食品辐照保藏
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第四章 食品辐照保藏
2. 导致微生物和昆虫的死亡
辐射对微生物的作用 食品经辐射后，附着在食品上的微生物和昆虫发生了一系 （ 1）直接效应： 辐射对病毒的作用 列生理学与生物学效应而导致死亡，其机理是一个十分复 细胞膜受损，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢， 通常使用高达30KGy的剂量才能抑制病毒的活性。 杂的问题，目前还没有完全搞清楚，一般认为与下面两点 使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。 有密切关系： DNA受损，即DNA分子碱基发生分解或氢键 辐射对昆虫的作用 细胞内蛋白质、 断裂等，致使微生物细胞活动紊乱，甚至停止。 辐射敏感性与昆虫细胞的生殖活性成正比，与它们的 (1) 造成遗传物质DNA的损伤； （ 2分化程度成反比。 ）间接效应 当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原作用， 辐射对寄生虫的作用 这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用， (2) 辐射化学效应的产物与细胞组成发生反应。 辐射可使寄生虫不育或死亡。 而使细胞生理机能受到影响。
三、辐照剂量单位 辐射单位
国际单位 常用单位 辐射能量 放射性强度 辐射量 吸收剂量 焦耳 Bq 库仑/千克 Gy J/kg ev Ci 伦琴 rad
照射量及其单位 (量度放射性同位素放射出的射线的) 照射量(Exposure)是用来量度x射线或r 射线在空气中电离能力的物理量，其单位 为伦琴(R)。
5. 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。
二、食品辐射的生物学效应 1. 抑制蔬菜发芽和果实后熟
蔬菜中的马铃薯和洋葱，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；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。
食品的辐照保藏
（四）糖类的辐照效应
一般而言，碳水化合物对辐照处理相当稳定，只有在大剂量辐 照处理下，才引起氧化和分解。
低分子糖类在进行辐照时，不论是在固态或液态，随辐照剂量 增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性及吸收光谱变化等现象。
多糖辐照后会发生糖苷键的断裂，淀粉和纤维素被降解成较小 的单元。在低于20kGy的剂量照射下，淀粉粒的结构几乎没有变化， 但直链淀粉、支链淀粉、葡聚糖的分子断裂，碳链长度降低。
图1-4-3 吸收剂量的定义
10
第二节 食品辐照保藏的原理
吸收剂量的概念适用于各种电离辐射，包括X射线、γ射 线、α射线、β射线等，也适用于各种介质，包括空气、生 物组织和其他物质。
吸收剂量的国际单位为焦尔/千克（J/kg），国际专用名 称为戈瑞（Gy）。1Gy = 1J/kg，表明1Gy的吸收剂量就等 于1kg的受照物质吸收1J的辐射能量。
20
第二节 食品辐照保藏的原理
（一）DNA的辐射损伤
主要包括碱基的损伤、核糖的损伤、核酸的交联等。
（二）微生物的辐射效应
①受辐射前期，微生物的DNA迅速降解，随后减慢。DNA降解程 度取决于辐照量，辐照量越高，降解程度越大。在低剂量范围内，DNA 降解的程度与辐照量几乎呈线性；
②辐照后微生物DNA合成受到干扰抑制，有氧存在时的抑制比无氧 存在时大；
50%死亡。
24
第三节 食品辐照保藏的应用
一、食品辐照加工装置 辐照装置主要由辐射源、产品输送系统、安全系
统、控制系统、辐照室及其他辅助设施等组成。 核心是处于辐照室内的辐射源与产品输送系统。
25
第三节 食品辐照保藏的应用
（一）γ射线辐照装置
➢ 典型的γ辐照装置的主体是带有很厚水泥墙的辐照室， 主要由辐射源升降系统和产品传输系统组成。
一般而言，碳水化合物对辐照处理相当稳定，只有在大剂量辐 照处理下，才引起氧化和分解。
低分子糖类在进行辐照时，不论是在固态或液态，随辐照剂量 增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性及吸收光谱变化等现象。
多糖辐照后会发生糖苷键的断裂，淀粉和纤维素被降解成较小 的单元。在低于20kGy的剂量照射下，淀粉粒的结构几乎没有变化， 但直链淀粉、支链淀粉、葡聚糖的分子断裂，碳链长度降低。
图1-4-3 吸收剂量的定义
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第二节 食品辐照保藏的原理
吸收剂量的概念适用于各种电离辐射，包括X射线、γ射 线、α射线、β射线等，也适用于各种介质，包括空气、生 物组织和其他物质。
吸收剂量的国际单位为焦尔/千克（J/kg），国际专用名 称为戈瑞（Gy）。1Gy = 1J/kg，表明1Gy的吸收剂量就等 于1kg的受照物质吸收1J的辐射能量。
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第二节 食品辐照保藏的原理
（一）DNA的辐射损伤
主要包括碱基的损伤、核糖的损伤、核酸的交联等。
