食品加工与保藏原理食品的辐射保藏
食品工艺学之食品的辐射保藏概论
食品工艺学之食品的辐射保藏概论概述食品的辐射保藏是一种常见的食品加工方法。
它利用辐射技术，通过破坏食品中的微生物DNA和结构，达到杀死或抑制微生物繁殖的目的，从而延长食品的保质期和保鲜期。
辐射保藏可以广泛应用于各种食品，如肉类、水果、蔬菜、乳制品等，对改善食品的安全性和品质具有重要意义。
辐射保藏的原理辐射保藏主要利用电离辐射（如X射线和γ射线）和非电离辐射（如紫外线）对食品中的微生物进行杀灭或抑制。
辐射与微生物相互作用后，会破坏微生物的DNA，使其失去生物活性，从而起到杀菌和抑制微生物繁殖的效果。
辐射对食品的微生物具有较高的穿透力，能够深入到食品的内部，对食品中的微生物进行全面杀灭。
与传统的热处理方法相比，辐射保藏不会对食品的质地和营养成分产生明显的影响，可以更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
辐射保藏的优点1.高效杀菌：辐射能够对食品中的微生物进行全面杀灭，包括细菌、病毒、霉菌等。
相比传统的热处理方法，辐射保藏对微生物的杀灭效果更为彻底。
2.保持食品品质：辐射保藏对食品的质地和营养成分影响较小，能够更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
3.延长保质期：辐射可以延缓食品中微生物的生长和繁殖，从而延长食品的保质期和保鲜期。
这对于长途运输和远超市场销售的食品非常重要。
4.环保节能：辐射保藏过程无需添加任何化学药剂，不会产生废水、废气和废渣，对环境污染小，并且能够节约能源。
辐射保藏的应用辐射保藏在食品工业中有广泛的应用。
以下是几个常见的例子：1.肉类：辐照杀菌可以有效地延长肉类产品的保质期，防止细菌污染和变质。
此外，辐射还可以用于肉类产品的除臭和除味处理，提高产品的口感和品质。
2.水果和蔬菜：辐射保藏可以杀灭水果和蔬菜中的细菌和霉菌，延长其保鲜期。
此外，辐射还可以延缓水果和蔬菜的成熟和腐烂过程，提高产品的储存和运输能力。
3.乳制品：辐射可用于乳制品中的杀菌和消毒，杀灭乳制品中的致病菌和有害微生物。
这可以提高乳制品的安全性和卫生质量。
食品辐射保藏
食品辐射保藏第一节食品辐射保藏概述食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对肉类制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。
主要应用：香辛料杀菌、如方便面汤料包，抑制马铃薯、洋葱等发芽，干制品、如核桃、药材杀菌杀虫。
有时能解决常规方法难以解决的包保藏问题。
一、辐射保藏的优越性（一般了解）1食品在受辐射过程中温度升高甚微。
因此，被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味等方面与新鲜食品差别不大，特别适合于不宜采用其它保藏方法的食品。
2射线穿透力强。
在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，也节省了包装材料，避免再污染。
3射线处理过的食品不会留下任何残留物。
与化学处理相比是一大特点。
4节省能源：据76年国际原子能机构（IAEA）通报的估计，食品采用冷藏需消耗能量为90千瓦时/T，巴氏消毒230千瓦时/T，热力杀菌300千瓦时/T，脱水处理（干燥）700千瓦时/T，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴氏消毒0.76千瓦时/T。
5适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。
多种体积的食品；不同状态，固体、液体。
6加工效率高、整个工序可连续化、自动化。
液态食品管道输送，更加方便。
二、国内外发展简况（一般了解）1895年伦琴发现X-射线后，Mink于1896年就提出X-射线的杀菌作用。
二次大战期间，美国麻省理工学院的罗克多尔将射线处理汉堡包，揭开了辐射保藏食品研究的序幕。
50年代起北美、欧洲、日本等30多个国家先后投入大量的费用进行研究；60年代一些第三世界国家也加入该行列，目前从事这方面研究的有50-60个国家。
国际原子能组织（IAEA）、联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）等的支持和组织下，进行了种种国际协作研究。
到1976年25种辐射处理食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准，允许供作为商品供一般使用。
食品加工工艺基础名词解释05级
食品加工与保藏原理基本概念 (1)食品加工、制造的主要原料特性 (1)食品的低温保藏技术 (4)食品的罐藏技术 (5)食品的干制保藏技术 (8)食品的辐射保藏 (9)食品的腌制保藏技术 (10)食品加工与保藏原理基本概念1、食物:是指一切天然存在可以直接食用或经初级加工可供食用的物质。
