第十一章-食品辐照保藏修改课件.ppt
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- 第十一 食品 辐照 保藏 修改 课件
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1、第三章第三章 食品原料保鲜原理与技术食品原料保鲜原理与技术第一部分第一部分 食品化学保藏食品化学保藏 第一节第一节 概述概述一、概念1.在食品生产和贮运过程中适用在食品生产和贮运过程中适用食品添加剂食品添加剂提高提高食品的耐藏性和尽可能保持原有品质的措施,主食品的耐藏性和尽可能保持原有品质的措施,主要作用保持或提高食品品质和要作用保持或提高食品品质和延长食品保藏期延长食品保藏期。2.保藏食品添加剂:保藏食品添加剂:防腐剂防腐剂抗氧化剂抗氧化剂保持质构作用添加剂保持质构作用添加剂3.化学保藏剂(化学保藏剂(保鲜剂保鲜剂):任何添加到食品中用于防止):任何添加到食品中用于防止或者延迟食品变质的添加
2、物。不包括盐、糖、醋、香或者延迟食品变质的添加物。不包括盐、糖、醋、香料以及熏烟,或者主要功能为杀虫或者草药功能的物料以及熏烟,或者主要功能为杀虫或者草药功能的物质。质。二、化学保藏的原理 抑制微生物生长和推迟化学反应发生,在有限时间内保持食品原来品质状态,属于暂时性保藏。防腐剂只能延长细菌生长滞后期,因而只有未遭细菌严重污染的食品,利用化学防腐剂才有效。抗氧化剂也是如此,在化学反应尚未发生前添加。并不能改善低质食品的品质,即如果食品腐败变质和氧化反应已经开始,决不能利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。方法简便易行方法简便易行容易实施容易实施经济经济需控制使用量需控制使用量三
3、、特点第二节第二节 食品添加剂及其使用问题食品添加剂及其使用问题一、食品添加剂 1.概念概念 2.食品添加剂与食品配料的区别食品添加剂与食品配料的区别为改善食品的色、香、味以及防腐变质,适应食品加为改善食品的色、香、味以及防腐变质,适应食品加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物质或天然工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物质或天然物质。物质。食品配料食品配料:是公认安全的物质,无需进行毒理评价,:是公认安全的物质,无需进行毒理评价,用量比较大,一般在用量比较大,一般在3%以上,如盐、糖、大豆蛋白、以上,如盐、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉、植脂末等。奶油、淀粉、植脂末等。食品添加剂食品添加剂:需要
4、经过毒理学检验,并有一定:需要经过毒理学检验,并有一定ADI值。值。二、使用原则v符合符合食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准,遵守,遵守 食品添加剂卫生管理办法食品添加剂卫生管理办法。v杜绝滥用食品添加剂,尽量少用或不用。杜绝滥用食品添加剂,尽量少用或不用。第二部分第二部分 食品辐射保藏食品辐射保藏第一节第一节 概述概述辐射保藏:辐射保藏:利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料,进利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料,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
5、期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。的方法和技术。v 高效加工手段高效加工手段;穿透性强穿透性强;温度变化小、可在常温度变化小、可在常温下进行温下进行;优点优点节能节能;无残毒无残毒;易控制;易控制;目前辐射加工技术已目前辐射加工技术已向很多行业渗透。向很多行业渗透。.缺点缺点 有时酶不能有时酶不能完全失活;完全失活;控制适合辐照控制适合辐照剂量,可能产剂量,可能产生不好的感官生不好的感官性变化;性变化;需较大投资及需较大投资及专门设备产生专门设备产生辐射源,操作辐射源,操作人员需采取防人员需采取防护措施;护措施;各国允许辐照各国允许辐照食品种类差别食品种类差