（二）微生物的辐射效应
①受辐射前期，微生物的DNA迅速降解，随后减慢。DNA降解程 度取决于辐照量，辐照量越高，降解程度越大。在低剂量范围内，DNA 降解的程度与辐照量几乎呈线性；
②辐照后微生物DNA合成受到干扰抑制，有氧存在时的抑制比无氧 存在时大；
50%死亡。
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第三节 食品辐照保藏的应用
一、食品辐照加工装置 辐照装置主要由辐射源、产品输送系统、安全系
统、控制系统、辐照室及其他辅助设施等组成。 核心是处于辐照室内的辐射源与产品输送系统。
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第三节 食品辐照保藏的应用
（一）γ射线辐照装置
➢ 典型的γ辐照装置的主体是带有很厚水泥墙的辐照室， 主要由辐射源升降系统和产品传输系统组成。
第7章食品辐照保藏
• 1R 照 射 量 相 当 于 0.0129g 空 气 中 吸 收 了 2.08×109×33.73eV=7.02×1010eV=0.112erg能量。
• 1R 照 射 量 时 ， 1g 空 气 的 吸 收 能 量 为 0.112erg/0.00129=86.8erg/g=0.868Rad，即空气的吸收剂量为： 0.868Rad=8.68×10－3Gy。
3.食品辐照的生物学效应
引起某些蛋白质和核蛋白分子的改变，破坏新陈 代谢（特别是使细胞核活动紊乱），抑制核糖核酸 和脱氧核糖核酸的代谢，使自身的生长发育和繁殖 能力受到一定的危害。
不同物质达到各种生物效应所必须的剂量 表：
（1） 微生物 1）． 辐射对微生物的作用(机制）
（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。
员会议作出结论：用10kGy以下平均最大剂量照射任 何食品，在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不 存在问题，而且今后无须再对经低于此剂量辐照的 各种食品进行毒性实验。
我国自1958年开始，70年代的研究工作取得了一定 的成效。 1984年11月国家卫生部批准7项（马铃薯、洋葱、大 蒜、花生、蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。之后 又有20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。 80年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射应用 试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、广 东等地。
• • • • • • • • • • • • • •
水分子激发产物在刺激中暂紧挨在一系列快速反应，包括： 离子反应 ：H2O+· 2O=H3O+· +H OH· 激发分子解离：H2O*=H· OH· + H2O*=H2+O 激发能传递 ：被激发的分子和离子通过能量传递将激发能传递给临近的 水分子而不发生任何变化 （eaq）+H2O=H· OH· + H· OH· 2O + =H H· H· 2 + =H OH· OH· 2O2 + =H H· 2O2=H2O+ OH· +H OH· H2O2=H2O+HO2· + H2+ OH· H2O+ H· = H· 2=HO2· +O HO2· HO2· H2O2+O2 + = H2O=H· 、OH· 2O2、H2、eaq-、OH-、H3O+ 、H
食品辐照加工保藏技术
06
结论
对食品工业的影响与贡献
延长食品保质期
食品辐照技术可以有效杀死食品中的微生物和害 虫，显著延长食品的保质期，降低食品损耗率。
简化生产流程
辐照加工可以替代传统的热处理、化学处理等加 工方式，简化生产流程，提高生产效率。
降低物流成本
由于食品保质期的延长，食品的储存和运输成本 也相应降低，有利于降低物流成本。
食品辐照加工保藏技术
目录
• 引言 • 食品辐照加工保藏技术的基本原理 • 食品辐照加工保藏技术的应用 • 食品辐照加工保藏技术的安全性与法规 • 未来展望与研究方向 • 结论
01
引言
主题简介
01
食品辐照加工保藏技术是一种利 用放射性射线对食品进行灭菌、 杀虫、抑制发芽等处理的食品加 工技术。
02
国际法规与标准
国际食品法典委员会
01
国际食品法典委员会规定了食品辐照加工技术的使用范围和剂
量标准，以确保全球食品安全。
世界卫生组织
02
世界卫生组织对食品辐照加工技术进行了评估，并制定了相关
的安全指导原则。
联合国粮食及农业组织
03
联合国粮食及农业组织也参与制定国际食品辐照加工技术的法
规和标准，以确保全球食品供应的安全性。
辐照加工保藏技术的前景
1 2
扩大应用范围
随着技术的不断进步，辐照加工保藏技术的应用 范围将进一步扩大，不仅限于食品领域，还可能 涉及到医疗、环保等领域。
提高安全性
通过深入研究辐照加工对食品成分的影响，优化 加工参数和工艺，提高食品的安全性和品质。
3
国际化发展
加强国际合作与交流，推动辐照加工保藏技术的 国际化发展，制定统一的国际标准和技术规范。
食品辐照保藏知识