2、食品:是指经过加工和处理，作为商品可供流通的食物的总称。
3、食品工业:是指有一定生产规模，相当的动力和设备，采用科学生产和管理方法，生产商品化食品及其它工业产物的体系。
4、食品工程:运用食品科学的相关知识、原理和技术手段在社会、时间、经济等限制范围内去建立食品工业体系与满足社会某种需求的过程5、食品加工:现代食品加工是指对可食资源的技术处理，以保持和提高可食性和利用价值，开发适合人类需求的各类食品和工业产物的全过程。
6、食品保藏广义：防止食品腐败变质的一切措施。
狭义：防止微生物的作用而不会使食品腐败变质的直接措施。
7、食品保鲜:保持食品原有鲜度的措施。
8、食品的特性感官品质：食品的外观、质地和风味；营养价值：营养素的种类、比例、消化吸收程度；安全与卫生质量：符合食品卫生标准的程度；方便性与耐贮藏性9.食品的变质:食品的腐败变质是指食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。
食品加工、制造的主要原料特性1、基础原料：是指食品加工、制造中基本的、大宗使用的农业产品，通常构成某一食品主体特征的主要材料。
按习惯常划分为果蔬类，畜禽肉类，水产类，乳、蛋类，粮食类等。
2、初加工产品原料：在食品工业中它既是加工产品，具有严格的产品质量标准，又是原料，在食品加工制造过程具有重要的功能，主要指糖类、面粉、淀粉、蛋白粉、油脂等。
3、辅助原料：是指以赋予食品风味为主，且使用量较少的一类食品原料，包括调味料、香辛料等。
4、食品添加剂：是指为改善食品品质、色、香、味以及防腐和加工工艺的需要加入食品中的化学合成物质或天然物质。
食品工艺学-食品辐射保藏(全)
射杀死食品内除病毒以外的各种致病菌，如 沙门氏菌、大肠杆菌、志贺氏菌、李斯特菌、 副溶血性弧菌等等。（杀死致病菌） 辐射灭菌是指采用较高的辐照剂量，杀灭食 品中全部的微生物，达到细菌总数、致病菌 为零。这种辐照产品在没有污染的条件下可 以长期保存不会腐败。（杀死全部微生物）
（3）抑制发芽
利用一定的辐照剂量使一些块根植物，如大
中主要有以下几个方面： （1）辐照杀虫，可以分成： 杀灭危害粮食、干燥食品、中草药等的仓储 害虫，如玉米象、豆象、螨等等； 杀死进出口食品和其他产品中的有害昆虫， 如不同类型的果蝇、实蝇、线虫等等和未加 工食品肉和鱼等体内的寄生虫，如囊虫、绦 虫、旋毛虫等等。
（2）辐照杀菌
根据杀菌的目的分成三类：选择性杀菌，针对
原子电离而损失能量，所以它穿透物质的能力很小，易为薄
层物质（如一片纸）所阻挡；
β射线
本质是高速电子流
能量可达几兆电子伏特(MVe)以上。 穿透物质的本领比α射线强得多. 可由放射性同位素产生 也可由电子加速器产生
γ射线
是波长非常短（波长0.001～1.000nm）的电磁波束（或称
贝克Bq ，每秒中有一个原子核衰变为1贝克。 居里Ci，1Ci=3.7×1010Bq
α、β、γ等射线辐射的结果能使被辐射（辐照） 物质产生电离作用，因此常称为电离辐射。
二、辐照量单位与剂量测量
（一）放射性强度 （二）照射量
（三）吸收剂量
（一）放射性强度
放射性强度，也称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。单位
第一节 概述 二、食品辐照技术的特点
2、缺点：
①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。 因此不适用于所有的食品，要有选择性地应用。
食品加工与保藏的基本原理
食品加工与保藏的基本原理食品加工是通过改变食材的物理、化学和生物特性，进行加工处理，以达到改善食品品质的目的。
食品保藏是指采取一系列措施，以保持食品的新鲜度、营养价值和风味，防止食品腐败和变质。
一、食品加工的基本原理1. 热处理：通过加热食物可以杀灭细菌、酵母菌和霉菌，延缓食品腐败。
常见的热处理方法有煮沸、蒸煮、烘烤、高温灭菌等。
2. 冷冻：将食物置于低温环境下，通过冷冻的方式延缓食品腐败。
在低温下，微生物的活动减缓，食物中的水分结冰，细胞代谢减缓，从而达到保鲜的效果。
3. 干燥：通过蒸发食物中的水分，使微生物无法繁殖，达到延缓食品腐败的目的。
常见的干燥方法有太阳晒干、风干、冷冻干燥、真空干燥等。
4. 盐腌：将食物浸泡在高浓度的盐水中，通过渗透压的作用，使微生物无法生长繁殖，达到保鲜的效果。
盐腌还可以改变食物的口感和香味。
5. 酸处理：通过加入酸性物质，使食物处于酸性环境中，抑制微生物的生长。
常见的酸处理方法有酸浸、酸煮、酸渍等。
6. 糖浸：将食物浸泡在高浓度的糖液中，通过渗透压的作用，使微生物无法生长繁殖，达到保鲜的效果。
糖浸还可以增加食物的甜度和口感。
7. 辐射处理：利用电离辐射或非电离辐射杀灭微生物和昆虫，达到食品保藏的目的。
常见的辐射处理方法有γ射线辐照和电子束辐照。
二、食品保藏的基本原理1. 温度控制：降低食品的温度可以减缓微生物的生长速度，延缓食品腐败。
一般来说，低温可以使细菌、酵母菌和霉菌的生长速度减慢，但并不能完全杀灭它们。
