)合薄膜、玻璃容器及金屬容器均可使用。（三）輻照時期（三）輻照時期 輻照時期的選擇應(yīng)根據(jù)輻照處理的目的。輻照時期的選擇應(yīng)根據(jù)輻照處理的目的。 1一般，產(chǎn)品收獲或加工后要盡可能快的輻照。放置一般，產(chǎn)品收獲或加工后要盡

31、可能快的輻照。放置時間越長，輻照效果越差。時間越長，輻照效果越差。 2為延長休眠期、抑制發(fā)芽，在生理休眠期結(jié)束前輻為延長休眠期、抑制發(fā)芽，在生理休眠期結(jié)束前輻射的效果好。如，對躍變型果實，應(yīng)在呼吸躍變前進行，而射的效果好。如，對躍變型果實，應(yīng)在呼吸躍變前進行，而不是剛采收后。不是剛采收后。 3馬鈴薯在采后一個月，傷呼吸完成，進入休眠期時馬鈴薯在采后一個月，傷呼吸完成，進入休眠期時進行。進行。 4洋蔥在休眠期照射比休眠期結(jié)束后照射引起的褐變洋蔥在休眠期照射比休眠期結(jié)束后照射引起的褐變程度低，故應(yīng)在采收后盡快照射。程度低，故應(yīng)在采收后盡快照射。（四）影響食品輻照的因素（四）影響食品輻照的因素1溫度

32、溫度（1）常溫下輻射，溫度對殺菌效果的影響不大。）常溫下輻射，溫度對殺菌效果的影響不大。（2）在）在0以下的低溫下進行輻射，溫度對輻射殺菌的影響以下的低溫下進行輻射，溫度對輻射殺菌的影響結(jié)果表現(xiàn)不一，要視菌的種類而定。結(jié)果表現(xiàn)不一，要視菌的種類而定。（3）冰點以下進行輻射時，輻射不產(chǎn)生間接作用或間接作）冰點以下進行輻射時，輻射不產(chǎn)生間接作用或間接作用不顯著，因此，微生物的抗輻射作用增強。但凍結(jié)工藝控用不顯著，因此，微生物的抗輻射作用增強。但凍結(jié)工藝控制不當(dāng)時，由于細(xì)胞膜受到損傷，微生物對輻射的敏感性也制不當(dāng)時，由于細(xì)胞膜受到損傷，微生物對輻射的敏感性也會增強。會增強。（4）高劑量照射肉類食品會

33、產(chǎn)生）高劑量照射肉類食品會產(chǎn)生“輻射味輻射味”，因此，常在，因此，常在低溫下進行，以減少游離基的活性，從而減少低溫下進行，以減少游離基的活性，從而減少“輻射味輻射味”。（5）輻射后加熱比輻射前加熱的滅酶效果強。）輻射后加熱比輻射前加熱的滅酶效果強。 2氧的含量氧的含量 輻射時是否需要氧，要根據(jù)輻射處理對象、性狀、處理的輻射時是否需要氧，要根據(jù)輻射處理對象、性狀、處理的目的和貯存環(huán)境條件等加以綜合考慮。目的和貯存環(huán)境條件等加以綜合考慮。（1）輻射可使空氣中的氧電離，形成臭氧，因此，高蛋白質(zhì)）輻射可使空氣中的氧電離，形成臭氧，因此，高蛋白質(zhì)和脂肪含量的食品應(yīng)采用真空包裝或真空充氮包裝，以減少和脂肪

34、含量的食品應(yīng)采用真空包裝或真空充氮包裝，以減少臭氧對蛋白質(zhì)和脂肪的氧化作用。臭氧對蛋白質(zhì)和脂肪的氧化作用。（2）真空包裝或真空充氮包裝可減少果蔬類食品的二次污染，）真空包裝或真空充氮包裝可減少果蔬類食品的二次污染，并可使后熟減慢。并可使后熟減慢。（3）有氧存在時，輻射的殺菌作用增強。）有氧存在時，輻射的殺菌作用增強。3含水量含水量 干燥狀態(tài)下輻射處理，生成的游離基因失去了水的干燥狀態(tài)下輻射處理，生成的游離基因失去了水的連續(xù)相而變得不能移動，游離基等的輻射間接作用就會連續(xù)相而變得不能移動，游離基等的輻射間接作用就會隨之降低，因而，輻射作用顯著減弱。隨之降低，因而，輻射作用顯著減弱。 （五）分段照

35、射（重復(fù)照射）（五）分段照射（重復(fù)照射） 把一定的劑量分次作用于微生物，不影響其殺菌效果。把一定的劑量分次作用于微生物，不影響其殺菌效果。 兩種觀點：兩種觀點： 觀點一：任何重復(fù)照射都要避免。觀點一：任何重復(fù)照射都要避免。 觀點二：（觀點二：（1）輻解產(chǎn)物的濃度（經(jīng)輻照引起食品成分發(fā)）輻解產(chǎn)物的濃度（經(jīng)輻照引起食品成分發(fā)生分解的量）是劑量的線性函數(shù)；（生分解的量）是劑量的線性函數(shù)；（2）輻射后的一些輻解）輻射后的一些輻解產(chǎn)物的濃度大量地和迅速的減少；（產(chǎn)物的濃度大量地和迅速的減少；（3）根據(jù)毒理學(xué)和其他）根據(jù)毒理學(xué)和其他研究，在總平均劑量內(nèi)重復(fù)輻照不會有害，不產(chǎn)生對營養(yǎng)研究，在總平均劑量內(nèi)重復(fù)

