食品辐射保藏技术

第七章食品辐射保藏技术

【重点】：1、了解国内外辐射保藏技术的发展概况。

2、了解辐射保藏对食品成分的影响。

3、了解辐射保藏的卫生安全。

4、掌握辐射保藏技术的特点。

【难点】：辐射对食品成分及安全性的影响

第一节概述

食品货架期目的的一种食品保藏方法。

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。

一、辐射保藏的特点

●是“冷杀菌”，有利于保持食品的原有品质。

●能耗低。

●不留任何残留物，不污染环境。

●穿透力强，杀虫、灭菌彻底。

●可以改进某些食品的工艺和质量。如：酒类的辐射陈化，牛肉照射后更加嫩滑，大豆照射后更易消化等。

●酶、细菌芽孢和病毒等对辐射的抵抗力较强。

●不适用于所有食品，且对敏感食品的品质有影响。

●投资较大，安全防护要求高。

二、国内外食品辐射技术的应用概况

●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。

●1896年，伦琴发现了X射线，并对这种射线的特性做了完整而准确的计算。

●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)。

●1921年斯彻瓦特日获得X射线杀菌专利。

●美国最早于本世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究，当时主要是用于军事上。1943年发表了

对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。

●五十年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。

●我国食品辐射(照)的研究则最早于1958年开始，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地

区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。

●在国际原子能机构(IAEA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的倡议下，1970年在巴黎成立了

“食品辐射(照)国际计划”(IFIP)，先后共有24个国家参加该计划，分工协作进行研究。

第二节辐射对食品成分的影响

一、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。

●水对辐射很敏感，辐射后被激活，与食品中其他成分发生反应。

●水辐射后的最终产物是氢气和过氧化氢。

二、氨基酸、蛋白质

●辐射后的产物与氨基酸的种类、放射线剂量及有无氧气和水分有关。

●辐射干燥状态氨基酸，其主要产物是氨气。

●会造成蛋白质结构发生变化和产品风味降低。

●不会造成肉类蛋白质的损失，但会发生褐变。

●在水产、小麦、牛奶等食品中，会发生不同程度的变性。

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。

提高温度会增强酶稀夜的敏感性，照射温度对胃蛋白酶的失活有显著影响。

三、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。

●低分子糖类，随着放射剂量增加，旋光度减少，发生褐变，还原性及吸收光谱均发生变化。

●多聚糖则被降解为葡萄糖、麦芽糖、糊精等。

●在商业水平的照射剂量下，糖类的变化及其微小。

●照射后，低分子糖类会产生H2、CO、CO2、CH4等气体，多聚糖则会产生H2、CO、CO2等气体。

辐射不同固态糖类的主要辐解产

四、脂类

辐射可以诱导脂肪加速自动氧化和水解反应，导致不愉快的感官变化和必需氨基酸的减少。

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。五、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。

●低温缺氧或低温密封条件下，可以减少维生素的损失。

●水溶性维生素的敏感性：V B1＞V C＞V B6＞V B2＞叶酸＞V B12＞尼克酸

脂溶性维生素的敏感性：V E＞胡萝卜素＞V A＞V K＞V D

●

第三节辐射技术在食品保藏中的应用

一、辐射源

（一）放射性燃料

天然放射性元素或人工感应放射性同位素，在衰变过程中放出α粒子、β粒子或射线、γ光子或射线、中子等放射物和能量粒子。

食品辐射处理主要采用γ射线和β粒子，使用最多的是60C Oγ射线源，其次是137C Sγ辐射源。

（二）电子加速器

是用电磁场使电子获得较高能量，将电能转变成射线（高能电子射线、X射线）的装置。

用于食品辐射处理的加速器主要有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯变压器、微波电子直线加速器、高压倍加器、脉冲电子加速器等。

辐射剂量可以通过提高电压使电子流发出不同程度的光束动力来调节。

（三）X射线源

●利用高能电子束打击重金属靶子，可产生X射线。

●波长较长的软X射线，其穿透能量比较小。

●波长较短的硬X射线，其穿透能量比较强，适合用于食品的辐射处理。

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。

二、在食品保藏中的应用

（一）低剂量辐射（1KGy以下）

1、抑制蔬菜的发芽

蔬菜中的马铃薯、洋葱和大蒜等，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。

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：

⑴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。

⑵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。

⑶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。

2、杀虫和杀灭寄生虫

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：

(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。

3、延缓果实后熟

●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。

●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。

（二）中剂量辐射（ 1～10KGy ）

主要目的是减少食品中微生物的负荷量，减少非芽孢致病微生物的数量和改进食品的工艺特性。