国际辐照食品与食品辐照装置的发展与趋势分析课件.ppt

1、l国际辐照食品的发展历程国际辐照食品的发展历程l世界各国食品辐照情况简介世界各国食品辐照情况简介l食品辐照装置食品辐照装置l食品辐照的质量保证食品辐照的质量保证l辐照食品及食品辐照装置的发辐照食品及食品辐照装置的发展趋势展趋势l利用射线如利用射线如射线射线、x x射线射线或或电子束电子束对食品进对食品进行照射，以达到行照射，以达到抑制发芽抑制发芽、杀虫灭菌杀虫灭菌、改善品改善品质质、保鲜耐贮保鲜耐贮等目的，这种工艺过程叫食品辐等目的，这种工艺过程叫食品辐照加工。经过辐照加工的食品叫辐照食品。照加工。经过辐照加工的食品叫辐照食品。l1896年人类发现射线，也叫辐射，很快就让它年人类发现射线，也叫

2、辐射，很快就让它造福人类，用于食品加工。早在造福人类，用于食品加工。早在1905年英国就年英国就授予了食品辐照方面的专利，授予了食品辐照方面的专利，1921年美国农业年美国农业部官员就建议采用部官员就建议采用X射线对猪肉进行辐照，射线对猪肉进行辐照，1930年德国公司被授予采用年德国公司被授予采用X射线处理包装食射线处理包装食品的专利品的专利 l钴源辐照装置应用于食品辐照较早，钴源辐照装置应用于食品辐照较早，1974年年世界第一个商业化食品辐照日本仕幌土豆辐世界第一个商业化食品辐照日本仕幌土豆辐照装置。照装置。1994年美国第一座食品辐照装置运年美国第一座食品辐照装置运行。行。2000年第一座

3、用于食品辐照的商用年第一座用于食品辐照的商用X射射线装置投入运行。线装置投入运行。l2000年前后美国发布了一系列法规批准了多年前后美国发布了一系列法规批准了多种食品的辐照，食品辐照在全世界范围内得种食品的辐照，食品辐照在全世界范围内得到了更加迅速的发展。到了更加迅速的发展。l 到目前为止，全世界已经有到目前为止，全世界已经有57个国家和地区个国家和地区的政府或国际组织，批准了的政府或国际组织，批准了二百三十多种二百三十多种辐辐照食品可以上市。照食品可以上市。l美国是世界上最大的食品和农产品市场，也是世界上对辐照食品研究最深入的国家之一 l辐照作为提高食品安全性和作为一种检疫处理方法方面的研究

4、和法规建设，并成功地进行了商业化应用。l在食品辐照标准制定方面，美国政府早在1963年就批准了小麦及其制品的辐照，而后又批准了香辛料、猪肉防旋毛虫、粮食杀虫和新鲜水果蔬菜延长货架期的辐照处理，影响较大的是1997年批准的红肉制品的辐照处理。l1963年，FDA批准了小麦和小麦粉的辐照以用于病虫的控制，由于当时美国没有使用辐照，每年400，000吨小麦在乌克兰进行辐照。l1964年，首次在美国本土使用辐照技术。FDA批准了白马铃薯的辐照以延长其货架期。l20世纪70年代，美国宇航局NASA采用辐照方式对宇航员在太空使用的肉进行灭菌。至现在，美国宇航局仍然在使用辐照。l1997年，FDA批准红肉的

5、辐照。l2000年，美国农业部USDA的食品安全监督机构FSIS批准了牛肉的辐照。FDA批准了新鲜鸡蛋和易发芽种子的辐照。l2002年，美国农业部USDA就已经接受采用辐照方式对进口水果、蔬菜进行检疫处理。l2005年，FDA批准了软体贝壳类的辐照以用于控制新鲜的或者冰冻软体贝壳类中的病原体（如弧菌类和其他食源性病原体）。l2007年，美国农业部USDA批准了进口泰国、印度、巴基斯坦等国采用辐照方式检疫后的热带水果进入美国市场。l2008年，FDA批准了对新鲜卷心莴苣和菠菜进行辐照以控制食源性致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌。产品目的允许剂量（KGy）批准日期小麦及面粉杀虫0.2-0.51963.8