2. 湿度控制：适当控制食品的湿度可以减少食品的水分蒸发和吸湿，防止食品的变质和霉菌的生长。
不同的食品对湿度的要求不同，需要根据食品的特性进行调控。
3. 氧气控制：许多食物在接触空气中的氧气后会发生氧化反应，导致食品的质量下降。
通过降低食品接触氧气的程度，可以延缓食品的氧化速度，延长食品的保质期。
4. 光照控制：光照对食品中的营养成分和色素有一定的影响。
一些食品对光照敏感，容易发生质量变化。
食品辐射保藏PPT课件
第四章 食品的辐射保藏
第一节
一、概念及特点
辐射保藏特点及进展
食品技术原理
1、概念：辐照保藏技术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、延迟后熟等处理，使食品的 保藏期延长的技术。
2、食品辐照杀菌的特点及意义 ①升温极微，可保持原有的新鲜感官特征； ②射线穿透力强； ③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。
二、食品辐照技术的发展
食品技术原理
2、研究和开发阶段（1950年～1969年）
1953年，美国总统艾森豪威尔向联合国提出和平利 用原子能计划。
1955年，在日内瓦召开了第一届世界和平利用原子 能大会。
1957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。
二、食品辐照技术的发展
食品技术原理
3、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段 （1970年～1988年）
1980年10月27日举行的第四届专门委员会会议作出的 结论是：“用10kGy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低于此剂量辐的各种食品 进行毒性试验。”此结论推动了世界各国对辐照食品 研究的热潮。
1895年，伦琴发现X-射线。 1896年，法国贝可勒尔（H.Becguerel）发现铀的 放射性。 1898年，发现X-射线对病原菌的致死作用。 1899年，证实X-射线对寄生虫有致死作用。 20世纪50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X-射线机和大的辐 射源，研究处于初级阶段，不够深入。
食品的辐照保藏
一般而言，碳水化合物对辐照处理相当稳定，只有在大剂量辐 照处理下，才引起氧化和分解。
低分子糖类在进行辐照时，不论是在固态或液态，随辐照剂量 增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性及吸收光谱变化等现象。
多糖辐照后会发生糖苷键的断裂，淀粉和纤维素被降解成较小 的单元。在低于20kGy的剂量照射下，淀粉粒的结构几乎没有变化， 但直链淀粉、支链淀粉、葡聚糖的分子断裂，碳链长度降低。
图1-4-3 吸收剂量的定义
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第二节 食品辐照保藏的原理
吸收剂量的概念适用于各种电离辐射，包括X射线、γ射 线、α射线、β射线等，也适用于各种介质，包括空气、生 物组织和其他物质。
吸收剂量的国际单位为焦尔/千克（J/kg），国际专用名 称为戈瑞（Gy）。1Gy = 1J/kg，表明1Gy的吸收剂量就等 于1kg的受照物质吸收1J的辐射能量。
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第二节 食品辐照保藏的原理
（一）DNA的辐射损伤
主要包括碱基的损伤、核糖的损伤、核酸的交联等。
（二）微生物的辐射效应
①受辐射前期，微生物的DNA迅速降解，随后减慢。DNA降解程 度取决于辐照量，辐照量越高，降解程度越大。在低剂量范围内，DNA 降解的程度与辐照量几乎呈线性；
②辐照后微生物DNA合成受到干扰抑制，有氧存在时的抑制比无氧 存在时大；
50%死亡。
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第三节 食品辐照保藏的应用
一、食品辐照加工装置 辐照装置主要由辐射源、产品输送系统、安全系
统、控制系统、辐照室及其他辅助设施等组成。 核心是处于辐照室内的辐射源与产品输送系统。
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第三节 食品辐照保藏的应用
（一）γ射线辐照装置
➢ 典型的γ辐照装置的主体是带有很厚水泥墙的辐照室， 主要由辐射源升降系统和产品传输系统组成。
《食 品 保 藏 原 理》第八章 食品的辐射保藏
第三节 影响辐射效果的因素
一、射线的种类 二、辐射剂量 三、辐射温度
四、微生物种类及状态 五、氧气 六、食品组成和结构 七、食品包装材料
1999年的辐照食品量已达86万吨，2002年已超过 10万吨，位居世界首位。我国食品辐照已步入商业 化应用阶段。
四、发展
其他用途
