食品工艺-食品加工-第六章-食品辐射保藏课件.ppt
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1、第六章 食品的辐照保掌握食品辐照保藏的基本原理了解影响电离辐照杀菌的因素了解辐照在食品保藏中的应用了解辐照对食品品质的影响什么辐照n辐射是利用电离辐射(主要是指钴-60射线和电子加速器产生的电子束)与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应,对食品原料进行加工处理的过程。比比看,发生了什么变化?国际食品辐照标志国际食品辐照标志 Radura 辐照处理 调味品中草药脱水菜辐照食品必须标明标志辐照食品必须标明标志消费者为什么不喜欢辐照食品消费者为什么不喜欢辐照食品:因为不了解因为不了解食品辐照杀菌的特点及意义1018Hz的射线可以使食品分子电离,称为电离放射线,有杀菌作用。杀菌效果好,剂量可调;
2、(1Mrad)食品中的化学变化也很小;没有外加非食品物质的残留瞬间、均一到达内部,杀灭病菌和害虫食品辐照杀菌的特点及意义节约能源、生产效率高、日夜连续作业处理方法简单,不用打开包装v杀菌剂量不同时酶不能完全失活v主要由游离基引起的变化导致食品感官方面的不利变化。v杀死微生物的剂量对人来说已经很大,所以操作中防护很重要国内外发展简况n食品辐照早在20世纪40年代就开始进行,50年代美国等加强了研究,70年代证明了辐照食品的卫生安全性,80年代各国开始建立规程、法规、标准。国内外发展简况n1980年FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论:辐照食品总平均剂量10kGy以下不需要做毒理
3、学实验,无特殊营养和微生物学问题。n1984年代表130多个国家的食品法典委员会(CAC)向成员国建议辐照食品标准及辐照食品设施推荐规程。国内外发展简况n40多个国家批准了100多种辐照食品。大规模商业化应用从20世纪90年代开始。n虽然从技术讲已相对成熟,但由于公众接受性、各类别食品标准、法规以及检验、辐照设施等尚存在一定问题,辐照食品仍未被广泛接受。辐照可取代化学熏蒸。1997年蒙特利尔公约会议决定发达国家在2005年前、发展中国家在2015年前要彻底禁用溴甲烷,使辐照的替代作用更突出出来。国内外发展简况n 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、单核细胞李斯
4、特菌、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有明显的关联。n 1997年美国2500万磅牛肉末受大肠杆菌O157:H7的污染,9万人致病,25人死亡,导致了美国历史上最大一次冻汉堡包的回收(约1万吨)。这件事直接导致了1997年12月美国FDA批准了红肉辐照。国内外发展简况食品辐照保藏的发展我国自20世纪50年代开始工艺、安全性、辐照装置、剂量检测和卫生标准方面的研究20世纪80年代150多座60Co装置建立1984年卫生部批准颁布了马铃薯、洋葱、蘑菇、大米、花生及香肠等7种辐照食品的卫生标准食品辐照保藏的发展花粉、果脯、杏仁、番茄、蜜桔、荔枝、扒鸡、猪肉、熟肉制品、酒相继获批准20世纪90年代
5、以来,更多食品辐照标准批准、新建和扩建了更多的辐照装置,企业也开始参与批准实施食品辐照的机构名单进行食品辐照的国家名单Argentina Bangladesh Belgium Brazil Canada Chile China Croatia Czech Republic Cuba Denmark Finland France Germany Hungary India Indonesia Iran Israel Italy Japan Korea Malaysia Mexico Netherlands Norway Poland Peru South Africa Thailand Unit
6、ed Kingdom USA Vietnam Yugoslavia 第二节 辐射基本原理一、辐射类型低频辐射线(非电离辐射):n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,也可起到加热杀菌作用。高频辐射线(电离辐射):n频率较高、能量大,如X-,-射线,可使物质的原子受到激发或电离,因而可起到杀菌作用(冷杀菌)。二、-、-、-、X-射线1.放射性同位素n原子序数84时原子核不稳定,能以一定速率放出射线,称为放射性同位素。放射性同位素。n天然的不稳定同位素,使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的同位素。-射线:当n:p+1.5:1,从原子核中放出带2p+和2n的高速粒子流(
