第八章食品辐射保藏技术

④节约能源。 ⑤操作适应范围广。 ⑥加工效率高，射线的穿透度高、均匀。
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缺点：辐射灭菌效果与微生物种类有关；用辐射方 法钝化食品中的酶比较困难；敏感性强和经高剂量 照射的食品有可能产生不愉快的感官变化；不适用 于所有食品；对操作人员的安全防护要求相当高。
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二、我国辐射保藏的发展现状
●我国第一所核应用技术研究所于1962年在成都建成，开始了 食品辐射研究工作。 ●70年代的研究工作取得了一定的成效。 ●80年代国家卫生部批准部分（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、 蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。一些省市建立了一起容量较 大的辐射应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、 广东等地。
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1、微生物
①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。
②间接效应 ★当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应 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，而使细胞生理机能受到影响。
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③微生物对辐射的敏感性
★为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死 90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降到 原数的10%所需要的剂量，并用D10值表示：
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2、氨基酸与蛋白质
★氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。
★射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、 盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变 物理性质，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶 解度降低。
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3、糖类
★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。
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第四节 辐照对食品的影响
一、辐照对食品的化学效应
★是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。
★由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程 有：
●初级辐射——即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分 子或分子碎片---与辐射程度有关。 ●次级辐射——初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同 的化合物---与温度等其他条件有关。
137Cs提取分离较难，价格较贵，应用范围较小。
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（二）电子加速器
利用电磁场作用，使电子获得较高能量，即将电能转变成 辐射能。 电子流射线穿透能力弱，适用于表面杀菌。 特点：电子加速器优点是可以控制开停，能量可以调节控制。
（三）X射线
用高能电子来轰击重金属靶，则产生X射线。 X射线具有高穿透力，可应用于食品辐射加工，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，故没有得到广泛应用。
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2、典型食品辐照工艺
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（1）果蔬类
果蔬辐照的目的主要是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。水果的辐照处理， 除可延长保藏期外，还可促进水果中色素的合成、使涩柿 提前脱涩和增加葡萄的出汁率。 蔬菜的辐照处理主要是抑制发芽，杀死寄生虫。
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抑制发芽
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四、微生物种类 微生物的菌种对辐射的敏感性有很大差异。 芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌所产生的细菌芽胞比营 养型菌体强。 革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌耐辐射 酵母比霉菌耐辐射
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五、氧气
氧存在时辐射氧化作用加强，一般情况下杀菌效 果因氧的存在而加强。防止氧化可采用抽真空和充 惰性气体包装。
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。 ★辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明 显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分 解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分 解产物。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从表7-6可看出，50kGy的辐照剂量产生的还原力变化类似100℃加热10h的变化。
3、霉菌和酵母
★酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。 ★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。
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4、昆虫
★处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞)对辐射的 敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺细胞对 辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子在遗 传上的紊乱。 ★成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照过的卵可以发育成 幼虫，但不能发育成蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不 育。
●90年代至今，我国已有近20项农产品辐照标准获得批准。
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三、辐照食品的安全性
1、毒性问题 大量动物实验将经过50kGy剂量照射过的食品，未发现产 生有毒、致畸、致癌物。 1980年联合国粮农组织FAO国际原子能组织IAEA，世界 卫生组织WHO专家会议，决定在10kGy以内的辐射食品， 不要再进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上 都不存在问题，可以作为“推荐接受” 。
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二、辐射源
（一） 放射性同位素
在食品辐射时供电离辐射用的放射线主要为 β-和 γ-射线，经常采用人工制备的放射性同位 素 60 Co（钴，半衰期 5.26 年）和 137 Cs（铯， 半衰期30.3年）
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制备方法，将自然界中存在的稳定同位素59Co金属 制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所 需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间 照射，少量 59 Co 原子吸收一个中子后即生成 60 Co 辐射源。 目前在商业上采用60Co作为γ-射线源。
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脂溶性维生素
VA和VE：是脂溶性V中对辐照最敏感的V。牛肉在氮气中 经20kGy剂量辐照，维生素A破坏率达66%，维生素E则 没有损失；禽肉在氮气中分别经10kGy、20kGy和40kGy 的辐照，其维生素A的降解率分别达58％、72％和95%； 全脂牛乳经2.4kGy的辐照，维生素E将损失40%； VD食物中的维生素D对辐照似乎是相当稳定。鲤鱼油经几 十千戈瑞剂量辐照，都没有发现维生素D的破坏。
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第二节 食品辐照保藏的基本原理
一、放射性同位素与辐射
1、放射性同位素
▼同位素：质子数相同，中 子数不同的一类原子总称； ▼放射性同位素：当原子序 数在84以上的同位素，原 子核是不稳定的，能以一定 的速率放出射线。
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2、 电磁辐射线
α 射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透 能力很小；一张纸就能阻挡它的通过； β 射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为 α -射线的一半，电离能力比α -射线小，穿透 能力比α -射线大 γ 射线：电离能力比α 、β 小，但穿透能力比 α 、β 大 X射线：电离能力小，穿透力很高
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2、微生物发生突变的危险 微生物进行反复照射会产生耐辐射性，辐射引起的突变又可 能使微生物获得抗辐射性而产生耐辐射菌，如用药物杀菌和热 力杀菌一样——菌种选育。 3、对营养物质的破坏 低剂量（<1kGy)，微不足道； 中等剂量(1～10kGy)，可能损失一些维生素； 高剂量(10～50kGy)，采用约束间接辐射的措施（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。
所使用的辐照剂量可以使食品中检测不出特定的
为中剂量辐照，辐照剂量范围为1～10kGy。
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3.