一次性医疗卫生用品的消毒灭菌（医用敷料、纱布、手 套、注射器、手术用医疗器械等）目前约有近30%的包装 型医疗用具是利用射线进行灭菌消毒的。
患了癌症的病人要接受60Co的放射治疗。 手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线是用牛、羊的骨 胶或皮胶制成，手术后缝在体内慢慢被消化吸收，不需要 拆线。不能利用加热的办法来消毒。
第三节 影响辐射效果的因素
三、辐射温度
接近常温条件下，温度变化对射线杀菌效果 没有太大影响。
低温下的辐射可以阻止或减缓辐射分解，有 效防止辐照异味及口味变化，减少营养成分的 损失，提高辐照食品的品质。
第三节 影响辐射效果的因素
四、微生物种类及状态
不同种类、不同状态的微生物对辐射的敏感 性有很大差异。
杀菌： X射线、γ射线、高能电子
第二节 食品辐射保藏的基本原理
二、辐射源
1.放射性同位素 60Co辐射源 137Cs辐射源 2. 电子加速器 电子射线 X射线
第二节 食品辐射保藏的基本原理
二、辐射源
1.放射性同位素
60Co辐射源：自然界不存在，将59Co放在反应堆生成 60Co， 60Co的半衰期5.25年，故可在较长时间内稳定使用。 137Cs辐射源：由核燃料的渣滓中抽提制得。半衰期30年， 但分离麻烦，且安全防护困难，投资高，因此137Cs不如 60Co应用广泛。
7第七章_食品的辐射保藏 - 精讲版
• 激发分子分解产生自由基
• 一部分水化电子与水生成自由基
• 自由基相互反应
二、电离辐射对氨基酸与蛋白质的影响
对氨基酸的影响
在辐照食品加工所用剂量范围内影响很小； 大剂量处理氨基酸发生脱氨基、氧化和脱羧反应； 含硫氨基酸对辐射更敏感，硫成分会被氧化产生
H2S、单质硫或气态硫化物等（异味）； 食品中的氨基酸对辐照的稳定性高于纯溶液中的稳
施（低温、真空、添加游离基受体等）营养价 值降低不大，维生素有损失；
总结
辐照对食品营养成分的影响很小， 许多动物试验已经证实此结论
食品辐照的生物学效应
（一）电离辐射对微生物的作用
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 损伤来自代谢 异常细胞组 织死亡
能源消耗对比
冷藏
90千瓦时/T，
巴氏消毒
230千瓦时/T，
热力杀菌
300千瓦时/T，
脱水处理（干燥） 700千瓦时/T，
辐射杀菌
6.34千瓦时/T，
辐射巴氏消毒
0.76千瓦时/T。
三、辐射量（照射量）及单位
度量X射线或γ射线在空气中电离能力的 物理量
单位: 伦琴（Roentgen，简写R） 库仑/千克（C/kg），国际单位
本书中辐射保藏即是指电离辐射（ υ ＞1018Hz）
第二节 辐射对食品成分的影响
电离辐射引起水分子的变化 辐射对蛋白质与氨基酸的影响 辐射对糖类的影响 辐射对脂类的影响 辐射对维生素的影响
一、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。
第七章 食品的辐照保藏
第一节 概述
食品技术原理-辐射保藏
量计。能直接读出吸收剂量 它根据吸收体的热性能，测量物质中射 线消散的总能量或能量消散速率。
第三节 辐射引发的食品化学和生物化学效应
物质受到放射线照射时所发生的变化大 致有以下几个过程：
吸收辐射能 发生一系列辐射性化学变化 发生一系列生物化学性变化 细胞或个体死亡或出现遗传性变异等生物效 应，剂量小时，辐射损伤得到恢复。
二、食品辐射处理的辐射源 （电离辐射）
(一)放射性燃料
用于食品辐照处理通常采用放射性同位素钴 60（ ）作为辐射源。主要有β- 粒子、γ射线。
(二)电子加速器：β-粒子或电子 (三)X-射线源：(X-射线)
三、辐射原理
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。
低频辐射线（非电离辐射） 高频辐射线（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 分子产生转动或振动而产生热，也可起到加 热杀菌作用。 高频辐射线（电离辐射） 频率较高、能量大，如X-射线，γ-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）。
离子对的形成，游离基，游离基与其他分
子的反应，游离基的重新组合，以及在空 气中辐照食品时由于臭氧和氮的氧化物的 影响，都足以使食品产生化学变化。 其在食品辐射保藏中会产生直接作用和间 接作用。二者均可使微生物和酶钝化
(一)食品的辐射化学效应直接作用
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于这种直接碰撞引起的。 由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及质子 的基本过程有二：
食品辐照保藏知识
食品辐照保藏1辐照保藏的原理食品辐照技术是一种用电离辐射照射的方法来保藏食品,以达到抑制食品发芽、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。