7、氦核)-射线: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(np+)np+-(带负电的高速电子);若核内p+n时(一般指在加速器中),p+1.02Mevn+(带正电)二、-、-、-、X-射线 X-射线 若核内质子从K层捕获电子,转变成中子,p+e-n,当K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X-射线。二、-、-、-、X-射线-射线 当原子核在发射了-和-射线或k-捕获后,核的能级处于激发态(高能态),当这种激发态回到基态时,原子就发出光子流-射线(即不带电荷的粒子流)。以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用。二、-、-、-
8、、X-射线-射线:质量较大,电离能力大,穿透能力小-射线:-射线质量的几千分之一,带电量的一半,穿透能力比-射线大。-射线:电离能力比-、-射线小,但穿透能力比它们大。X-射线:电离能力小,穿透能力很强。二、-、-、-、X-射线三、辐射用多种单位 辐照或辐射的计量单位辐射或辐照量辐射或辐照量是用x或射线辐照源的辐照辐照场内空气电离的程度场内空气电离的程度来表示,用以描述电磁辐射在空气中的电离能力。用于度量x或射线在某体积元的单位质量所产生的电离,不能用于其它类型的辐射。且不包括吸收光子的二次电子产生的韧致辐射。SI单位:mol kg-1。单位时间被照射空气受到的辐射量,mol kg-1 s-1
9、辐照或辐射的计量单位放射线能量的单位eV:任何单位电荷带电粒子越过1V电位差所需能量居里(Ci):和1g镭相同衰变物质的能量,相当于每秒3.7 1010个原子核衰变的所释放的能量,SI单位Bq,1Bq=1衰变/秒。1kCi=3.7 1013Bq。伦琴(R):标况下0.001293g空气中生成1个单位电荷粒子对时x或射线的剂量辐照或辐射的计量单位吸收剂量:吸收剂量:辐照源的辐照场内单位质量被辐照物质吸收的辐照能量。SI单位:Jkg-1,戈瑞(Gy),其意义为1kg被辐照物质吸收1J辐照能量的剂量。吸收剂量率:单位时间的吸收剂量,Gyh.四、辐射源人工放射性同位素电子加速器 第三 辐射的化学与生物
10、学效应一、辐射化学效应由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及质子的基本过程:n初级辐射,使物质形成离子、激发态分子或分子碎片。n次级辐射,是使初级辐射的产物相互作用,生成与原始物质不同的化合物。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。食品辐照的化学效应物质吸收100eV能量所产生的化学变化的分子数称为G值。水经辐照被活化,然后和其他成分反应,水经辐照被活化,然后和其他成分反应,终产物是氢和过氧化氢等。终产物是氢和过氧化氢等。中间产物包括水和电子(还原剂)、氢基(氧化剂)、氢氧基(氧化、还原剂)在稀溶液和含水多的食品中,这些中间产物会引发氧化还原反应食品辐照的化学效应营养成分的变化
11、:营养成分的变化:氨基酸氨基酸脱氨基产生氨,有水分子存在时有间接效应,不同氨基酸分子及不同反应条件得到产物和得率都不同。蛋白质蛋白质辐照后导致一级结构发生变化,二级结构和三级结构遭到破坏,产生分子变形,凝聚、粘度降低,溶解度变化食品辐照的化学效应肉制品肉制品含脂肪和蛋白较多,为了杀菌要较高剂量辐照,照射时产生甲硫醇、链状烷烃、链状烯烃,影响辐照风味,冻结温度(-40)下照射挥发性成分较少。肉制品照射时未发现氨基酸组成发生变化,因此营养成分未损失。但可能引起肉制品变色。水产、乳制品、小麦等都发现辐照引起的风味、物性变化。食品辐照的化学效应酶酶的浓溶液比稀溶液辐照变化敏感度低。食品体系中酶受到其他
12、物质保护,需要较高辐照剂量才能钝化。干燥无氧条件下酶易钝化,但胰蛋白酶有氧条件下易钝化。-HS存在酶对辐照敏感性增加。温度、抗坏血酸钠也影响酶对辐照敏感性食品辐照的化学效应小糖类小糖类照射后旋光度降低、褐变,结构和吸收光谱发生变化。发生次级反应生成一系列产物食品辐照的化学效应多糖类多糖类辐照后融点降低、褐变、旋光度减少、结构和吸收光谱发生变化。降解成小糖。果品因果胶解聚而软化,动物糖原分解。生成一系列次级反应产物。在商业照射剂量下,糖类特性变化很小食品辐照的化学效应u脂类照射后生成烯烃、过氧化物及氢过氧化物等,进一步生成醛、酮等小分子。辐照促进油脂自氧化u维生素C和脂溶性维生素对辐照敏感。低温
13、下保存的维生素更多些。二、食品辐射的生物学效应生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、昆虫、寄生虫、植物等的影响,(一)微生物1.辐射对微生物的作用(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。(一)微生物A.细胞内蛋白质、DNA受损,即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等,由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡直直接击中学说接击中学说B.细胞内膜受损,膜由蛋白质和磷脂组成,这些分子的断裂造成细胞膜泄漏,酶释放出来,酶功能紊乱,干扰微生物代谢,使新陈代谢中断,从而使微生物死亡(一)微生物照射前后(2)间接效应n当水分子被激活和电离后,成为游离基,起氧化还原作用,这些激活的水
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