6、.21白马铃薯延长货架寿命0.05-0.11964.6.30白马铃薯延长货架寿命0.05-0.151965.11.1香料和调味用干菜（38种）干的或脱水灭菌，杀虫301983.7.5酶制剂（包括固定化酶制剂）控制昆虫和微生物101985.6.10白条猪或新鲜的未经热杀菌的分割肉扇控制旋毛虫0.3-1.01985.7.22新鲜水果推迟成熟11986.4.18食品杀虫11986.4.18干的或脱水酶制剂灭菌101986.4.18干的或脱水的芳香植物灭菌301986.4.18家禽灭菌31990.5.11新鲜食品抑制生长和成熟1食品节肢动物消毒1干的或脱水香料/调味品微生物消毒30新鲜或冷冻未加工家禽

7、制品控制病菌441970s冷藏未加工肉制品控制病菌4.51997冷冻未加工肉制品控制病菌71997新鲜鸡蛋控制沙门氏菌3.02000育种控制微生物致病体8.02000新鲜或冷冻软体贝壳类控制弧菌类和其他食源性病原体5.52005新鲜卷心莴苣和菠菜控制食源性病原体，延长货架期4.02008l欧盟议会决定2000年9月20日起允许出售和使用辐照草药，调味品和脱水蔬菜最大剂量为10kGy。l此前，欧盟中比利时，丹麦，芬兰，法国，意大利，荷兰,西班牙已经立法允许专项辐照食品上市，l此后，欧盟其他成员国奥地利，德国，希腊，卢森堡，葡萄牙，爱尔兰和瑞典也已经允许辐照食品上市。l根据英国（英格兰）2009年

8、7月实施的新的食品辐照条例来看，批准的食品辐照包括水果、蔬菜、谷物、球茎和块茎类食物、干草药、香料和调味品、鱼和贝类以及家禽肉等7类。l总体而言，欧盟对辐照食品持相当严格和谨慎的态度，尤其是对用于食品辐照的装置具有非常严格的审批程序，下表是经欧盟批准的用于食品辐照的装置情况。l欧盟欧盟共有10个国家个国家的21座辐照装置座辐照装置获得欧盟的食品辐照的批准；l欧盟之外欧盟之外共有4个国家个国家的7座辐照装置座辐照装置获得了欧盟的食品辐照的批准；l中国也已经有几家单位向欧盟提出了申请，但目前尚未获得批准。国家名称法国德国西斑牙荷兰比利时、捷克、匈牙利、意大利、波兰、英国装置数量7421国家名称南非

9、南非泰国泰国瑞士、土耳其装置数量321欧盟成员国非欧盟成员国l日本北海道的土豆辐照设施是世界上较早的商业化运行的辐照设施，其在1974年就开始运营主要应用于土豆的抑制发芽；l2007年日本政府拨出资金列入专题，对国际辐照食品进行专项调查，以推动日本国内辐照食品的发展。l调味品的辐照正在审批阶段。l近年，澳大利亚和新西兰取消了1989年以来对食品辐照的禁令。l1999年下半年澳大利亚新西兰食品标准委员会(ANZFSC)核准了澳新食品主管局(ANZFA)标准AI7食品辐照。l该标准规定，对食品、食品配料或成分进行辐照或再次辐照要得到根据逐项审核原则作出的许可，并对有关的辐照剂量、包装材料及认可的场

10、所和设施实施严格的条件限制。该标准要求辐照食品进行标识。l南非：批准了绝大多数食品的辐照处理；主要辐照产品：调味品、蜂蜜等。辐照食品总量很大；l以色列：辐照食品的发展速度较快。l辐照作为检疫的一种方法已经在全世界范围内进行了大量的科学研究积累，实验结果表明采用低剂量的射线、电子束或者X射线对水果害虫进行辐照处理，能引致害虫的不育或者延缓死亡，同时辐照检疫方法具有杀虫时间短，杀虫彻底，处理不需拆包、不受温度影响、对寄主安全，没有残留和环境污染问题。l联合国粮农组织（FAO）发布的国际植物检疫措施标准（ISPN）第18号出版物（2003）植物检疫措施的准则 辐照处理，又为各国采用辐照作为检疫方法提