食品在辐照过程中，通过辐射区域时所吸收的能量称为辐照剂量，通常以Gray或kiloGray(kGy)为计量单位(1Gray=0．001 kGy=1J／k曲。
2 辐照保鲜技术的生物效应及机理●利用高能射线的电离能力和强大的穿透能力，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。
●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。
2.1 生物学效应（1）使细胞分子产生辐射诱变，干扰微生物代谢，特别是其中脱氧核糖核酸的合成受影响；（2）破坏微生物细胞内膜，引起微生物酶系统紊乱，导致微生物死亡；（3）水分子受辐射后离子化，形成—H、—OH、—HO2、—H2O2等基团，这些中间产物能在不同途径中参与化学反应，在水基团的作用下，生物活性物质钝化，细胞受损，当损伤达一定程度后，微生物细胞生活机能完全丧失。
2.2 生理学效应通过辐射水平来抑制其后熟期，其机理主要是改变水果体内乙烯的产生率而影响其生理活动。
辐照还可以改变蔬菜的呼吸强度，防止细胞老化，其效果与辐射剂量有关。
同时，也可延滞果蔬种子的萌发。
●电离辐射对微生物的直接作用●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。
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。
细菌:辐照剂量愈高，对细菌的杀灭率愈强。
霉菌和酵母菌:对辐照的敏感性与无芽孢细菌相同。
●电离辐射对虫类的作用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。
寄生虫辐照剂量（猪旋毛虫）3~5kGy致死0.2~.03 kGy抑制生长0.12kGy不育2.3 化学效应表达:用G表示辐照化学效应的强弱。
第七章 食品的辐照保藏03
3、辐射耐贮杀菌（radurization）
主要目的是降低食品中腐败微生物及其 他生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保 藏期。
为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。
2、低分子糖 降解形成辐解产物：低聚糖或单糖的降 解产物有羟基化合物、酸类、过氧化氢， 降解作用还会产生气体，如氢气、二氧化 碳及痕量甲烷、一氧化碳和水等。 降解所形成的新物质——会改变糖类的 某些性质，如辐照能使葡萄糖和果糖的还 原能力下降，但提高了蔗糖、山梨糖醇和 甲基α-吡喃葡萄糖的还原能力。
4、果蔬 辐照对果蔬的影响主要体现为以下几点：
抑制发芽 调节呼吸和后熟 辐射与乙烯代谢 辐射与组织褐变
第四节 辐照对食品品质的影响
一、氨基酸、蛋白质
氨基酸和蛋白质在辐照后会发生一定的 变化，主要是变性，形式有以下几种：
结构变化 交联 降解
二、糖类 1、多糖
聚合度和粘度下降辐照会引起多糖链的 断裂从而引起聚合度和黏度变化。生成糊 精碎片等：辐照小麦淀粉：葡萄糖、麦芽 糖、麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖。
目前已知的中间产物主要有三种：水化 电子（e水化）、羟基自由基（OH· ）、氢原 子自由基（H· ）。
3、约束间接作用的途径
冻结状态下辐射 在真空或惰性气体环境中辐射 添加游离基接受体
三、食品辐照保藏的生物学效应 食品辐照的生物化学效应与生物体内的 化学变化有关，分为直接和间接作用。
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。
食品辐射保藏的优缺点 杀菌温度低，有“冷杀菌”之称 节约能源 不留下残留物 射线穿透力强，可以在包装、不解冻条 件下杀菌 设备投资大，需要安全防护措施 需要控制好剂量
第四章食品辐照保藏
二、辐照保藏的商业化应用
1.果蔬类 防止微生物的腐败作用 控制害虫感染及蔓延 延缓后熟期，防止老化
（1）辐射对水果的影响
辐对射于在有水呼吸果变中换的期商的业水化果应，在用其：呼吸率达最小值
时是辐射处理的关键时刻。
①在控对此香制时蕉辐辐等射射热带能剂水抑量果制，十其分杀后有灭熟效霉，期，菌主要是能改变体内 ②乙辐烯香射的蕉水生：成果对率抑绿从色虫香而蕉影辐响照其剂生量理常低活于动0。.5kGy，但对有机 ③辐延射械迟能伤后使的水熟香果期蕉的一，般化对无学香效成。蕉分等发生热变带化水，果如十维分生有素C效的 ④破粉增坏的木芒强、降瓜果水原解：：果、果0用.胶某中14kk变些GG色yy剂剂成酸素量量果的的即辐胶破可照合及坏延可成果及迟延胶色木长瓜保酸素的藏盐的成期、变熟8d纤化。，维等用素。1.5及kG淀y可
照射量(Exposure)是用来量度x射线或r 射线在空气中电离能力的物理量，其单位 为伦琴(R)。
