《食-品-保-藏-原-理》第八章-食品的辐射保藏课件.pptx

1、第八章第八章 食品的辐射保藏食品的辐射保藏第八章 食品的辐射保藏第一节 概述第二节 食品辐射保藏的基本原理第三节 影响辐射效果的因素第四节 辐射对食品的影响第五节 辐射在食品保藏中的应用学习目标1.掌握食品辐射保藏的概念及特点2.了解辐射保藏的发展现状，并掌握其在食品保藏中的应用。3.理解食品辐射保藏的基本原理。4.掌握辐射对食品产生的化学和生物学效应，影响辐射效果的因素以及食品辐射类型。第一节 概 述 一、概念食品的辐射保藏就是利用原子能射线所产生的辐射能量对各类食品进行杀菌、杀虫、抑制果实发芽、调节呼吸、延迟后熟、防止食品腐败变质等处理，可最大限度地保持食品原有的品质，从而延长食品的保藏期

2、。第一节 概 述 一、特点1234能耗少、费用低安全、无化学物质残留射线的穿透力强对食品原有特性影响小1.优越性56适应范围广加工效率高第一节 概 述 二、特点2.不足12食品品质发生改变，产生辐射味食品辐射技术的复杂化和差异化三、发展第一节 概 述 发展发展1认为是一种食品添加剂认为是一种食品添加剂确认不属添加剂范畴确认不属添加剂范畴，并用于商业食品，并用于商业食品 安全性得到认可，相关安全性得到认可，相关法规正式颁布法规正式颁布商业辐照工厂成立，辐照商业辐照工厂成立，辐照食品逐渐增加食品逐渐增加234三、发展1.第一阶段：一种食品添加剂一种食品添加剂 食品辐照技术在上世纪20年代X-射线发

3、现后已有探索。1958年，美国国会制定了一项修正案，确定电离辐射是一种新的食品添加剂。随后，各国开始研究辐照食品的安全性。三、发展2.第二阶段：不属添加剂范畴，并用于商业食品不属添加剂范畴，并用于商业食品 1976年，国际辐照食品联合专家委员会确认食品辐照不属于添加剂范畴。批准了鸡肉、木瓜、马铃薯、草莓和小麦等5种辐照食品；同时还暂定批准了辐照稻米、鱼和洋葱供人食用。接着又批准了香料、酶制剂和鲜猪肉3种辐照食品。三、发展3.第三阶段：安全性得到认可，相关法规正式颁布 1980 1980年，年，“辐照食品联合专家委员会辐照食品联合专家委员会”确认确认“为贮存的目的，任何食物受到为贮存的目的，任何

4、食物受到10kGy10kGy以下的以下的辐照辐照，不不再需要进行再需要进行毒物学方面的检测毒物学方面的检测”。1983 1983年，年，FAOFAO与与WHOWHO的食品法典委员会的食品法典委员会(CAC)(CAC)正式颁发了正式颁发了辐照食品通用法规辐照食品通用法规，为各国辐，为各国辐照食品卫生法规的制订提供了依据。照食品卫生法规的制订提供了依据。四、发展4.第四阶段：商业食品辐照工厂成立，辐照食品逐渐增加 1991年，第一个年，第一个商业食品辐照商业食品辐照工厂在工厂在美国佛美国佛罗里达州罗里达州开业。目前世界上已有开业。目前世界上已有38个国家个国家正式正式批准批准224种辐照食品种辐照

5、食品的标准。的标准。四、发展我国 研究开研究开始于始于1958年年，粮食辐照保藏研究协作组对，粮食辐照保藏研究协作组对稻谷的辐照杀虫稻谷的辐照杀虫、土豆的辐照抑制发芽土豆的辐照抑制发芽等进行了有等进行了有计划的研究。计划的研究。到到1998年，国家已颁布批准了年，国家已颁布批准了6大类辐照食品大类辐照食品的卫的卫生标准。生标准。1999年的辐照食品量已达年的辐照食品量已达86万吨，万吨，2002年已超过年已超过10万吨，位居世界首位。我国食品辐照已步入商业万吨，位居世界首位。我国食品辐照已步入商业化应用阶段化应用阶段。四、发展 一次性医疗卫生用品一次性医疗卫生用品的消毒灭菌（医用敷料、纱布、手