36、輻照不會有害，不產(chǎn)生對營養(yǎng)和工藝性能的顯著損害的情況下，可以進行重復(fù)輻照。和工藝性能的顯著損害的情況下，可以進行重復(fù)輻照。下列情況的食品可進行重復(fù)輻射：下列情況的食品可進行重復(fù)輻射：（1）要求是水分含量低的食品；）要求是水分含量低的食品；（2）受輻照加工的食品中有受過低劑量處理的食品；）受輻照加工的食品中有受過低劑量處理的食品；（3）要輻照的食品中含有少量輻射過的調(diào)味料。）要輻照的食品中含有少量輻射過的調(diào)味料。 （六）輻照時食品添加劑的應(yīng)用（六）輻照時食品添加劑的應(yīng)用1輻射前添加抗氧化劑可防止輻射對食品的氧化，保護某輻射前添加抗氧化劑可防止輻射對食品的氧化，保護某此成分不受破壞。此成分不受破壞

37、。2添加添加“敏化劑敏化劑”可以降低輻射時的殺蟲、滅菌劑量，加可以降低輻射時的殺蟲、滅菌劑量，加強殺蟲滅菌的效果，提高輻射處理的效率。這類強殺蟲滅菌的效果，提高輻射處理的效率。這類“敏化劑敏化劑”有：維生素有：維生素K5、兒茶酚、氯化鈉等。、兒茶酚、氯化鈉等。（七）輻射傷害和輻射味（七）輻射傷害和輻射味 所有果品、蔬菜經(jīng)射線輻射后都可能產(chǎn)生生理損傷，主所有果品、蔬菜經(jīng)射線輻射后都可能產(chǎn)生生理損傷，主要表現(xiàn)為變色、抵抗性下降、細(xì)胞死亡。而輻射味隨食品要表現(xiàn)為變色、抵抗性下降、細(xì)胞死亡。而輻射味隨食品的種類、品種不同而異。輻射傷害和輻射味基本上都是電的種類、品種不同而異。輻射傷害和輻射味基本上都是

38、電離和氧化效應(yīng)引起的。離和氧化效應(yīng)引起的。減輕或防止輻射損傷和輻射味的方法：減輕或防止輻射損傷和輻射味的方法：（1）盡可能降低輻射時的環(huán)境溫度，輻射后也采用低溫貯）盡可能降低輻射時的環(huán)境溫度，輻射后也采用低溫貯藏。藏。（2）照射時排除輻射源產(chǎn)生的臭氧。）照射時排除輻射源產(chǎn)生的臭氧。（3）產(chǎn)品在輻射時用不透氣薄膜包裝，抽出內(nèi)部空氣或代）產(chǎn)品在輻射時用不透氣薄膜包裝，抽出內(nèi)部空氣或代之以惰性氣體。之以惰性氣體。（4）應(yīng)用抗氧化劑。）應(yīng)用抗氧化劑。（八）工藝條件控制（八）工藝條件控制 輻射處理的控制要以達(dá)到下列要求為基礎(chǔ)：輻射處理的控制要以達(dá)到下列要求為基礎(chǔ)：（1）輻射處理能夠破壞微生物和鈍化酶，但

39、同時有可能破）輻射處理能夠破壞微生物和鈍化酶，但同時有可能破壞食品成分，所以必須注意輻射劑量的控制。壞食品成分，所以必須注意輻射劑量的控制。（2）如果要進行殺菌，輻射劑量必須是能破壞可能存在的）如果要進行殺菌，輻射劑量必須是能破壞可能存在的最能耐受輻射處理的病原菌和腐敗菌，具有實際安全性，最能耐受輻射處理的病原菌和腐敗菌，具有實際安全性，并且能使肉毒梭狀芽孢桿菌的芽孢鈍化的劑量。并且能使肉毒梭狀芽孢桿菌的芽孢鈍化的劑量。（3）食品輻射進重要的不在于輻射源的強度，而在于食品）食品輻射進重要的不在于輻射源的強度，而在于食品吸收的輻射量。因此食品在輻射通道內(nèi)的時間越長，所吸吸收的輻射量。因此食品在輻射通道內(nèi)的時間越長，所吸收的輻射劑量越多。收的輻射劑量越多。（4）輻射源應(yīng)能抵達(dá)容器內(nèi)（包裝）食品的每一點。）輻射源應(yīng)能抵達(dá)容器內(nèi)（包裝）食品的每一點。即，必須通過均勻的輻射遍及整個食品物料，以確保有即，必須通過均勻的輻射遍及整個食品物料，以確保有足夠的殺菌劑量。足夠的殺菌劑量。（5）采用輻射劑量計來檢測輻射過程中過度輻射或輻）采用輻射劑量計來檢測輻射過程中過度輻射或輻射不足的問題。射不足的問題。（九）輻照食品的貯存（九）輻照食品的貯存 輻照食品的貯存條件，尤其是溫度，不同程度地影輻照食品的貯存條件，尤其是溫度，不同程度地影