6、别较大,多数需较大,多数需特别标注。特别标注。采用辐射技术加工食品早在采用辐射技术加工食品早在20世纪世纪40年代就已开年代就已开始进行,始进行,50年代美国等国家加强了研究,年代美国等国家加强了研究,70年代年代证明了辐照食品的卫生安全性,证明了辐照食品的卫生安全性,80年代各国开始建年代各国开始建立规程、法规、标准。立规程、法规、标准。1984年,代表年,代表130多个国家的食品法典委多个国家的食品法典委员会(员会(CAC)向成员国建议辐照食品)向成员国建议辐照食品CAC标准及辐照食品设施推荐规程。标准及辐照食品设施推荐规程。1980年年FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专辐照食品安
7、全联合专家委员会结论:辐照食品总平均剂量家委员会结论:辐照食品总平均剂量10kGy以以下不需要做毒理学实验,无特殊营养和微生物下不需要做毒理学实验,无特殊营养和微生物学问题。学问题。国内外发展简况国内外发展简况迄今为止,已有迄今为止,已有40多个国家批准多个国家批准了了100多种类的辐多种类的辐照食品。但辐照照食品。但辐照技术真正大规模技术真正大规模商业化应用,从商业化应用,从20世纪世纪90年代开年代开始。始。辐照加工技术虽然辐照加工技术虽然从技术讲已相对成从技术讲已相对成熟,但由于公众接熟,但由于公众接受性、各类别食品受性、各类别食品的标准、法规以及的标准、法规以及检验、辐照设施等检验、辐
8、照设施等尚存在一定问题,尚存在一定问题,辐照食品仍未被广辐照食品仍未被广泛接受。泛接受。ThemeGallery is a Design Digital Content&Contents mall developed by Guild Design Inc.从健康环境和安全角度,溴甲烷、二溴已烷从健康环境和安全角度,溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越来越被禁用,食品辐照可取代和环氧乙烷越来越被禁用,食品辐照可取代化学熏蒸。化学熏蒸。1997年蒙特利尔公约会议决定发年蒙特利尔公约会议决定发达国家在达国家在2005年前、发展中国家在年前、发展中国家在2015年前年前彻底禁用溴甲烷,这使食品辐照的替代作用
9、彻底禁用溴甲烷,这使食品辐照的替代作用更突出。食源性疾病近年来在美国、日本等更突出。食源性疾病近年来在美国、日本等地多有发生,沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌地多有发生,沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致的疾病与、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有明显关联。如辐照食品近年的发展有明显关联。如1997年年美国美国2500万磅牛肉末受大肠杆菌万磅牛肉末受大肠杆菌O157:H7污染,污染,9万人致病,万人致病,25人死亡,导致了美国历人死亡,导致了美国历史上最大一次冻汉堡包的回收(约史上最大一次冻汉堡包的回收(约1万吨)。万吨)。此事件直接导致此事件直接导致19
10、97年年12月美国月美国FDA批准了批准了红肉辐照。红肉辐照。我国辐射加工食品产业化发展也很快,我国辐射加工食品产业化发展也很快,1984-1994年共批准年共批准18种辐照食品,种辐照食品,1996年正式颁年正式颁布布“辐照食品卫生管理办法辐照食品卫生管理办法”,1997年公布年公布“辐照食品类别卫生标准辐照食品类别卫生标准”,进一步鼓励对进,进一步鼓励对进口食物、食品原料以及国内口食物、食品原料以及国内6大类食品进行辐大类食品进行辐照处理。照处理。第二节第二节 辐射基本原理辐射基本原理一、辐射类型一、辐射类型 辐射指能量传递的一种方式,在电磁波谱辐射指能量传递的一种方式,在电磁波谱中,根据
11、中,根据能量相应的大小能量相应的大小可将电磁波分成可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、无线电波、微波、红外、可见、紫外线、X射线和射线和射线。射线。频率 波长=C=C/低频辐射区1018HzE能量无线电波 微波红外可见紫外X射线和射线105Hz 1010 1015 1018 10203km 3cm 3m 3nm 0.3nm410-10 ev 410-5 410-3 4 4102 4k 4M v低频辐射线(非电离辐射):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,也可起到加分子产生转动或振动而产生