食品辐照保藏1辐照保藏的原理食品辐照技术是一种用电离辐射照射的方法来保藏食品,以达到抑制食品发芽、杀虫、灭菌、调节熟度保持食品鲜度和卫生、延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品目的的一项技术。
食品在辐照过程中，通过辐射区域时所吸收的能量称为辐照剂量，通常以Gray或kiloGray(kGy)为计量单位(1Gray=0．001 kGy=1J／k曲。
2 辐照保鲜技术的生物效应及机理●利用高能射线的电离能力和强大的穿透能力，引起生物体内部分子和原子的激发和电离，从而扰乱了生物体正常的新陈代谢，抑制了生命和酶的活动。
●辐射处理可以杀灭食品中的微生物和昆虫，而对食品本身的营养价值并无明显的影响。
2.1 生物学效应（1）使细胞分子产生辐射诱变，干扰微生物代谢，特别是其中脱氧核糖核酸的合成受影响；（2）破坏微生物细胞内膜，引起微生物酶系统紊乱，导致微生物死亡；（3）水分子受辐射后离子化，形成—H、—OH、—HO2、—H2O2等基团，这些中间产物能在不同途径中参与化学反应，在水基团的作用下，生物活性物质钝化，细胞受损，当损伤达一定程度后，微生物细胞生活机能完全丧失。
2.2 生理学效应通过辐射水平来抑制其后熟期，其机理主要是改变水果体内乙烯的产生率而影响其生理活动。
辐照还可以改变蔬菜的呼吸强度，防止细胞老化，其效果与辐射剂量有关。
同时，也可延滞果蔬种子的萌发。
●电离辐射对微生物的直接作用●电离辐射对微生物的间接作用被激活的水分子或电离的游离基与微生物体内的活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。
病毒:一般采用加热和辐照并举的方法，可有效抑制病毒的活动。
细菌:辐照剂量愈高，对细菌的杀灭率愈强。
霉菌和酵母菌:对辐照的敏感性与无芽孢细菌相同。
●电离辐射对虫类的作用昆虫辐照的损伤作用:致死、缩短寿命、不育、延迟发育、减少进食和抑制呼吸。
寄生虫辐照剂量（猪旋毛虫）3~5kGy致死0.2~.03 kGy抑制生长0.12kGy不育2.3 化学效应表达:用G表示辐照化学效应的强弱。
第七章 食品的辐照保藏03
3、辐射耐贮杀菌（radurization）
主要目的是降低食品中腐败微生物及其 他生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保 藏期。
为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。
2、低分子糖 降解形成辐解产物：低聚糖或单糖的降 解产物有羟基化合物、酸类、过氧化氢， 降解作用还会产生气体，如氢气、二氧化 碳及痕量甲烷、一氧化碳和水等。 降解所形成的新物质——会改变糖类的 某些性质，如辐照能使葡萄糖和果糖的还 原能力下降，但提高了蔗糖、山梨糖醇和 甲基α-吡喃葡萄糖的还原能力。
4、果蔬 辐照对果蔬的影响主要体现为以下几点：
抑制发芽 调节呼吸和后熟 辐射与乙烯代谢 辐射与组织褐变
第四节 辐照对食品品质的影响
一、氨基酸、蛋白质
氨基酸和蛋白质在辐照后会发生一定的 变化，主要是变性，形式有以下几种：
结构变化 交联 降解
二、糖类 1、多糖
聚合度和粘度下降辐照会引起多糖链的 断裂从而引起聚合度和黏度变化。生成糊 精碎片等：辐照小麦淀粉：葡萄糖、麦芽 糖、麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖。
目前已知的中间产物主要有三种：水化 电子（e水化）、羟基自由基（OH· ）、氢原 子自由基（H· ）。
3、约束间接作用的途径
冻结状态下辐射 在真空或惰性气体环境中辐射 添加游离基接受体
三、食品辐照保藏的生物学效应 食品辐照的生物化学效应与生物体内的 化学变化有关，分为直接和间接作用。
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。
食品辐射保藏的优缺点 杀菌温度低，有“冷杀菌”之称 节约能源 不留下残留物 射线穿透力强，可以在包装、不解冻条 件下杀菌 设备投资大，需要安全防护措施 需要控制好剂量
第七章 食品辐照保藏 课件
此外，也有人试用生物剂量测定法，根据细菌等培养物的辐照损伤 （杀菌效果）求出吸收剂量。
（2）国家传递标准剂量测量体系
是指能在国家计量实验室和用户之间可靠地传递吸收剂量量值，便于邮寄比 对，校准常规剂量计和刻度辐射场，并易于被国家基准校准的测量体系。
该体系有明确的辐射反应机制，稳定性能良好，有较高的复现性和准确度， 剂量范围宽；其响应与能量、剂量率和环境条件无关；其辐照能量吸收特性 与水等效，系统不确定度可以修正。
Ci 与Bq关系 1Ci=3.7χ1010Bq
1Bq=2.703 χ10-11Ci
（二）照射量
照射量（exposure）是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理 量，单位:
（旧）伦琴（R），(法定)库仑／千克（C/kg），
两者关系
1R＝2.58×10-4C/kg。
伦琴（Roentgen，简写R）
1．吸收剂量单位 2．吸收剂量测量
1．吸收剂量单位
在辐射源的辐射场内单位质量被照射物质所吸收的射线的 能量称为吸收剂量。
单位
（旧）拉德（rad）：1g任何物质若吸收射线的能量为100erg或 6.24×1013eV，则吸收剂量为1 rad
（法定）戈瑞（Gray，简称Gy）1Gy=1J/kg
1979年国际食品法规委员会（CAC）推荐用于食品辐照的设备操作规范。 1983年形成《食品辐照加工的国际标准》，规定食品辐照加工的平均吸收剂量不得超过