6、的消毒灭菌（医用敷料、纱布、手套、注射器、手术用医疗器械等）目前约有近套、注射器、手术用医疗器械等）目前约有近30%30%的包装的包装型医疗用具是利用型医疗用具是利用射线射线进行灭菌消毒的。进行灭菌消毒的。患了患了癌症癌症的病人要的病人要接受接受6060CoCo的放射治疗。的放射治疗。手术时手术时缝合伤口用的缝合伤口用的缝线缝线、肠壁缝合线肠壁缝合线是用牛、羊的骨是用牛、羊的骨胶或皮胶制成，手术后缝在体内慢慢被消化吸收，不需要胶或皮胶制成，手术后缝在体内慢慢被消化吸收，不需要拆线。不能利用拆线。不能利用加热加热的办法来消毒。的办法来消毒。其他用途第二节 食品辐射保藏的基本原理 一、辐射定义：辐

7、射，是辐射源放出射线，释放能量，能使受辐射物质的原子发生电离作用的一种物理过程。第二节 食品辐射保藏的基本原理 一、辐射 电磁辐射：以电磁辐射：以电场和磁场电场和磁场交变交变振动振动的方式穿过物质和空间而的方式穿过物质和空间而传递能量，本质上属于传递能量，本质上属于电磁波电磁波。无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X X射线、射线、射线射线 微粒辐射：组成物质的微粒辐射：组成物质的基本粒子基本粒子或或原子核原子核高速运动，通过高速运动，通过损失损失自己的动能自己的动能把能量传递给其他物质。把能量传递给其他物质。射线、射线、射线、高能电子、正电子、质子

8、、中子射线、高能电子、正电子、质子、中子分类：杀菌：X射线、射线、高能电子第二节 食品辐射保藏的基本原理 二、辐射源 1.1.放射性同位素 60Co辐射源 137Cs辐射源 2.电子加速器 电子射线 X射线 1.1.放射性同位素 60Co辐射源：自然界不存在，将59Co放在反应堆生成60Co，60Co的半衰期5.25年，故可在较长时间内稳定使用。137Cs辐射源：由核燃料的渣滓中抽提制得。半衰期30年，但分离麻烦，且安全防护困难，投资高，因此137Cs不如60Co应用广泛。第二节 食品辐射保藏的基本原理 二、辐射源第二节 食品辐射保藏的基本原理 二、辐射源2.电子加速器 电子射线：射程短，密度

9、大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射或小包装食品的辐射。X射线：具有穿透能力强，可以用于食品辐射加工。但是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。第二节 食品辐射保藏的基本原理 三、基本原理食品辐照时，食品辐照时，射线射线把把能量或电荷能量或电荷传递给食品以传递给食品以及食品上的及食品上的微生物和昆虫微生物和昆虫，引起的各种效应会，引起的各种效应会造成它们体内的造成它们体内的酶钝化酶钝化和和各种损伤各种损伤会迅速影响会迅速影响其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤扩大直至生命死亡。扩大直至生命死亡。第三节 影响辐射效果的因

10、素 一、射线的种类二、辐射剂量三、辐射温度四、微生物种类及状态五、氧气六、食品组成和结构七、食品包装材料第三节 影响辐射效果的因素 一、射线的种类 能用于食品杀菌的放射线有能用于食品杀菌的放射线有高速电子流、高速电子流、-射线射线及及X-X-射线射线。射线种类不同，射线种类不同，杀菌效果杀菌效果也会发生相应的也会发生相应的变化。变化。第三节 影响辐射效果的因素 二、辐射剂量 辐照剂量影响微生物、虫害等生物的辐照剂量影响微生物、虫害等生物的杀灭程度杀灭程度，也，也影响食品的影响食品的辐射化学效应辐射化学效应，两者要兼顾考虑。，两者要兼顾考虑。剂量大，杀菌效果好。剂量大，杀菌效果好。但但剂量过大剂

11、量过大，则必须考虑辐照对，则必须考虑辐照对蛋白质分子结构、蛋白质分子结构、脂肪、糖类脂肪、糖类和和维生素维生素等的影响。等的影响。第三节 影响辐射效果的因素 三、辐射温度 接近常温条件下，温度变化对射线杀菌效果没有太大影响。低温下的辐射可以阻止或减缓辐射分解，有效防止辐照异味及口味变化，减少营养成分的损失，提高辐照食品的品质。四、微生物种类及状态第三节 影响辐射效果的因素 不同种类、不同状态的微生物对辐射的敏感性有很大差异。病毒对辐照的耐受力远强于细菌的芽抱，芽抱对辐照的耐受力又强于生长期细菌。五、氧气第三节 影响辐射效果的因素 放射线照射时分子状态氧气的存在对杀菌效果有显著影响，氧存在会增加