吸收剂量、剂量率及其单位 (量度被辐射物体吸收量的)
在辐射源的辐射场内单位质量被照射物质所吸收 的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德(rad)或 戈瑞(Gy)。
戈瑞与拉德的关系：1Gy=100rad
第二节 食品的辐照保藏原理
辐照保藏食品的原理与射线照射时引起 食品及食品中的微生物、昆虫等发生一系列 物理化学反应有关，这些反应称为辐照效应， 主要有化学效应和生物学效应。
一、食品辐照的化学效应
辐照的化学效应：是指被辐照物质中的分子 所发生的化学变化。
食品的辐照处理，发生化学变化的物质，除 了食品本身及包装材料之外，还有附着在食 品表面及内部的微生物、昆虫和寄生虫等生 物体。
• X-射线：电离能力小，穿透能力很强。
食品工艺学：食品的辐射保藏
我国辐射食品的现状
截止2005年我国辐照食品种类已达7大类56个 品种。分别是：
•辐照豆类、谷物及其制品； •辐照干果果脯类； 据有关统计表明，2005年我国30万居里以上的 •辐照熟畜禽肉类； 商用γ辐照装置已达 84座，功率5kw以上的电 •辐照冷冻包装畜禽肉类； 子加速器已达83台。食品辐照技术已成为传统 •辐照香辛料类； •辐照水果、蔬菜类； 食品加工和贮藏技术的重要补充和完善。 •辐照水产品类。
无残留物:与化学保藏法相比，辐照过的食品不会留下
任何残留物。
穿透力强
辐照技术的另一个特点就是射线（如γ射线） 的穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食 品，可杀灭深藏在食品内部的害虫、寄生虫和微生 物。正因为此，它被大量应用于海关对进口物品 （食物、衣物等用品）的防疫处理，以确保进口物 品不携带有害生物进入国门。还可与冷冻保藏技术 等配合使用，使食品保藏更加完善，这是其他保藏 方法所不可比拟的。
食品辐射较其他方法的优越性
非热作用：有“冷杀菌”之称。辐照可以在常温或低温
下进行，可保持原有的色、香、味和质构，有利于维持食 品的质量；
节能：与冷冻保藏等相比，能节约能源。据(IAEA）报告，
冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能耗828MJ/t，热杀菌能耗 1080MJ/t，辐照灭菌只需要22.68MJ/t。
食品或原材料，进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理， 抑制根类食物的发芽和延迟新鲜食物生理过程的成熟发展， 以达到延长食品保藏期的方法和技术。这种技术又称为食 品辐照（Food irradiation）技术。
辐照食品——经辐照技术处理后的食品。在我国《辐
照食品卫生管理办法》附则中定义：辐照食品是指用钴－ 60、铯－137产生的γ射线或电子加速器产生的低于10MeV 电子束照射加工保藏的食品。
第六章 食品的辐射保藏
§2. 辐射对食品成分的影响
❖ 电离辐射引起水分子的变化 ❖ 辐射对蛋白质与氨基酸的影响 ❖ 辐射对糖类的影响 ❖ 辐射对脂类的影响 ❖ 辐射对维生素的影响
第六章 食品辐射保藏技术
§2. 辐射对食品成分的影响
❖ §2.1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 食品辐射保藏技术
§3.辐射技术在食品保藏中的应用
§3.1.辐射源
a. 放射性同位素
▪ 60Co辐射源：
▪ 经β衰变后放出两个能量不同的γ光子
▪ 特点：
• 价格较便宜； • 操作使用与维修方便； • 对防护设备要求高。
C 60
27 O
t1 5.27年 2 0.306MeV
1 1.173MeV 2 1.333MeV
淡水鲈鱼
延长保藏期
1~2kGy
3℃以下辐照
番木瓜
控制霉菌、乙烯 0.75kGy
50～60℃水洗
鲜鸡蛋
杀灭沙门氏菌 10kGy
马铃薯、洋葱 抑制发芽
0.05~0.15kGy 3℃辐照
谷类
杀虫、灭霉菌 2~4kGy
调味品
商业杀菌
15~20kGy
第六章 食品辐射保藏技术
§3.3. 辐射食品的安全性 ❖ 放射性污染
0.661MeV
B 137
56 a
第六章 食品辐射保藏技术
§3.辐射技术在食品保藏中的应用
❖ §3.1.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 食品辐射保藏技术
静电加速器
静 电 加 速 器 结 构 原 理 图
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(4) 对于具有呼吸高峰的果实，在高峰开始出 现前夕，体内乙烯的合成明显增加，从而促进 成熟的到来。若在高峰前对果实进行辐照处理， 由于干扰了果实体内乙烯的合成，就能够抑制 其高峰的出现，延长果实的储藏期。
表7-3 赤霉素酸对g辐照的马铃薯发芽的影响
处理法 处理 数 发芽率
剂量 (krad)
8
赤霉素酸浓 度(ppm)
2. 蛋白质和酶
蛋白质
结构破坏 辐射交联 辐射降解
