食品的辐射保藏

第六章食品的辐射保藏

第一节概述

天然的辐射是无时无刻都在发生的自然想象，地球上所有的生命都在接受来自地球本身或外太空的宇宙射线的照射。19世纪人们就已经发现了辐射引起物质变化的现象，随着辐射生物效应研究的深入，人们发现高能辐射可以杀灭危害食品的微生物和害虫，由此引起了利用辐射保藏食品的研究。

辐射是指能量在空间和其他介质中的传递，存在形式有电磁波、粒子流等。辐射无处不在，是自然状态的正常现象。

按照频率从低到高(波长从长到短，能量从低到高)按次序排列，电磁波可以分为：音波、超音波、长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。以可见光为界，频率低于(波长长于)可见光的电磁波对生物体产生的主要是热效应，频率高于可见光的射线对生物体主要产生化学效应。

按辐射的效应分，可分为电离辐射与非电离辐射两类，一般人们通常提及的都是电离辐射，包括最令人闻之色变的核辐射。电离辐射是使物质产生电离作用的电磁辐射(如X射线、γ射线)，或粒子辐射(如α粒子、β粒子、质子等高速的带电微粒与不带电的中子流)，能量和频率都很高，波长很短。非电离辐射主要是热效应辐射，能量和频率比较低，波长比较长或者很长的辐射，通常是波长大于100纳米(nm)的电磁波，由于其能量低，不能引起水和机体组织电离，故称为非电离辐射，如可见光、电视电磁波、电脑电磁波、各种无线电波、声波、超声波、家电辐射等。人们日常生活中遇到的辐射与核辐射的原理是一致的，惟一不同的是强度没核辐射高。

一、食品辐照

是指利用电离辐射射线与食品相互作用产生的一系列物理化学和生物相应，达到延长食品保藏期和提高食品质量的保藏技术。

利用射线照射食品或原材料，杀菌，杀虫，防霉以及延迟新鲜食品某些生理过程，（抑制果实发芽，延迟后熟等作用）达到延长保藏时间，这样的操作过程就是食品辐照。

伦琴发现X射线，开始了电离射线对微生物的致死作用的研究，1912年瑞典首次对草莓进行辐射处理，1921年美国申请了第一分有关食品辐射保鲜食品技术的专利。

目前，食品的辐射保藏技术在国内外已经得到广泛应用。应用于，新鲜肉类及制品，粮食、水果蔬菜调味品的加工进行杀菌杀虫，抑制发言延迟后熟等，从而可以最大限度的减少食品的损失，使他在一定期限内不发芽，不腐败变质不发生品质和风味的变化。

二、食品辐照保藏的特点

长期以来人们采用干燥、加热、冷藏、罐藏、腌渍、化学处理等方法来保存食品以满足人们日常生活的需求，食品的辐照技术与传统方法相比具有特有的优越性，主要表现在1. 辐射处理过程食品温度升高很小，而且可以在常温或低温状态下进行，因此经过适当辐射处理的食品在质地和色香味方面变化较小，并且营养成分损失也比较小，有利于维持食品的质量

2. 辐照技术与加热杀菌相比，射线的穿透力强，也可以在包装及未解冻情况下辐照食品杀死深藏在食品内部的害虫、寄生虫、微生物等。

3. 辐照过的食品无需使用化学添加剂，无化学残留，不会留下非食品残留物，这是化学保藏无法比拟的。

4. 能耗低，节省能源，显著提高加工效率。

5. 适用范围广，不论食品是固态、液态、冻结状态、干货还是鲜活，大包装小包装还是散

货都可以进行杀菌处理，可按照目的进行剂量的调整。

局限性：

1. 投资大，设备投资大，及专门设备来产生射线

2. 安全防护，需要提供安全防护措施，保证射线不泄漏，必须遮蔽射线，对不同产品不同辐射目的要选择控制好合适的辐照剂量。

3. 高剂量下的感官性状的变化，化学变化虽然很小，但有可能发生不好的感官变化。

4. 接受性，由于各国的历史，生活习惯及法规差异，目前各国允许辐照的食品种类仍差异较大，多数国家要求辐照食品在标签上要加以特别标注。

第二节辐照的基本概念

一、辐射线的产生

原子是元素的基本单位，他是由位于外侧带负电的电子和内侧带正电的原子核构成，而带正电的质子和不带电的中子构成了原子核。一种元素的原子、中子数并不完全相同，当原子有同一质子数而中子说不同时就称该原子为同一元素的同位素，自然界中存在着一些天然的不稳定同位素，不稳定同位素按照一定的规律衰变，衰变的过程伴有各种辐射线的产生（自发的放出带点或者不带电的粒子），这些不同稳定同位素称为放射性同位素。

α射线

* 从原子核中射出带正电的高速粒子流

* 具有很强的电离能力

* 穿透物质的能力很小

β射线从原子核中放出的带正电荷或负电荷的高速粒子流

* 本质是高速电子流

* 电离能力不及α射线

* 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

X-射线

* 若核内质子在外层电子云中，从K层捕获电子e－，转变成中子（k-捕获），使质子数减少。

当K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，则高能态（外层）电子会补充进去，释放出能量-X-射线，指原子核外电子所放出的能量。

γ-射线

* γ-射线：当原子核在发射了α和β或κ－捕获之后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回到基态时，原子就发出光子流（即不带电荷的核子流），称γ-射线，发源于原子核本身。

* 能量可高达几十万电子伏特以上

* 穿透物质的能力很强

* 但其电离能力较α、β射线小。

用于食品辐照的射线，需要穿透能力好，能达到食品深处，使内部均能受到辐射处理，同时最大限度杀死食品表面的微生物，X-射线、γ-射线具有这些性质，因此基本上已经用于食品的辐照，β射线也在某些范围内使用。辐照食品，通常使用X-射线、γ-射线或电子射线照射食品，这些高能带电或不带电的射线会引起食品组分以及存在于食品中的微生物、昆虫、等发生一系列的变化。

二、辐射源

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系统。辐射源是食品辐照处理