12、杀菌效果。但对于脂肪和蛋白含量较高时，容易被氧化，特别是辐照剂量较高时。因此，需要根据具体的要求综合考虑氧气条件。六、食品组成和结构第三节 影响辐射效果的因素 食品污染的微生物、虫害等种类与数量以及食品生长发育阶段、成熟状况、呼吸代谢的快慢等，对辐射效果影响很大。食品中的化学物质有的对微生物起保护作用，也有促进微生物死亡的物质。七、食品包装材料第三节 影响辐射效果的因素 选择辐射食品的包装材料时，要考虑材料是否受到辐射的影响产生化学、物理变化以及与被包装食品的相互作用。小 结 第一节 概 述 一、概念 二、特点 三、发展第二节 食品辐射保藏的基本原理 一、电离辐射 二、分类 三、基本原理（理解

13、）第三节 影响辐射效果的因素 7种因素 第四节 辐射对食品的影响 食品及其它生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等，这些物质分子在射线的照射下会发生一系列的化学变化。射线辐照对食品产生的影响，即由射线释放能量使食品产生化学性或生物性变化的问题。第四节 辐射对食品的影响 一、辐射对食品的化学效应1、水分水是食品中的主要成分之一。水分子对辐射很敏感，水吸收了较大份额的电离能量，引起的化学变化的产物将进一步与其他组分发生反应从而引起更多的化学变化，称为辐射的“间接”或“次级”效应。这种效应是水含量很高的液态食品化学变化的重要原因。第四节 辐射对食品的影响 一、辐射对食品的化学效应

14、2、酶辐照处理可以使酶的分子结构发生一定程度的变化，但在目前采用的剂量范围内进行的辐照处理对食品组分的作用是比较温和的，几乎只会引起酶的轻微失活。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。一、辐射对食品的化学效应3、蛋白质和氨基酸 蛋白质蛋白质的组成单位为的组成单位为氨基酸氨基酸，蛋白质的营养价值在很大，蛋白质的营养价值在很大程度上与其氨基酸组成有关。程度上与其氨基酸组成有关。含蛋白质食品随照含蛋白质食品随照射剂量的不同射剂量的不同，产生的变化，产生的变化有所不同有所不同。如如高剂量高剂量辐照食品常会产生辐照食品常会产生辐照味辐照味，已鉴定出，已

15、鉴定出多种挥发性多种挥发性辐照产物。辐照产物。4、脂类一、辐射对食品的化学效应辐射脂类主要使脂肪酸长链中C-C键断裂，从而诱导脂类发生反应。自动氧化和非自动氧化，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。5、糖类一、辐射对食品的化学效应 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。在商业照射剂量下引起食品中糖类物理性质（如熔点、折射率、旋光度和颜色）的变化很小，但黏度下降等现象比较明显。辐射过程中，水对糖类的降解是很复杂的。一、辐射对食品的化学效应6、维生素 纯维生素溶液对

16、辐射很敏感，若在复杂的食品体系中，因与其他成分复合存在，其敏感性会降低。不同维生素对射线的敏感性不同，一般认为其与辐射食品的组成、辐射剂量、温度、氧气存在与否等有关。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。第四节 辐射对食品的影响 二、辐射对食品的生物学效应辐射的生物学效应与生物机体内的化学变化有关，对生物机体的辐射效应有直接和间接两方面的作用。直接作用使引起声明体内某些蛋白质和核蛋白分子的改变，引起其新陈代谢紊乱，使自身的生长发育和繁殖能力受到一定的影响。间接作用使通过引起水和其他物质电离，生成游离基和离子，导致发生一系列的生化变化，从而

17、影响到机体的新陈代谢过程。二、辐射对食品的生物学效应1.微生物为了表示某种微生物对辐射的敏感性：通常以为了表示某种微生物对辐射的敏感性：通常以每每杀死杀死90%90%微生物微生物所需用的所需用的戈瑞数戈瑞数来表示，即来表示，即残存微生物数下降到原数的残存微生物数下降到原数的10%10%时所需用戈瑞时所需用戈瑞的剂量，并用的剂量，并用D D1010值值来表示。来表示。二、辐射对食品的生物学效应1.微生物（1）细菌：）细菌：不同不同种类种类的细菌对辐射的细菌对辐射敏感性敏感性各不相同。剂量越高，各不相同。剂量越高，对细菌的致死率越强。对细菌的致死率越强。带带芽孢芽孢的细菌比非芽孢菌对辐照有的细菌比