蛋白质辐照时交联与降解同时发生， 而往往是交联大于降解，所以降解常被 掩盖而不易觉察。
酶 酶的主要组成部分是蛋白质，所以 辐射对酶所引起的作用与蛋白质类似， 酶中所含的巯基(-SH)由于容易氧化会增 大酶对辐射的敏感性，但在复杂的食品 体系中，由于其他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 辐射剂量。
另外，通过以下五个方面的研究： 1、食品的辐照剂量 2、食品的包装方法和包装材料 3、辐射化学 4、动物或家畜喂养实验 5、辐照食品的毒理学研究 FAO、 IAEA和 WHO联合专家委员会得出结 论，任何商品食物辐照总平均剂量达10kGy水 平时，不具有毒理学上的危害性，这样处理的 食品毋需进行毒理学检查。用10kGy剂量辐照 过的食品，不会引起特殊的营养或微生物问题。
0
5日 后
0
10日 后
0
15日 后
0
20日 后
0
8
12 12 12
250
0 250 500 20
7
0 5 8
16
0 12 1420ຫໍສະໝຸດ 0 17 2020
0 20 20
2. 导致微生物和昆虫的死亡
食品经辐射后，附着在食品上的微生物和昆虫 发生了一系列生理学与生物学效应而导致死亡， 其机理是一个十分复杂的问题，目前还没有完 全搞清楚，一般认为与下面两点有密切关系：
电子射线经散射、电离轫致辐射等 作用后，消耗了大部分能量，速度大为 减慢，有的被所经过的原子所俘获，使 原子或原子所在的分子变成负离子，有 的与阳离子相碰发生阴、阳离子湮灭， 放出两个光子，其光子对被照射物的作 用与上述的光子一样。 为了防止被照射物诱发产生放射性， 电子射线的能量不得超过10MeV，大多 数采用5MeV。
核酸 照射剂量 (krad) 核酸含量(mg· g-1干物质) 12月 3月 4月
0
RNA 5
140
61
140
83
154
84
8
0 DNA 5 8
57
170 131 108 121 121
65
170 120 123
(3) 植物组织处于休眠状态时，其生长点缺乏 植物生长激素或生长激素被钝化，若把经过辐 射的马铃薯放入一种生长激素—赤霉素酸溶液 中，马铃薯就开始发芽(表7-3)。
(二) 提高食品辐射保藏效果的措施 食品的辐射保藏处理，欲取得满意的效 果除了根据食品的种类和辐射目的采用 适宜的辐射剂量外，还可以采取一些辅 助措施，以便提高辐射的效果或降低辐 射剂量，保护食品的营养成分少受损失。
1. 2. 3. 4. 5.
添加化学药品 改变温度条件 改变气体条件 合理包装 低温储藏
(二) 食品辐射的化学效应 辐射的化学效应是指被辐射物质中 的分子所发生的化学变化。食品的辐射 处理，发生化学变化的物质，除了食品 本身及包装材料之外，还有附着在食品 表面及内部的微生物、昆虫和寄生虫等 生物体。
辐射化学效应的强弱用G值表示，所谓G 值就是介质中每吸收100eV能量时发生变化的 分子数。 例如，麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G 值为4.0，则表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐 射能，就有4个麦芽糖分子发生降解。不同介 质的G值可能相差很大，G值大的，辐射引起 的化学效应较强烈；G值相同者，吸收剂量大 者所引起的化学效应较强烈。例如G值等于3， 吸收剂量为1Mrad时，每千克介质发生变化的 摩尔数为3.1×10-6，剂量提高到6Mrad时，则 每千克发生变化的摩尔数达1.9×10-2。
4.1
8.2 3 4
蔗糖
甲醛
果糖 葡萄糖
0.16
0.25
甘露糖醇
甲醛 果糖
0.8 0.56
1.26 5.2
4. 脂类
脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪比 较稳定，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、 氢化、脱氨等作用。有氧存在时，由于会发生 自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。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。
(1) 造成遗传物质DNA的损伤； (2) 辐射化学效应的产物与细胞组成发生反应。
第四节 食品的辐射及其影响因素
一、食品辐射的类型 联合国粮农组织(FAO)、国际原子能机构 (IAEA)和世界卫生组织(WHO)联合专家 委员会把食品辐射分为下列三类：低剂 量辐照、中等剂量辐照、大剂量辐照。
二、食品辐射保藏的效果及其影响因素 食品进行辐射处理时，必须根据食品的种 类和预期的目的，控制辐射剂量和照射条 件，才能达到良好的保藏效果。 (一) 食品辐射保藏 1. 粮食的辐射保藏 2. 果蔬的辐射保藏 3. 畜、禽、鱼肉的辐射保藏 4. 香料和调味品的辐射保藏
食品加工与保藏原理
第七章 食品的辐射保藏