10kGy。 1980年FAO/IAEA/WHO的会议也认为，受辐照食品平均吸收剂量达到10kGy，没有毒性危
害，不存在特别的营养和微生物问题，无必要再进行毒性试验。 1984 年FAO/IAEA核技术成立了食品辐照的国际咨询小组（ICGFI)，对食品辐照的发展作
（2）国家传递标准剂量测量体系
是指能在国家计量实验室和用户之间可靠地传递吸收剂量量值，便于邮寄比 对，校准常规剂量计和刻度辐射场，并易于被国家基准校准的测量体系。
该体系有明确的辐射反应机制，稳定性能良好，有较高的复现性和准确度， 剂量范围宽；其响应与能量、剂量率和环境条件无关；其辐照能量吸收特性 与水等效，系统不确定度可以修正。
Ci 与Bq关系 1Ci=3.7χ1010Bq
1Bq=2.703 χ10-11Ci
（二）照射量
照射量（exposure）是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理 量，单位:
（旧）伦琴（R），(法定)库仑／千克（C/kg），
两者关系
1R＝2.58×10-4C/kg。
伦琴（Roentgen，简写R）
1．吸收剂量单位 2．吸收剂量测量
1．吸收剂量单位
在辐射源的辐射场内单位质量被照射物质所吸收的射线的 能量称为吸收剂量。
单位
（旧）拉德（rad）：1g任何物质若吸收射线的能量为100erg或 6.24×1013eV，则吸收剂量为1 rad
（法定）戈瑞（Gray，简称Gy）1Gy=1J/kg
1979年国际食品法规委员会（CAC）推荐用于食品辐照的设备操作规范。 1983年形成《食品辐照加工的国际标准》，规定食品辐照加工的平均吸收剂量不得超过
10kGy。 1980年FAO/IAEA/WHO的会议也认为，受辐照食品平均吸收剂量达到10kGy，没有毒性危
害，不存在特别的营养和微生物问题，无必要再进行毒性试验。 1984 年FAO/IAEA核技术成立了食品辐照的国际咨询小组（ICGFI)，对食品辐照的发展作
食品辐射保藏
食品辐射保藏
食品辐射保藏是指对食品进行辐射处理后的一种保藏方法。
辐射保藏利用电子束、γ射线或X射线对食品进行辐照处理，以
杀灭或抑制食品中的细菌、真菌和寄生虫等微生物，延长食品的保质期。
辐射还可以抑制食品中的酶活性和代谢过程，从而减缓食品的腐败和品质变化。
辐射保藏具有以下几个优点：
1. 杀菌效果好：辐射能够有效地杀灭各类微生物，包括细菌、病毒、寄生虫和真菌等，从而防止食品因细菌感染而变质。
2. 保持食品品质：辐照对食品中的维生素、氨基酸和蛋白质等无显著影响，可以保持食品的营养价值和口感。
3. 延长保质期：辐射处理后的食品能够延长保质期，从而减少食品的浪费，延长食品的销售和使用时间。
4. 不影响食品外观：辐射处理后的食品外观无明显变化，不会影响消费者对食品质量的判断。
然而，辐射保藏也存在一些问题和争议。
其中包括：
1. 影响食品中营养物质：辐射可能会导致食品中某些营养物质的损失或降解，如维生素C和B1等。
2. 安全性问题：辐射处理可能会导致食品中产生放射性同位素，这对人体健康可能存在一定风险。
3. 食品品质问题：虽然辐射处理不会明显影响食品外观，但长时间和高剂量的辐照可能会导致食品质量变化，如口感、颜色和气味等。
因此，在实际应用中，食品辐射保藏需要严格控制辐照条件和剂量，同时进行监管和检测，确保食品安全和质量。
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食品辐照保藏
第一节 概述
食品辐射(照)保藏就是利用原子能射线的辐射 能量对食品及其原料进行杀菌、杀虫、抑制发 芽、延迟后熟等处理，以达到延长食品保质期 的方法和技术。
• 食品辐照所用原子能射线主要有γ射线或电 子加速器产生的低于10MeV的电子束。
• 我国《辐照食品卫生管理办法》中定义： 辐照食品是指用钴-60、铯-137产生的γ射线 或电子加速器产生的低于10MeV的电子束 照射加工保藏的食品。
R
吸收剂量 Gy&J/kg rad
一）能量单位
• 电子伏特eV ：辐射能量单位通常用eV，即相当于 １个电子在真空中通过电位差为１伏特的电场被 加速所获得的动能。
（二）放射性强度
也称放射性活度，是衡量放射性活跃程度的一个 物理量。指单位时间内发生核衰变的次数。 以前曾用居里，1Ci=3.7×1010衰变／秒，即每秒 中有3.7×1010次原子核衰变。 现法定单位用贝克Bq，即每秒中有一个原子核衰 变为1贝克。 1Bq=1s－1，因此，1Ci=3.7×1010Bq。
化学保藏—通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。 ➢ 优点：操作简便易行。 ➢ 缺点：化学物质残留。
二、辐射保藏的优越性（意义、特点）
食品在受辐射过程中温度升高甚微，可在常温或 低温下进行，又被称为“冷杀菌”。被辐射适当 处理后的食品的感官性状与新鲜食品差别很小，特 别适合于一些不耐热的食品和药品。
在国际原子能组织 （IAEA ）、联合国粮农组织 （ FAO）、世界卫生组织（WHO）等的支持和组织下 ，1976年25种辐射处理食品在18个国家得到无条件批 准或暂定批准，允许作为商品供一般使用。
