第四章 食品辐照保藏

2. 导致微生物和昆虫的死亡
辐射对微生物的作用 食品经辐射后，附着在食品上的微生物和昆虫发生了一系 （ 1）直接效应： 辐射对病毒的作用 列生理学与生物学效应而导致死亡，其机理是一个十分复 细胞膜受损，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢， 通常使用高达30KGy的剂量才能抑制病毒的活性。 杂的问题，目前还没有完全搞清楚，一般认为与下面两点 使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。 有密切关系： DNA受损，即DNA分子碱基发生分解或氢键 辐射对昆虫的作用 细胞内蛋白质、 断裂等，致使微生物细胞活动紊乱，甚至停止。 辐射敏感性与昆虫细胞的生殖活性成正比，与它们的 (1) 造成遗传物质DNA的损伤； （ 2分化程度成反比。 ）间接效应 当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原作用， 辐射对寄生虫的作用 这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用， (2) 辐射化学效应的产物与细胞组成发生反应。 辐射可使寄生虫不育或死亡。 而使细胞生理机能受到影响。

三、辐照剂量单位 辐射单位
国际单位 常用单位 辐射能量 放射性强度 辐射量 吸收剂量 焦耳 Bq 库仑/千克 Gy J/kg ev Ci 伦琴 rad

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r 射线在空气中电离能力的物理量，其单位 为伦琴(R)。
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。
二、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。

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) 或希汶特(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。
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。
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。
辐射对生物体作用的机理目前尚未十分清楚，但可能 与下列原因有关： （1）由于射线的辐照，细胞中的DNA和RNA受到损伤， 植物体生长点上的细胞不能发生分裂，所以马铃 薯、洋葱等经辐照后不会发芽。参见下表。 （2）食品辐照时，干扰了ATP的合成，使细胞的核酸 减少，抑制了植物体的发芽。
马铃薯经辐射后核酸含量的变化
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。
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。

为低剂量辐照。

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
对于有呼吸变换期的水果，在其呼吸率达最小值 辐射在水果中的商业化应用： 时是辐射处理的关键时刻。 对香蕉等热带水果十分有效， ①控制辐射剂量，杀灭霉菌 在此时辐射能抑制其后熟期，主要是能改变体内 香蕉：对绿色香蕉辐照剂量常低于0.5kGy，但对有机 ②辐射水果抑虫 乙烯的生成率从而影响其生理活动。 械伤的香蕉一般无效。 ③延迟后熟期，对香蕉等热带水果十分有效 辐射能使水果的化学成分发生变化，如维生素C的 木瓜：用1kGy剂量即可延迟木瓜的成熟。 破坏、原果胶变成果胶及果胶酸盐、纤维素及淀 ④增强水果中色素的合成 芒果：0.4kGy剂量辐照可延长保藏期8d，用1.5kGy可 粉的降解、某些酸的破坏及色素的变化等。
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。
我国批准的辐照食品
第一节

电磁辐射的基本概念
一、电磁辐射线 α 主要射线:α射线、β射线、γ射线 、X射 -射线：相对质量较大，电离能力大，穿透能力小 线。 β -射线：为α-射线质量的几千分之一，点电量为 -射线大。 其一倍，穿透能力比α 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 • γ -射线：电离能力比α、β射线小，但穿透能力 比它们大。 辐射
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 吸收剂量率——单位质量被照射物质单位时间内吸 收的能量（Gy/s）。 吸收剂量率:D=dE/dt
完全杀死果实中的害虫。



（2）辐射对蔬菜的影响 辐射可影响新鲜蔬菜的代谢反应，如改变蔬菜的 呼吸率，防止老化，改变其化学成分等，作用效 果与辐射剂量有关。。 低剂量0.06～0.15kGy对控制根茎作物如马铃薯、 洋葱、大蒜的发芽是有效的。但辐照剂量过高， 会腐烂。 辐照可防止蘑菇开伞，延迟后熟。
• X-射线：电离能力小，穿透能力很强。
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。
二、辐照源 1.放射性同位素辐照源 辐照源：放射性同位素 天然、人工制造 电子加速器 x射线发生器

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、X射线
辐照食品标志


辐射加工是一种高效加工手段，具有穿透性强、 可在常温下进行、节能、无残毒、易控制等独特 优势。 食品辐射的特点： 1.“冷杀菌”；2.具有良好的保鲜效果；3.辐照 处理食品能耗低；4.对环境的污染小。
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。
第四章 食品辐照保藏
食品辐射(照)的意义及特点
食品的辐射保藏:是利用原子能射线照射食品或 原材料，进行灭菌、杀虫、消毒、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。
3. 糖类
糖类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，若干故态糖类的辐解 产物见下表。
辐射不同固态糖类的主要辐解产物
糖
葡萄糖
辐解产物
甲醛 乙醛 丙酮
G值
0.06
500krad时浓度(10mg· kg-1)
0.095
葡糖醛酸
葡糖酸 5-脱氧葡糖酸 果糖 甲醛
0.4
0.8 0.32 2.5
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、氧化、脱氢 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。
核酸 照射剂量 (krad) 0 RNA 5 核酸含量(mg· g-1干物质) 12月 140 61 3月 140 83 4月 154 84
8
0
57
170 131
65
170
DNA
5
8 121
108
121
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(下表)。
赤霉素酸对g辐照的马铃薯发芽的影响
处理法
剂量 (krad) 赤霉素酸浓度 (ppm)
处理 数
5日 后
发芽率
10日 后 15日 后 20日 后
8
8
0
250