11、供了共同的准则，截至2008年底，全世界范围内已经有多个国家批准了多种水果的辐照检疫 出口国家或地区水果种类进口国家最低剂量（Gy）澳大利亚芒果、木瓜新西兰150或250美国夏威夷荔枝、香蕉、面包果、杨桃、柑橘、火龙果、菠萝蜜、荔枝、龙眼、芒果、莽吉柿、甜瓜、番石榴、菠萝、人心果等美国本土150或400印度芒果美国400印度芒果澳大利亚400墨西哥番石榴美国400泰国荔枝、龙眼、芒果、莽吉柿、菠萝和红毛丹美国400越南火龙果美国400l在泰国，有两家美国农业部认可的辐照装置：一家为政府拥有的泰国辐照中心，另一家为Isotron的伽马辐照装置，这两座辐照装置都靠近泰国曼谷 l2008年，泰国有大

12、约1700吨吨的水果辐照后出口到美国，大部分是龙眼（占总数2/3）和山竹，少量为红毛丹果和芒果。l估计，2009年出口总量基本不变。l2007年，在芒果销售的三四个月中，大约有170吨的芒果辐照后出口到美国；l2008年，出口量为275吨；l2009年，预计为300吨。l印度生产的芒果占世界总产量的一半，但由于基础设施不完善和检疫的限制，其出口量还不足世界芒果交易的1%。l预计未来芒果辐照的数量将继续扩大。l美国允许从越南中部省份Binh Thuan进口辐照后的火龙果火龙果；l主要有两家单位：越南VINAGAMMA的钴源辐照装置和Son Son的电子加速器装置用于水果辐照；l从2008年10月

13、开始，每周大约运输7吨 l芒果、番木瓜果和荔枝已经获批进行辐照处理；l2008年辐照水果总量为800m3；l2009年的处理量为660m3，辐照总量减少是由于运输受阻的原因。l用于食品加工的辐照装置有用于食品加工的辐照装置有辐照装置、辐照装置、电子束辐照装置和电子束辐照装置和X射线辐照装置等三射线辐照装置等三大类。大类。l为了保证食品辐照的安全，用于食品辐为了保证食品辐照的安全，用于食品辐照的射线能量有所限制：照的射线能量有所限制：加速器的电子束能加速器的电子束能量不大于量不大于10MeV；X射线的能量不大于射线的能量不大于5 MeV；辐辐射源采用钴射源采用钴-60和铯和铯-137。l装置本身

14、还分为试验开发、可移动式和装置本身还分为试验开发、可移动式和商业化辐照装置。商业化辐照装置。（1）要求辐照食品的装置更加安全可靠）要求辐照食品的装置更加安全可靠 当然凡是辐照装置都要求安全可靠，当然凡是辐照装置都要求安全可靠，但食品辐照装置需要更加安全。首先它但食品辐照装置需要更加安全。首先它处理的是食品，处理的是食品，在任何情况下食品都不在任何情况下食品都不能同放射源有任何的碰撞和接触能同放射源有任何的碰撞和接触，另一，另一方面在辐照过程中发生事故，方面在辐照过程中发生事故，不仅仅有不仅仅有人身和设备的安全问题，还有辐照食品人身和设备的安全问题，还有辐照食品的安全问题的安全问题。（2）要保证

15、食品经过辐照加工后不仅没有）要保证食品经过辐照加工后不仅没有放射源的污染和残留，也不能产生感生放射源的污染和残留，也不能产生感生放射性放射性，这就要求：，这就要求：加速器电子束能量不大于加速器电子束能量不大于10MeV X射线不大于射线不大于5 MeV（美国已在（美国已在2005年批准年批准IBA的的RHODOTRON加速器加速器7MeV的的X射线用于食品辐照。）射线用于食品辐照。）辐射源辐射源采用采用钴钴-60（光子能量分别为光子能量分别为1.33 MeV和和1.17 MeV）铯铯-137（光子能量为光子能量为0.66 MeV）。）。（3）要求辐照装置能实现剂量范围比较宽）要求辐照装置能实现