1980年10月27日上述组织联合举行的第四次专门委员 会议作出结论：用10kGy以下平均最大剂量照射任何 食品，在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不存在 问题，而且今后无须再对低于此剂量辐照的各种食品 进行毒性实验。
• H2O辐射后可能反应途径： 这些中间产物能在不同的 （eaq）+H2O=H·+ OH·
H·+ OH·=H2O
途径中进行反应， eaq是还
H·+ H·=H2 OH·+ OH·=H2O2
原剂，OH·是氧化剂，H·
H·+H2O2=H2O+ OH· OH·+ H2O2=H2O+HO2·
有时是氧化剂有时又是还
我国自1958年开始，1984年11月国家卫生部批 准7项（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、蘑菇、香 肠）辐照食品允许消费。之后又有20多种食品 通过了不同级别的技术鉴定。
80年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射 应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、 四川、广东等地。
• 迄今为止，已有40多个国家批准了100多种类的辐 照食品。但辐照技术真正大规模商业化应用，是 从20世纪90年代开始的。
α-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能 力很小；一张纸就能阻挡它的通过。
β-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为α射线的一半，电离能力比α-射线小，穿透能力比 α-射线大；无法穿透铅片。
γ-射线：电离能力比α、β小，但穿透能力比α、β 大；可穿透一块铅。
X-射线：电离能力小，穿透力很高
4．放射性衰变
3．吸收剂量速率
• 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收 的能量称为吸收剂量速率。单位为Gy/s。
• 吸收剂量速率与照射距离和辐射强度有关。 距离越近，吸收剂量速率越大，距离相同， 辐射强度越大，则吸收剂量越大。
• 物料不同，吸收剂量速率也是不一样的。
四、辐射源
（一）人工放射性同位素 在食品辐射时供电离辐射用的放射线主 要为β-和γ-射线，经常采用人工制备的放 射性同位素60Co（钴，半衰期5.26年）和 137Cs（铯，半衰期30.3年）
一、现有保藏技术的优缺点
食品冷冻保藏—低温抑制微生物活动和减少酶活。 ➢ 优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值； ➢ 缺点：能耗大，需建立冷藏链。
食品罐藏—提高温度杀灭微生物和酶。 ➢ 优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏； ➢ 缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。
食品干藏—降低水分活度（Aw），控制微生物和减少酶活。 ➢ 优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆 ➢ 缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。
（三）辐射计量
指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。
常用辐射量、物料吸收剂量和吸收剂量速率来表示
➢ 辐射（照射）量是用X-射线或γ-射线辐射源的辐射场内空 气电离的程度来表示。
➢ 吸收剂量是指在辐射源的辐射场内单位质量被辐射物质 吸收的辐射能量。
➢ 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为 吸收剂量速率。
目前在商业上采用60Co作为γ-射线源。
（二）电子加速器
利用电磁场使电子获得较高能量，即将电能转变成 辐射能。有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯 变压器。直流加速器有两种方式： 1.直接加高压：高电压使电子获得动能，如范德格拉夫 加速器（静电加速器）； 2.不是直接利用高电压，但反复多次将电子加速，如回 旋加速器，电子感应加速器。
钴和铯衰变图
60Co经β-衰变后放出两个能量不同的γ-光子最后变为60Ni 137Cs经β-衰变后放出γ-光子最后变为137Ba
制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co金属 制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所 需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间 照射，少量59Co原子吸收一个光子后即生成60Co辐 射源。
射线穿透力强，在不拆包装和不解冻的情况下， 可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微 生物，也节省了包装材料，避免再污染。
射线处理过的食品不会留下任何残留物。
节省能源：据国际原子能机构（IAEA）通报，食品 采用冷藏需消耗能量为90千瓦时/T，巴氏消毒230千 瓦时/T，热力杀菌300千瓦时/T，脱水处理（干燥） 700千瓦时/T，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴 氏消毒0.76千瓦时/T。