12、热,也可起到加热杀菌作用。热杀菌作用。v高频辐射线(电离辐射):高频辐射线(电离辐射):频率较高、能量大,如频率较高、能量大,如X-,-射线,可使物射线,可使物质的原子受到激发或电离,因而可起到杀菌质的原子受到激发或电离,因而可起到杀菌作用(冷杀菌)。作用(冷杀菌)。二、二、-、-、-、X-射线射线1.放射性同位素放射性同位素当原子序数在当原子序数在84以上,原子核不稳定,能以一定的速率放以上,原子核不稳定,能以一定的速率放出射线,由这种原子组成的元素称为放射性同位素。出射线,由这种原子组成的元素称为放射性同位素。自然界中有天然的不稳定同位素,但还有一些是使用原子自然界中有天然的不稳定同位素,
13、但还有一些是使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造。反应堆及粒子加速器等人工制造。(1)-射线:射线:当同位素中,当同位素中,n:p+1.5:1,从原子核中放射出带从原子核中放射出带2p+和和2n的带正电高速粒子流(氦核)的带正电高速粒子流(氦核)称为称为-射线。射线。(2)-射线:射线:当核内中子数和质子数不等时,若某一中子释放当核内中子数和质子数不等时,若某一中子释放出能量转变成质子(出能量转变成质子(np+)np+-(带负电的高速电子带负电的高速电子);若核内若核内p+n时时(这种情况一般指在加速器中这种情况一般指在加速器中),p+1.02Mevn+(带正电荷的高速电子)(带正电荷的高速电
14、子)-和和+-粒子是带正电荷和负电荷的高速电子粒子是带正电荷和负电荷的高速电子。(3)X-射线射线 若核内质子在外层电子云中,从若核内质子在外层电子云中,从K层层捕获电子,转变成中子,捕获电子,转变成中子,p+e-n 当当K层(低能态)电子被捕获后剩下一空穴,则高层(低能态)电子被捕获后剩下一空穴,则高能态(外层)电子会捕获进去,释放出能量能态(外层)电子会捕获进去,释放出能量X-射线(原子核外电子所放出的能量)。射线(原子核外电子所放出的能量)。(4)-射线射线 当原子核在发射了当原子核在发射了-和和-射线或射线或k-捕获捕获后,核的能级处于激发态(高能态),当这种激发后,核的能级处于激发态
15、(高能态),当这种激发态回到基态时,原子发出光子流态回到基态时,原子发出光子流-射线射线(即不(即不带电荷的粒子流)。带电荷的粒子流)。以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发以上这些射线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。生电离作用的能力和不同穿透程度的能力。同位素同位素(isotopes)v-射线射线:相对质量较大,电离能力大,穿透能:相对质量较大,电离能力大,穿透能 力小力小v-射线射线:为:为-射线质量的几千分之一,穿透能射线质量的几千分之一,穿透能力比力比-射线大。射线大。v-射线射线:电离能力比:电离能力比-、-射线小,但穿透能射线小,但穿透能
16、力比它们大。力比它们大。vX-射线射线:电离能力小,穿透能力很强。:电离能力小,穿透能力很强。粒子粒子(Beta particles)射线射线(Gamma rays)2.放射性衰变放射性衰变v每个放射性同位素放出射线后,就转变成另每个放射性同位素放出射线后,就转变成另一个原子核,从不稳定的元素变成稳定同位一个原子核,从不稳定的元素变成稳定同位素,原子核转变过程称为素,原子核转变过程称为放射性衰变放射性衰变。v若放射性强度因衰变而降低到原来的一半所若放射性强度因衰变而降低到原来的一半所需要的时间称为需要的时间称为半衰期半衰期。辐射剂量辐射剂量l“剂量剂量”指在辐照场内,单位质量被辐照物质吸收的指
17、在辐照场内,单位质量被辐照物质吸收的辐照能量。辐照能量。dQ/dml居里居里(Ci)放射线单位放射线单位.1Ci表示和表示和1g镭相同衰变物质的镭相同衰变物质的能量能量l伦琴伦琴(R)照射剂量测定单位照射剂量测定单位0.001293g标况空气中生标况空气中生成成1个静电单位电荷离子个静电单位电荷离子,射线或射线或射线的照射剂量射线的照射剂量辐照能量的剂量单位辐照能量的剂量单位1Kg被辐照物质被吸收被辐照物质被吸收1J辐照能量的剂量单位辐照能量的剂量单位为为1戈瑞戈瑞(Gray,Gy)1g被辐照物质吸收被辐照物质吸收1尔尔格辐照能量的剂量单位格辐照能量的剂量单位为为1拉德拉德(rad)(1J=1
18、07尔格)尔格)辐照量与吸收剂量辐照量与吸收剂量吸收剂量吸收剂量反映的是被照射物质吸收反映的是被照射物质吸收辐照能量的程度;辐照能量的程度;辐照量辐照量为或为或射线辐照场强度的射线辐照场强度的量度,描述的是电磁辐射在空气中量度,描述的是电磁辐射在空气中的电离程度;的电离程度;居里居里、伦琴是用于放射量的单位,、伦琴是用于放射量的单位,拉德、拉德、戈瑞戈瑞是吸收剂量的单位。是吸收剂量的单位。四、辐射源四、辐射源v人工放射性同位素人工放射性同位素v电子加速器电子加速器v防护设备防护设备第三节第三节 食品辐照保藏原理食品辐照保藏原理 辐照效应:物理学效应、化学效应、生物学效应。辐照效应:物理学效应、