16、剂量范围比较宽的辐照工艺的辐照工艺 食品辐照加工有时需要食品辐照加工有时需要总吸收剂量总吸收剂量只有数十只有数十Gy，有，有的却要求高达数千的却要求高达数千Gy,相差数百甚至上千倍相差数百甚至上千倍。在同一个。在同一个辐照装置上，有时要求辐照装置上，有时要求高剂量率、短时间辐照高剂量率、短时间辐照，如海，如海产品、冷冻食品、肉食品的杀虫防腐处理。而有时则产品、冷冻食品、肉食品的杀虫防腐处理。而有时则需要需要低剂量率，辐照时间相对要长一些低剂量率，辐照时间相对要长一些，如水果、蔬，如水果、蔬菜的保鲜处理等，在同一台装置上能完成这样的辐照菜的保鲜处理等，在同一台装置上能完成这样的辐照工艺，对辐照装

17、置要求是非常高的。工艺，对辐照装置要求是非常高的。尤其是水果的辐照，最低剂量一般为尤其是水果的辐照，最低剂量一般为150-400Gy150-400Gy，同时对最大剂量的要求比较严格。同时对最大剂量的要求比较严格。（4）要求辐照装置能实现均匀辐照）要求辐照装置能实现均匀辐照 首先，食品其首先，食品其最大可忍受剂量和最低有效最大可忍受剂量和最低有效剂量之间相差不大剂量之间相差不大。辐照装置在处理这类食品。辐照装置在处理这类食品时必须保证达到最低有效剂量而不能超过最大时必须保证达到最低有效剂量而不能超过最大可忍受剂量。可忍受剂量。其次，食品辐照加工的安全性要求其次，食品辐照加工的安全性要求尽量降尽量

18、降低食品的总吸收剂量低食品的总吸收剂量，只有在那些吸收剂量不，只有在那些吸收剂量不均匀系数低的装置上进行辐照，才能更好的达均匀系数低的装置上进行辐照，才能更好的达到这一要求。到这一要求。第三，食品是关系到人类生活的大事，当第三，食品是关系到人类生活的大事，当然是加工成本越低越好，降低吸收剂量的不均然是加工成本越低越好，降低吸收剂量的不均匀系数，可以降低总吸收剂量，也匀系数，可以降低总吸收剂量，也可以降低加可以降低加工成本工成本。（5）要求辐照装置能提供综合处理的手段）要求辐照装置能提供综合处理的手段 为了提高辐照食品的安全性，尽量降低吸为了提高辐照食品的安全性，尽量降低吸收剂量，降低处理成本。

19、现在食品处理工艺越收剂量，降低处理成本。现在食品处理工艺越来越倾向于综合处理的工艺，例如：来越倾向于综合处理的工艺，例如：辐照与冷辐照与冷冻冻，辐照与化学处理辐照与化学处理，辐照与密封真空包装辐照与密封真空包装等等技术综合处理。这就要求我们的食品辐照装置技术综合处理。这就要求我们的食品辐照装置能够提供综合处理的手段。（越南要求带冷冻）能够提供综合处理的手段。（越南要求带冷冻）（6）要求能提供比较准确的吸收剂量测试手段）要求能提供比较准确的吸收剂量测试手段 因为食品辐照加工因为食品辐照加工要求吸收剂量比较严格要求吸收剂量比较严格，因而需要比较准确的吸收剂量测试手段因而需要比较准确的吸收剂量测试手

20、段 辐照装置辐照装置作为目前食品，农副产品辐照作为目前食品，农副产品辐照加工的主要技术装备得到越来越广泛的应用，加工的主要技术装备得到越来越广泛的应用，国外工业国外工业辐照装置正向辐照装置正向大型化，专业化，标大型化，专业化，标准化准化发展，美国的装置单座装源能力已超过发展，美国的装置单座装源能力已超过4.441017Bq（1200万居里），而我国自己设万居里），而我国自己设计的工业计的工业辐照装置大都是辐照装置大都是中小型综合多用途中小型综合多用途的装置，但是的装置，但是20002000年以后新建的辐照装置大多年以后新建的辐照装置大多均为大型工业化辐照装置。均为大型工业化辐照装置。国际上的钴