辐射耐贮杀菌
量，延长新鲜食品的后熟期及保藏期（如抑制发 芽等）。
主要目的是降低食品中腐败微生物及其他生物数
为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。
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二、食品辐射保藏的工艺流程 1、一般辐照工艺
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六、食品的包装
金属罐如渡锡薄钢板罐和铝罐对使用杀菌剂量的照射是稳 定的。 塑料包装的食品在剂量低于20kGy辐照对其物理性质没有 明显影响。 金属箔和各种符合包装材料是比较理想的食品辐射包装材 料，可接受高达60kGy的照射。
在食品辐射保藏中一般采用的辐射剂量低，因此，比较好 的包装材料有玻璃纸、人造纤维、聚乙烯膜、聚氯乙烯、尼 龙、复合薄膜、玻璃容器及金属容器。
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水溶性维生素
VBl和VC对辐照最敏感，
不同条件下B1辐照损失情形
低于5kGy时，VC损失很少超过20％～30％。
维生素辐照损失数量受剂量、温度、氧气存在与 食品类型等的影响。
一般来说，在无氧或低温条件下辐照可减少食品 中任何维生素的损失。
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三、食品辐照的生物学效应
★生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植 物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。 ★辐射对活体组织的损伤主要是与其代谢反应有关，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。
其中： N0表示最初的微生物数
N D lg — = - — N0 D10
N表示使用D剂量后残留的微生物数 D表示初期剂量 D10表示微生物残存数减到原数的10%时的剂量
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一些微生物的D10值
菌种 肉毒杆菌A 肉毒杆菌B 短小芽孢杆菌 产气荚膜杆菌 枯菌杆菌
基质 D10 （kGy）
菌种 啤酒酵母
基质 缓冲液
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5、寄生虫
★辐射可使寄生虫不育或死亡。 ★猪肉中旋毛虫 不育剂量0.12kGy 死亡7.5 kGy ★牛肉中绦虫 致死剂量3.0-5.0KGy
6、植物
★辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制 块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。
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第五节 辐照在食品保藏中的应用
一、辐照应用类型
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1、水的辐射效应
●水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子 首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发 生反应。 ●水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形成的机制很 复杂。现已知的中间产物主要有三种：水合电子（eaq）， 氢氧基（OH· ），氢基（H· ）。 这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分 子接触而进行反应，特别是在稀溶液中或含水的食品中，大 多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。
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5、维生素
★不同维生素对射线的敏感性不同。
★水溶性维生素中以VC和维生素B1的辐射敏感性最强，其他 水溶性如VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对 辐射很不敏感，较稳定。 ★一般认为维生素A和维生素E是脂溶性维生素对辐射最敏感 的维生素。
★维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上是 一个很重要的指标。
第八章 食品的辐射保藏
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第一节 食品辐射保藏概述
一、概念及特点
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。
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。
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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。
D10 （kGy）
食品 缓冲液 缓冲液 厌氧 肉 缓冲液
4 3.3 3
2~2.5 1 0.7 0.4
31 0.2
嗜热脂肪 缓冲液需 芽孢杆菌 氧 鼠伤寒沙 门氏菌 冷冻蛋 缓冲液 肉汤
2.1~2.4 产黄青霉 2~2.5 大肠杆菌
2、病毒
★病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为寄 主。通常使用高达30kGy的剂量才能抑制。如脊髓灰色质病 毒和传染性肝炎病毒据推测来自食品污染。用γ－射线照射有 助于杀死病毒。
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第三节 影响辐射效果的因素
一、射线的种类 二、辐射剂量 剂量越高，食品保藏时间越长。 剂量率也是影响辐照效果的重要因素。同等的辐
照剂量，高剂量率辐照，照射的时间就短；低剂量 率辐照，照射的时间就长。通常较高的剂量率可获 得较好的辐照效果。
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三、温度
在接近常温范围内，温度对杀菌效果影响不大； 冰点以下辐射间接作用不明显，微生物抗辐射性增 加，但冻结使细胞受损后辐射敏感性会增加；对于 肉类等辐射后易产生“辐射味”的食品辐射处理最 好在低温下进行。
1. 辐射阿氏杀菌
2. 辐射巴氏杀菌 3. 辐射耐贮杀菌
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1. 辐射阿氏杀菌
所使用的辐照剂量可以将 食品中的微生物减少到零 或有限个数。 经过这种辐照处理后，食 品在无再污染条件下可在 正常条件下达到一定的贮 存期。 为高剂量辐照，剂量范围 30～50kGy。
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2.
辐射巴氏杀菌
无芽胞的致病菌（如沙门氏菌等）。