19、化学效应、生物学效应。一、辐射物理学效应辐射物理学效应(一)原子能射线与物质作用(一)原子能射线与物质作用 hM M+e(二)电子射线作用(二)电子射线作用 康普顿散射康普顿散射光电子、康普顿电子、电子对光电子、康普顿电子、电子对第三节第三节 食品辐照保藏原理食品辐照保藏原理二、辐射化学效应辐射化学效应 由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及质由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及质子的基本过程:子的基本过程:初级辐射,初级辐射,使物质形成离子、激发态分子或分子使物质形成离子、激发态分子或分子碎片。碎片。次级辐射次级辐射,使初级辐射的产物相互作用,生成与使初级辐射的产物相互作用,生成与原始物质不同
20、的化合物。原始物质不同的化合物。v初级辐射一般无特殊条件,而次级辐射与温初级辐射一般无特殊条件,而次级辐射与温度等其它条件有关。度等其它条件有关。酶酶氨基酸与氨基酸与蛋白质蛋白质糖类糖类脂类脂类水水维生素维生素氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质l辐照干燥状态氨基酸,主要反应脱氨基作辐照干燥状态氨基酸,主要反应脱氨基作用而产生氨用而产生氨l辐照氨基酸水溶液辐照氨基酸水溶液,由于水分子存在会产生由于水分子存在会产生辐照间接效应辐照间接效应;不同氨基酸、放射线剂量以不同氨基酸、放射线剂量以及有无氧气和水分及有无氧气和水分,得到生成物及其得率均得到生成物及其得率均不同不同含有巯基和含有巯基和二硫键的含二硫键
21、的含硫氨基酸对硫氨基酸对放射线有极放射线有极高的敏感性高的敏感性,会发生羟基会发生羟基化、脱氨、化、脱氨、氧化及脱羧氧化及脱羧反应反应放射线引起的放射线引起的-SH基氧化、脱基氧化、脱氨、脱羧以及氨、脱羧以及苯酚和多环式苯酚和多环式氨基酸自由基氨基酸自由基的氧化反应的氧化反应,会会导致蛋白质的导致蛋白质的结构变化结构变化,产生产生分子变形分子变形,凝聚凝聚,黏度降低黏度降低,溶解溶解度变化等度变化等肉接受照射后肉接受照射后产生挥发性物产生挥发性物质主要有甲硫质主要有甲硫醇醇,链状烷烃链状烷烃,链链状烯烃状烯烃l冻结温度下照射,产生挥发性物质冻结温度下照射,产生挥发性物质,但未发现氨基酸组成发生
22、变化但未发现氨基酸组成发生变化l放射线杀菌未引起肉蛋白质营养损放射线杀菌未引起肉蛋白质营养损失失l新鲜肉、加工肉都会因放射线照射新鲜肉、加工肉都会因放射线照射而发生褐变而发生褐变酶酶n纯酶稀溶液对辐照很敏感纯酶稀溶液对辐照很敏感n在复杂食品体系中酶很容易被保护起来在复杂食品体系中酶很容易被保护起来,钝化时需要相当大辐照剂量钝化时需要相当大辐照剂量n无氧条件下无氧条件下,干燥酶经照射后失活干燥酶经照射后失活,与酶与酶的种类无太大关系的种类无太大关系糖类糖类u糖的旋光度减少糖的旋光度减少,发生褐变发生褐变,还原性以及吸收还原性以及吸收光谱等均发生变化光谱等均发生变化u稀释单糖溶液有初级和次级辐照效
23、应稀释单糖溶液有初级和次级辐照效应u辐照多聚糖会降解产生葡萄糖、麦芽糖、糊辐照多聚糖会降解产生葡萄糖、麦芽糖、糊精等精等u植物组织中的果胶质解聚从而使组织变软植物组织中的果胶质解聚从而使组织变软;动物组织中的糖原会断裂成小分子动物组织中的糖原会断裂成小分子u剂量为剂量为20Mrad以下时以下时,淀粉粒的构淀粉粒的构造几乎不变造几乎不变,但分子量减少但分子量减少,链长缩链长缩短短u用用2Mrad放射线照射直链淀粉放射线照射直链淀粉,其平其平均聚合度由均聚合度由1700降为降为350,支链淀粉支链淀粉的链长变为的链长变为15个葡萄糖单位以下个葡萄糖单位以下u与加热处理相比与加热处理相比,放射线照射
24、能明显放射线照射能明显地降低淀粉液的黏度地降低淀粉液的黏度脂类脂类p产生正烷类、正烯类、醛类、酮类等产生正烷类、正烯类、醛类、酮类等化合物化合物p照射后产生的异味对食品的感官品质照射后产生的异味对食品的感官品质有很大的影响有很大的影响p牛乳脂肪因照射产生巧克力或蜡样气牛乳脂肪因照射产生巧克力或蜡样气味味,尤其鱼脂质尤其鱼脂质,由高度不饱和脂肪酸氧由高度不饱和脂肪酸氧化引起的异味更明显化引起的异味更明显p放射线照射促进脂质的自动氧化过程放射线照射促进脂质的自动氧化过程维生素维生素水溶性维生素中以水溶性维生素中以VC的辐照敏感性的辐照敏感性最强最强脂溶性维生素对辐照均很敏感脂溶性维生素对辐照均很敏
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