食品的辐射保藏是是利用射 线照射食品，灭菌、杀虫，抑制 鲜活食品的生命活动，从而达到 防霉、防腐、延长食品货架期目 的的一种食品保藏方法。
第一节 食品辐射(照)的意义及特点
与微波的区别： 辐射是利用原子核衰变产生的电磁波 来处理食品，而微波则是将电能转化为电 磁波来处理食品。
5. 维生素
食品中维生素在辐射中的稳定性和 食品的性质及成分有密切的关系，其损 失率随着辐射剂量的增大而增大。
(三) 食品辐射的生物学效应
1. 抑制蔬菜发芽和果实后熟
蔬菜中的马铃薯和洋葱，主要是通过 控制其休眠来进行储藏的。在结束休眠 后，如果温度和湿度适宜时，便会旺盛 地发芽；果实采收后的成熟现象称为后 熟，后熟的速度影响着储藏期的长短。
X射线
X射线具有高穿透能力，可以用于食 品辐射加工。但是由于电子加速器作X射 线源效率低，而且能量中包含大量低能 部分，难以均匀照射大块样品，故没有 得到广泛的应用。
2. 防护设备 3. 输送与安全系统
三、食品辐射效应
(一) 食品辐射的物理效应 1. g射线和X射线的作用 康普顿散射、 感生放射性 2. 电子射线的作用 库仑散射、库仑散射、契连科夫效应
二、食品辐射装置
食品的辐射装置包括辐射源、 防护设备、输送系统和自动控制与 安全系统。
1. 辐射源
辐射源是食品辐射加工的核心部分， 它可以分为放射性同位素和电子加速器 两大类。 (1) 放射性同位素 60Co辐射源、 137Cs辐射源 (2) 电子加速器 电子射线
电子射线射程短，密度大，穿透力 差，一般适用于食品表面的照射。如对 易腐食品辐射时，选定适当的“加速 能”，就可使射线不穿透食品内部，只 进行表面杀菌。
主要参考文献
1. 曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，食品 加工与保藏原理，北京：化学工业出版社， 2002.11 2. 陈其勋主编，中国食品辐照进展，北京：原 子能出版社，1998.12 3. FAO/IEAE/WHO，辐射食品卫生，北京：原 子能出版社，1983，5~6 4. 李承华，辐射技术基础，北京：原子能出版 社，1988
第五节
食品辐照的卫生与安全
FAO、IAEA和WHO联合专家委员会于 1980年10月27日至11月3日在日内瓦召 开了关于辐照食品卫生会议。依据以前 各届专家委员会的建议和这些机构组织 的其他技术或法律专家会议所作出的结 论，允许食品辐照的最大能量水平是： 电子射线为10MeV；g射线和X射线为 5MeV。
食品及其他生物有机体的主要化学组成 是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等， 这些化合物分子在射线的辐射下会发生 一系列的化学变化。
1. 水
大多数食品均含有丰富的水分，水也是 构成微生物、昆虫等生物体的重要成分， 食品经辐射引起的水分变化十分复杂。 水辐射的化学效应可概括为： H2O → 2.7OH·+0.55H·+2.7e-水化+0.45H2 +0.71H2O2 +2.7H3O·
第三节 食品的辐照效应
一、食品辐射加工的计量单位
1. 放射性强度的单位 (量度放射性同位素的)
放射性强度是度量放射性强弱的物 理量，常用的单位有居里(Ci)、贝克(Bq) 和克镭当量。
2. 照射量及其单位 (量度放射性同位素放射出的射线的)
照射量(Exposure)是用来量度X射线 或g射线在空气中电离能力的物理量，其 单位为伦琴(R)。
用作食品辐射加工的辐射源60Co的半衰 期为5.27年，137Cs为30年。
二、食品辐射的基本原理
食品辐照时，射线把能量或电荷传递给食品以 及食品上的微生物和昆虫，引起的各种效应会 造成它们体内的酶钝化和各种损伤会迅速影响 其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤 扩大直至生命死亡。而食品则不同，除了鲜活 食品之外均不存在着生命活动，鲜活食品的新 陈代谢也处在缓慢的阶段，辐射所产生的影响 是进一步延缓了它们后熟的进程，符合储藏的 需要。
3. 吸收剂量、剂量率及其单位 (量度被辐射物体吸收量的)
被照射物质所吸收的射线的能量称 为吸收量，其单位为拉德(rad)或戈瑞 (Gy)。
4. 剂量当量、剂量当量率及其单位
剂量当量就是用来量度不同类型的 辐射所引起的不同的生物学效应，其单 位为雷姆(rem)或希沃特(Sv)。 单位时间内的剂量当量称为剂量当 量率，其单位用rem· s-1或rem· h-1等表 示。
一、原子辐射研究的历史发展
1. 1896年，亨利· 贝克莱在研究各种物质的磷光 现象时，发现了放射性。 2. 1896 年， Roentgen 发现了 X 射线，并对这种 射线的特性做了完整而准确的计算。 3. 1898 年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化 合物发射类似的射线。同时居里夫妇从铀盐 中分离出了一个新元素，取名镭 ( 由拉丁词 radius而来，意为射线)。 4. 1921年Schraty获得X射线杀菌专利。