1．辐射量（照射量）
法定单位为库仑/千克（C/kg），以前为伦琴（R）
➢ 在标准状况下（0℃，760mmHg），1cm3空气（0.00129g ）能形成一个正电或负电的静电单位的X-射线或γ-射线照 射量—1R。
➢ 1伦琴可使1cm3空气产生2.08×109个离子对 ➢ 1R=2.58×10－4C/kg（空气）
质不同的化合物—与温度等其他条件有关
1. 水分子
水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量 后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分 子和食品中的其他成分发生反应。
水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形 成的机制很复杂。现已知的中间产物主要有三 种：水化电子（eaq），羟基自由基（OH·），氢 原子自由基（H·）。
H2+ OH·= H2O+ H·
原剂。
H·+O2=HO2·
HO2·+ HO2·= H2O2+O2
辐射化学效应的强弱用G值表示。 G值即每吸收100eV能量时被照射物质产生化学变
化的分子数目。（即能传递100eV能量的分子数 ）
2．氨基酸与蛋白质
有机化合物因辐射而分解的产物也很复杂，取决 于原物质的化学性质和辐射条件，有的从高分子 —低分子，有的反而从低分子—高分子。 射线辐照食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键 、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三 级、二级结构，改变物理性质。 蛋白质水溶液还会发生交联，主要是由于巯基氧 化生成分子内或分子间的二硫键，或者酪氨酸和 苯丙氨酸的苯环发生偶合。
P+相同而n不同的原子所代表的元素称为同位素， P+=n时原子稳定，P+≠n则不稳定。
原子序数在84以上时，原子核是不稳定的，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。
α-、β-、γ-及X-射线
四种射线的特点
这四种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程度 的穿透能力。但是由于射线性质的不同， 从而电离能力和穿透能力各不相同。
第二节 辐照的基本概念
一、 辐射类型 辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根
据能量相应的大小，可将电磁波分成无线电波、 微波、红外、可见光、紫外线，X射线和γ射线 根据辐射的作用形式可将辐射分为电离辐射和非 电离辐射两种类型，具体按辐射的频率来划分
二、放射性同位素与辐射
原子包括一个带正电荷的原子核，核外围有电子云 。
氨基酸、蛋白质的化学变化
（1）脱氨 如甘氨酸，e-+NH3+CH2COO-→NH3+CH2COO-
（2）放出CO2 a. 脱氨的脱羧反应 b. 不脱氨的脱羧反应
适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，从装 箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物 、水产等。不同体积、不同状态、固体液体食品
加工效率高、整个工序可连续化、自动化。
➢ 只要规模大，就能获得巨大的利益。 ➢ 谷物20万吨以上，马铃薯2.5万吨以上，洋葱5000吨
辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方 法，也是和平利用原子能的一个重要方面。
三、国内外发展简况
1895年伦琴发现X-射线后，Mink于1896年就提出 X-射线的杀菌作用。
二次大战期间，美国麻省理工的罗克多尔将射线 处理汉堡包，揭开了辐射保藏食品研究的序幕
50年代起北美、欧洲、日本等30多个国家先后投 入大量的费用进行研究；
60年代一些第三世界国家也加入该行列，目前从 事这方面研究的有50-60个国家。
目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏。
➢ 前苏联、美国、加拿大、法国、日本、中国等国家均批 准在一些食品中使用辐照。
➢ 日本、加拿大建立了辐射工厂用于食品保藏、有鱼虾、 果蔬等。
第一节 概述
食品辐射(照)保藏就是利用原子能射线的辐射 能量对食品及其原料进行杀菌、杀虫、抑制发 芽、延迟后熟等处理，以达到延长食品保质期 的方法和技术。
• 食品辐照所用原子能射线主要有γ射线或电 子加速器产生的低于10MeV的电子束。
• 我国《辐照食品卫生管理办法》中定义： 辐照食品是指用钴-60、铯-137产生的γ射线 或电子加速器产生的低于10MeV的电子束 照射加工保藏的食品。
R
吸收剂量 Gy&J/kg rad
一）能量单位
• 电子伏特eV ：辐射能量单位通常用eV，即相当于 １个电子在真空中通过电位差为１伏特的电场被 加速所获得的动能。
（二）放射性强度