18、非芽孢菌对辐照有较强的抵抗力较强的抵抗力。沙门氏菌沙门氏菌是最常见污染食品的致病菌，也是非芽孢是最常见污染食品的致病菌，也是非芽孢菌中菌中最耐辐照最耐辐照的致病微生物。的致病微生物。通常，革兰氏阴性菌较阳性菌对辐照更敏感通常，革兰氏阴性菌较阳性菌对辐照更敏感二、辐射对食品的生物学效应1.微生物（2）酵母菌与霉菌：）酵母菌与霉菌：霉菌霉菌会造成会造成新鲜果蔬新鲜果蔬的大量腐败，用的大量腐败，用2kGy2kGy左右的辐左右的辐射剂量即可抑制其发展。用于防止草莓、柑橘、香蕉、射剂量即可抑制其发展。用于防止草莓、柑橘、香蕉、苹果等腐败苹果等腐败 酵母酵母可使可使果汁及水果果汁及水果制品腐败，可用制品腐

19、败，可用热处理热处理与与低剂低剂量辐射量辐射结合的办法杀灭。结合的办法杀灭。二、辐射对食品的生物学效应1.微生物（3）病毒：）病毒：病毒是以食品和酶为寄主。通常使用高达病毒是以食品和酶为寄主。通常使用高达30kGy30kGy（水（水溶液）、溶液）、40kGy40kGy（干燥干燥）的剂量才能抑制。的剂量才能抑制。用用射线照射有助于杀死病毒射线照射有助于杀死病毒,但使用过高剂量但使用过高剂量时对新鲜食品的质量有影响，因此，常用时对新鲜食品的质量有影响，因此，常用加热加热与与辐辐射射并举的方法降低辐照剂量及抑制病毒活性。并举的方法降低辐照剂量及抑制病毒活性。二、辐射对食品的生物学效应2.昆虫类处于处

20、于幼虫期幼虫期的昆虫对辐射的昆虫对辐射比较敏感比较敏感，成虫成虫（细（细胞胞)对辐射的对辐射的敏感性较小敏感性较小，高剂量高剂量才能使才能使成虫成虫致死致死，但成虫的，但成虫的性腺细胞性腺细胞对辐射是对辐射是敏感敏感的，因的，因此使用此使用低剂量低剂量可造成可造成绝育绝育或引起配子在或引起配子在遗传上遗传上的紊乱的紊乱。二、辐射对食品的生物学效应2.昆虫类寄生虫寄生虫 辐射可使辐射可使寄生虫不育或死亡寄生虫不育或死亡。猪肉中猪肉中旋毛虫旋毛虫：不育剂量：不育剂量0.12kGy0.12kGy、死亡、死亡剂量剂量7.5 kGy7.5 kGy 牛肉中牛肉中绦虫绦虫：致死剂量：致死剂量3.0-5.0K

21、Gy3.0-5.0KGy。二、辐射对食品的生物学效应3.果蔬类对于对于呼吸跃变型呼吸跃变型果实，在高峰出现之前，乙烯果实，在高峰出现之前，乙烯增加，加快成熟期的到来。在呼吸增加，加快成熟期的到来。在呼吸高峰出现前高峰出现前对果实对果实进行处理进行处理，可，可延长贮藏期延长贮藏期。辐射能使辐射能使水果水果的化学成分发生变化，影响品质。的化学成分发生变化，影响品质。影响影响新鲜蔬菜新鲜蔬菜的代谢反应，改变蔬菜的呼吸率、的代谢反应，改变蔬菜的呼吸率、防止老化、改变蔬菜的化学成分等。防止老化、改变蔬菜的化学成分等。第五节 辐射在食品保藏中的应用一、食品辐射的类型1.辐射耐藏杀菌2.辐射巴氏杀菌3.辐射

22、阿氏杀菌一、食品辐射的类型1.辐射耐藏杀菌一般辐射剂量在5kGy以下。（1 1）抑制蔬菜发芽）抑制蔬菜发芽（2 2）防止食品虫害）防止食品虫害（3 3）延长水果和蔬菜的生理过程）延长水果和蔬菜的生理过程 一、食品辐射的类型2.辐射巴氏杀菌该种处理使在食品中检测不出特该种处理使在食品中检测不出特定的定的无芽孢的致病菌无芽孢的致病菌（如沙门氏（如沙门氏菌）。菌）。但处理后可能有但处理后可能有芽孢菌存在芽孢菌存在，因，因此，无法保证长期贮存，此，无法保证长期贮存，须与其须与其它保藏方法结合。它保藏方法结合。适用于适用于保藏保藏在冷冻条件下的在冷冻条件下的未烹未烹调预包装调预包装食品。食品。辐射剂量在