21、国际上的钴-60辐照装置绝大部分都是辐照装置绝大部分都是由加拿大的由加拿大的MDS Nordion提供，我国三强提供，我国三强核力公司自主研发设计的核力公司自主研发设计的SQ（H）型工业）型工业钴源辐照装置已经于钴源辐照装置已经于2006年在艾索创泰国年在艾索创泰国公司投产，该装置除了用于医疗器械的灭公司投产，该装置除了用于医疗器械的灭菌，还用于宠物饲料、冰冻鱼以及水果的菌，还用于宠物饲料、冰冻鱼以及水果的辐照，并获得了美国农业部（辐照，并获得了美国农业部（USDA）颁）颁发的辐照许可。发的辐照许可。l最近北京三强核力辐射工程技术有限公司已经完成了SQ（G）型工业辐照装置的开发并即已经安装在杭

22、州；l该装置采用辊道和链条输送机，承重能力大大提升；l特别适合食品辐照。最近几年由于最近几年由于钴钴-60源源市场紧缺，市场紧缺，辐照装置的辐照装置的环境问题环境问题，再加上，再加上工业加速工业加速器器本身在能量、束流、功率及安全方面本身在能量、束流、功率及安全方面技术技术有重大有重大突破突破，特别是，特别是束下装置的完束下装置的完善善，加速器的辐照应用具有大发展趋势，加速器的辐照应用具有大发展趋势，特别是它在辐照消毒，辐照食品方面也特别是它在辐照消毒，辐照食品方面也能发挥能发挥能量高，功率大，处理量大能量高，功率大，处理量大的特的特点，下面简介几种近年来新发展起来的点，下面简介几种近年来新发

23、展起来的加速器。加速器。（1）IBA公司的公司的RHODOTRON加速器加速器 该加速器该加速器1996年研制成功，到目前为止已在美年研制成功，到目前为止已在美国、日本、法国、瑞典、西斑牙、丹麦、奥地国、日本、法国、瑞典、西斑牙、丹麦、奥地利等国家有利等国家有30多台多台生产线已经或即将投入运行，生产线已经或即将投入运行，主要用于食品辐照和辐照消毒。目前已有一台主要用于食品辐照和辐照消毒。目前已有一台TT-200的的IBA加速器在中国上海地区投入运行加速器在中国上海地区投入运行（2）IBA公司的公司的Betaline可移动自屏蔽式生产线可移动自屏蔽式生产线 该生产线可用于小包装食品，羊肉片，牛

24、排等该生产线可用于小包装食品，羊肉片，牛排等食品加工，可移动，可在普通厂房内作为生产食品加工，可移动，可在普通厂房内作为生产线在线消毒装置。线在线消毒装置。（3）俄罗斯科学院新西伯利亚分院核物理）俄罗斯科学院新西伯利亚分院核物理研究所研究所 双扫描头，可转为双扫描头，可转为X射线，转换效率超过射线，转换效率超过8-10，既可用于辐照食品，也可用于，既可用于辐照食品，也可用于辐照消毒，已有两台于辐照消毒，已有两台于2001年在美国投年在美国投入运行。入运行。（4）日新公司和三菱重工公司）日新公司和三菱重工公司 以上装置已在日本用于辐照食品和辐照以上装置已在日本用于辐照食品和辐照消毒并投入运行。消

25、毒并投入运行。质量管理的重要性质量管理的重要性:保证食品辐照的质量既要有好的硬件保证食品辐照的质量既要有好的硬件包括包括高水平的辐照装置高水平的辐照装置和和必要的仪器仪必要的仪器仪表表,更需要有更需要有完善的软件系统完善的软件系统,那就是那就是良好良好的管理的管理。辐照食品的质量控制最主要的。辐照食品的质量控制最主要的是是吸收剂量的准确和有效性吸收剂量的准确和有效性的控制。的控制。(1)保证装置在良好状态下运行保证装置在良好状态下运行:运行规程、运行规程、人员素质、定期维修人员素质、定期维修 (2)放射源板的定位精度放射源板的定位精度:(3)辐照吊箱的中心位置辐照吊箱的中心位置:(4)被辐照食