也称放射性活度，是衡量放射性活跃程度的一个 物理量。指单位时间内发生核衰变的次数。 以前曾用居里，1Ci=3.7×1010衰变／秒，即每秒 中有3.7×1010次原子核衰变。 现法定单位用贝克Bq，即每秒中有一个原子核衰 变为1贝克。 1Bq=1s－1，因此，1Ci=3.7×1010Bq。
化学保藏—通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。 ➢ 优点：操作简便易行。 ➢ 缺点：化学物质残留。
二、辐射保藏的优越性（意义、特点）
食品在受辐射过程中温度升高甚微，可在常温或 低温下进行，又被称为“冷杀菌”。被辐射适当 处理后的食品的感官性状与新鲜食品差别很小，特 别适合于一些不耐热的食品和药品。
在国际原子能组织 （IAEA ）、联合国粮农组织 （ FAO）、世界卫生组织（WHO）等的支持和组织下 ，1976年25种辐射处理食品在18个国家得到无条件批 准或暂定批准，允许作为商品供一般使用。
1980年10月27日上述组织联合举行的第四次专门委员 会议作出结论：用10kGy以下平均最大剂量照射任何 食品，在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不存在 问题，而且今后无须再对低于此剂量辐照的各种食品 进行毒性实验。
• H2O辐射后可能反应途径： 这些中间产物能在不同的 （eaq）+H2O=H·+ OH·
H·+ OH·=H2O
途径中进行反应， eaq是还
H·+ H·=H2 OH·+ OH·=H2O2
原剂，OH·是氧化剂，H·
H·+H2O2=H2O+ OH· OH·+ H2O2=H2O+HO2·
有时是氧化剂有时又是还
我国自1958年开始，1984年11月国家卫生部批 准7项（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、蘑菇、香 肠）辐照食品允许消费。之后又有20多种食品 通过了不同级别的技术鉴定。
80年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射 应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、 四川、广东等地。
• 迄今为止，已有40多个国家批准了100多种类的辐 照食品。但辐照技术真正大规模商业化应用，是 从20世纪90年代开始的。
α-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能 力很小；一张纸就能阻挡它的通过。
β-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为α射线的一半，电离能力比α-射线小，穿透能力比 α-射线大；无法穿透铅片。
γ-射线：电离能力比α、β小，但穿透能力比α、β 大；可穿透一块铅。
X-射线：电离能力小，穿透力很高
4．放射性衰变
3．吸收剂量速率
• 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收 的能量称为吸收剂量速率。单位为Gy/s。
• 吸收剂量速率与照射距离和辐射强度有关。 距离越近，吸收剂量速率越大，距离相同， 辐射强度越大，则吸收剂量越大。
• 物料不同，吸收剂量速率也是不一样的。
四、辐射源
（一）人工放射性同位素 在食品辐射时供电离辐射用的放射线主 要为β-和γ-射线，经常采用人工制备的放 射性同位素60Co（钴，半衰期5.26年）和 137Cs（铯，半衰期30.3年）
一、现有保藏技术的优缺点
食品冷冻保藏—低温抑制微生物活动和减少酶活。 ➢ 优点：能够较好保持新鲜食品原有的风味和营养价值； ➢ 缺点：能耗大，需建立冷藏链。
食品罐藏—提高温度杀灭微生物和酶。 ➢ 优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏； ➢ 缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。
食品干藏—降低水分活度（Aw），控制微生物和减少酶活。 ➢ 优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆 ➢ 缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。
（三）辐射计量
指被照射物质吸收辐射能量程度的一些物理量。
常用辐射量、物料吸收剂量和吸收剂量速率来表示
➢ 辐射（照射）量是用X-射线或γ-射线辐射源的辐射场内空 气电离的程度来表示。
➢ 吸收剂量是指在辐射源的辐射场内单位质量被辐射物质 吸收的辐射能量。
➢ 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为 吸收剂量速率。
目前在商业上采用60Co作为γ-射线源。
（二）电子加速器
利用电磁场使电子获得较高能量，即将电能转变成 辐射能。有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯 变压器。直流加速器有两种方式： 1.直接加高压：高电压使电子获得动能，如范德格拉夫 加速器（静电加速器）； 2.不是直接利用高电压，但反复多次将电子加速，如回 旋加速器，电子感应加速器。
钴和铯衰变图
60Co经β-衰变后放出两个能量不同的γ-光子最后变为60Ni 137Cs经β-衰变后放出γ-光子最后变为137Ba