23、510kGy一、食品辐射的类型3.辐射阿氏杀菌辐射剂量在1050kGy 所使用的所使用的辐射剂量辐射剂量将食品中将食品中的微生物的微生物减少到零减少到零或有限数量。或有限数量。经处理后经处理后可长时间贮藏可长时间贮藏，但，但要防止要防止再次污染再次污染。但会引起但会引起辐射味辐射味。常用于常用于香料和调味品香料和调味品的杀菌。的杀菌。第五节 辐射在食品保藏中的应用二、影响食品辐射剂量的因素1234辐射费用食品感官质量的辐射耐受性酶的辐射耐受性微生物的辐射耐受性二、影响食品辐射剂量的因素1微生物的辐射耐受性微生物的辐射耐受性与微生物的辐射耐受性与菌种菌种、菌株菌株、培养基的化培养基的化学成分学成

24、分、培养基的物理状态培养基的物理状态有关，而与原始菌数有关，而与原始菌数无关。无关。2酶的辐射耐受性食品中的食品中的酶酶一般比微生物一般比微生物更能耐受电离辐射更能耐受电离辐射，使酶，使酶活性降低活性降低1010倍所需的辐射剂量值称为酶分解单位，倍所需的辐射剂量值称为酶分解单位，用用D DE E表示。表示。4 D4 DE E可使所有的酶失活，但对食品品质影响较大。可使所有的酶失活，但对食品品质影响较大。二、影响食品辐射剂量的因素3食品感官质量的辐射耐受性在实际生产中，可以根据在实际生产中，可以根据食品感官质量食品感官质量的可接受的可接受性来确定性来确定辐射剂量辐射剂量的的上限上限，而辐射剂量的

25、，而辐射剂量的下限下限都都是通过是通过反复研究反复研究获得的。获得的。4辐射费用辐射保藏辐射保藏能耗低能耗低，在保证，在保证大批量不间断地连续大批量不间断地连续处处理的前提下，与理的前提下，与热处理、低温保藏热处理、低温保藏等方法相比，等方法相比，费用低费用低是辐射处理的是辐射处理的优点优点。n 在河南开封，在河南开封，杞县杞县是第一人口大县，是第一人口大县，盛产大蒜盛产大蒜等。上等。上世纪八九十年代，因花生、大蒜、棉花等农作物在保世纪八九十年代，因花生、大蒜、棉花等农作物在保存一段时间后会发芽和易生虫等，其产品在国内市场存一段时间后会发芽和易生虫等，其产品在国内市场一度受到很大冲击。一度受到

26、很大冲击。河南杞县河南杞县“钴钴60事件事件”n 河南省开封市河南省开封市杞县利民辐照中心杞县利民辐照中心于于19971997年成立，业年成立，业务是务是用钴用钴6060放射源放射源对方便面调料包、辣椒粉等进行对方便面调料包、辣椒粉等进行辐照灭菌。辐照灭菌。n 20092009年年6 6月月7 7日，日，中心辐照装置中心辐照装置运行时货物运行时货物意外倒塌意外倒塌，导致放射源保护罩倾斜，钴导致放射源保护罩倾斜，钴6060放射源被卡住，无法回放射源被卡住，无法回到水井中。到水井中。n 6 6月月1414日日1515时，由于放射源的时，由于放射源的长时间照射长时间照射，接受辐照，接受辐照加工的加工

27、的辣椒粉自燃辣椒粉自燃。n 有谣传称辐照中心钴有谣传称辐照中心钴6060将爆炸，致使许多群众逃离将爆炸，致使许多群众逃离家乡，前往附近县市家乡，前往附近县市“避难避难”。n 辐照，粮、蔬、果、肉、调味品、中药等领域均已辐照，粮、蔬、果、肉、调味品、中药等领域均已应用，我国相关食品产量已占全球总量的三分之一应用，我国相关食品产量已占全球总量的三分之一。n 我国规定，从我国规定，从19981998年年6 6月月1 1日起，辐照食品必须在其最日起，辐照食品必须在其最小外包装上贴有规定的辐照标志，凡未贴标志的辐照小外包装上贴有规定的辐照标志，凡未贴标志的辐照食品一律不准进入国内市场。食品一律不准进入国内市场。n 遗憾的是，目前从未见过该法律的执行，药品辐照更遗憾的是，目前从未见过该法律的执行，药品辐照更是无人管理。是无人管理。小 结 第四节第四节 辐射对食品的影响辐射对食品的影响一、化学效应一、化学效应二、生物学效应二、生物学效应第五节第五节 辐射在食品保藏中的应用辐射在食品保藏中的应用一、食品辐照的类型一、食品辐照的类型二、影响食品辐射剂量的因素二、影响食品辐射剂量的因素