26、品箱的装载位置被辐照食品箱的装载位置:(5)停留时间的修正停留时间的修正:货物装载板源架过渡机械布置示意图过源机械示意图l美国某加速器辐照中心l采用塑料泡沫材料塑料泡沫材料l目的1：固定货物的位置以保证加工质量保证加工质量l目的2：保护产品包装保护产品包装l目的3：减缓输送过程中货物与容器的冲击，保护产品和装置的安保护产品和装置的安全全（1）采用）采用准确度高、可比对、符合标准的准确度高、可比对、符合标准的计量计计量计.(2)计量实验室和菌检实验室计量实验室和菌检实验室：确定吸收：确定吸收剂量细菌、病原微生物、害虫有效的温剂量细菌、病原微生物、害虫有效的温度、压力、湿度等环境条件。度、压力、湿

27、度等环境条件。(3)如需要，则须对如需要，则须对辐照室辐照环境辐照室辐照环境进行进行测试监督。测试监督。(4)对辐照保鲜食品须确定有呼吸高峰或对辐照保鲜食品须确定有呼吸高峰或无呼吸高峰条件下剂量的无呼吸高峰条件下剂量的有效性有效性。lISO-9000;ISO-14000;ISO-11137；l欧洲欧洲:NQA BSI(英国英国)；TUV(德国德国);EN-552;l美国美国 FDA USDAl食品安全问题食品安全问题是一个全球性问题，随着人们物质生活的提高，对食品安全的要求越来越高，同时世界各国对食品添加剂的应用越来越严格，对食品辐照的发展是个利好；l同时美国对于辐照食品的支持态度美国对于辐照

28、食品的支持态度，将会对各国对辐照食品的态度产生持续的积极影响。l总体而言，辐照食品将会被越来越多的国家和人们所接受，同时及应用范围和规模将会继续扩大。但是，辐照食品由于其特殊性，各国将会继续加大对辐照食品的监管力度加大对辐照食品的监管力度，对辐照食品的批准仍然会比较谨慎。l钴钴-60辐照装置辐照装置由于辐照工艺和各种条件越来越成熟，在未来一段时间内仍然是食品辐照的主要技术装备。在未来一段时间内仍然是食品辐照的主要技术装备。但是用于食品辐照的钴-60辐照装置将向专业化、大型专业化、大型化、标准化、高度自动化化、标准化、高度自动化方向发展。l专业化：专业化：由现在的大多数为多功能辐照装置向食品专用

29、辐照装置发展；l大型化：大型化：单座设计装源能力和实际装源能力将继续扩大；l标准化标准化：形成更多更好的标准化系列产品，如诺迪安公司的JS系列以及三强核力的SQ系列；l高度自动化高度自动化：随着人力成本的提高，自动装卸料以及连接立体库的自动化程度将继续提高。l由于技术上、经济上以及历史的因素，现在钴-60辐照装置仍然是食品辐照的主要装备，但最近几年由于钴钴-60源市场紧缺源市场紧缺、成本增加以及运输问题成本增加以及运输问题，钴-60辐照装置的潜在环境问题。潜在环境问题。l工业加速器本身在能量、束流、功率及安全方面技术有重大突破，特别是束下装置的完善，加速器的辐照应用具有大发展趋势，特别是它在辐

30、照食品方面也能发挥能量高，功率大，处理量大的特点l美国国会美国国会批准的一个报告放射源的使用与替代放射源的使用与替代也建议逐步采用加速器替代放射源的应用。l加速器逐步取代钴加速器逐步取代钴-60辐照装置将是一个发展趋势。辐照装置将是一个发展趋势。lDS 409(107#)IAEA 射线、电子束、X射线辐照装置的辐射安全：向成员国征求意见中lGB17568-2008 辐照装置设计建造和使用规范：已发布，2009年8月1日开始实施lGB10252-2009 辐照装置的辐射防护与安全辐照装置的辐射防护与安全标准标准：已发布，2010年年6月月1日开始实施日开始实施lGB/T XXXX-XXXX 辐射加工用电子加速器工程通用规范：已完成征求意见稿