制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co金属 制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所 需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间 照射，少量59Co原子吸收一个光子后即生成60Co辐 射源。
射线穿透力强，在不拆包装和不解冻的情况下， 可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微 生物，也节省了包装材料，避免再污染。
射线处理过的食品不会留下任何残留物。
节省能源：据国际原子能机构（IAEA）通报，食品 采用冷藏需消耗能量为90千瓦时/T，巴氏消毒230千 瓦时/T，热力杀菌300千瓦时/T，脱水处理（干燥） 700千瓦时/T，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴 氏消毒0.76千瓦时/T。
1．辐射量（照射量）
法定单位为库仑/千克（C/kg），以前为伦琴（R）
➢ 在标准状况下（0℃，760mmHg），1cm3空气（0.00129g ）能形成一个正电或负电的静电单位的X-射线或γ-射线照 射量—1R。
➢ 1伦琴可使1cm3空气产生2.08×109个离子对 ➢ 1R=2.58×10－4C/kg（空气）
质不同的化合物—与温度等其他条件有关
1. 水分子
水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量 后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分 子和食品中的其他成分发生反应。
水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形 成的机制很复杂。现已知的中间产物主要有三 种：水化电子（eaq），羟基自由基（OH·），氢 原子自由基（H·）。
H2+ OH·= H2O+ H·
原剂。
H·+O2=HO2·
HO2·+ HO2·= H2O2+O2
辐射化学效应的强弱用G值表示。 G值即每吸收100eV能量时被照射物质产生化学变
化的分子数目。（即能传递100eV能量的分子数 ）
2．氨基酸与蛋白质
有机化合物因辐射而分解的产物也很复杂，取决 于原物质的化学性质和辐射条件，有的从高分子 —低分子，有的反而从低分子—高分子。 射线辐照食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键 、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三 级、二级结构，改变物理性质。 蛋白质水溶液还会发生交联，主要是由于巯基氧 化生成分子内或分子间的二硫键，或者酪氨酸和 苯丙氨酸的苯环发生偶合。
P+相同而n不同的原子所代表的元素称为同位素， P+=n时原子稳定，P+≠n则不稳定。
原子序数在84以上时，原子核是不稳定的，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。
α-、β-、γ-及X-射线
四种射线的特点
这四种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程度 的穿透能力。但是由于射线性质的不同， 从而电离能力和穿透能力各不相同。
第二节 辐照的基本概念
一、 辐射类型 辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根
据能量相应的大小，可将电磁波分成无线电波、 微波、红外、可见光、紫外线，X射线和γ射线 根据辐射的作用形式可将辐射分为电离辐射和非 电离辐射两种类型，具体按辐射的频率来划分
二、放射性同位素与辐射
原子包括一个带正电荷的原子核，核外围有电子云 。
氨基酸、蛋白质的化学变化
（1）脱氨 如甘氨酸，e-+NH3+CH2COO-→NH3+CH2COO-
（2）放出CO2 a. 脱氨的脱羧反应 b. 不脱氨的脱羧反应
适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，从装 箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物 、水产等。不同体积、不同状态、固体液体食品
加工效率高、整个工序可连续化、自动化。
➢ 只要规模大，就能获得巨大的利益。 ➢ 谷物20万吨以上，马铃薯2.5万吨以上，洋葱5000吨
辐射保藏是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方 法，也是和平利用原子能的一个重要方面。
三、国内外发展简况
1895年伦琴发现X-射线后，Mink于1896年就提出 X-射线的杀菌作用。
二次大战期间，美国麻省理工的罗克多尔将射线 处理汉堡包，揭开了辐射保藏食品研究的序幕
50年代起北美、欧洲、日本等30多个国家先后投 入大量的费用进行研究；
60年代一些第三世界国家也加入该行列，目前从 事这方面研究的有50-60个国家。
目前许多国家将辐射用于食品的加工与保藏。
➢ 前苏联、美国、加拿大、法国、日本、中国等国家均批 准在一些食品中使用辐照。
➢ 日本、加拿大建立了辐射工厂用于食品保藏、有鱼虾、 果蔬等。