辐射处理食品
食品工艺学之食品的辐射保藏概论
食品工艺学之食品的辐射保藏概论概述食品的辐射保藏是一种常见的食品加工方法。
它利用辐射技术，通过破坏食品中的微生物DNA和结构，达到杀死或抑制微生物繁殖的目的，从而延长食品的保质期和保鲜期。
辐射保藏可以广泛应用于各种食品，如肉类、水果、蔬菜、乳制品等，对改善食品的安全性和品质具有重要意义。
辐射保藏的原理辐射保藏主要利用电离辐射（如X射线和γ射线）和非电离辐射（如紫外线）对食品中的微生物进行杀灭或抑制。
辐射与微生物相互作用后，会破坏微生物的DNA，使其失去生物活性，从而起到杀菌和抑制微生物繁殖的效果。
辐射对食品的微生物具有较高的穿透力，能够深入到食品的内部，对食品中的微生物进行全面杀灭。
与传统的热处理方法相比，辐射保藏不会对食品的质地和营养成分产生明显的影响，可以更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
辐射保藏的优点1.高效杀菌：辐射能够对食品中的微生物进行全面杀灭，包括细菌、病毒、霉菌等。
相比传统的热处理方法，辐射保藏对微生物的杀灭效果更为彻底。
2.保持食品品质：辐射保藏对食品的质地和营养成分影响较小，能够更好地保持食品的原汁原味和营养价值。
3.延长保质期：辐射可以延缓食品中微生物的生长和繁殖，从而延长食品的保质期和保鲜期。
这对于长途运输和远超市场销售的食品非常重要。
4.环保节能：辐射保藏过程无需添加任何化学药剂，不会产生废水、废气和废渣，对环境污染小，并且能够节约能源。
辐射保藏的应用辐射保藏在食品工业中有广泛的应用。
以下是几个常见的例子：1.肉类：辐照杀菌可以有效地延长肉类产品的保质期，防止细菌污染和变质。
此外，辐射还可以用于肉类产品的除臭和除味处理，提高产品的口感和品质。
2.水果和蔬菜：辐射保藏可以杀灭水果和蔬菜中的细菌和霉菌，延长其保鲜期。
此外，辐射还可以延缓水果和蔬菜的成熟和腐烂过程，提高产品的储存和运输能力。
3.乳制品：辐射可用于乳制品中的杀菌和消毒，杀灭乳制品中的致病菌和有害微生物。
这可以提高乳制品的安全性和卫生质量。
食品的辐照保藏
适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的
马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。 多种体积的食品；不同状态，固体液体。
加工效率高、整个工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
因此，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。
而射线直接作用于水分本身和其它食品成分产生的效
应称“直接效应”。例如食品色泽或组织的变化可能是 由于γ-射线与特殊的色素或蛋白质分子直接撞击而引起 的。
对于高水分食品，如新鲜水果、蔬菜、肉等的组分，
辐射导致的大多数化学变化都是水分受辐照后产生的离 子和自由基产生的间接效应。
对于干燥食品、配料的组分，主要化学变化是电离引
导致变性
一级结构改变，脱羧、脱氨、氧化（包括-SH氧化） 分子间或分子内交联： -SH氧化形成二硫键，酪氨酸、苯丙
氨酸的苯环耦合，导致蛋白质发生凝聚作用，甚至出现不溶 的聚集体
2）食品中的蛋白质
一般应用的剂量范围对其影响很小，不同蛋白质几乎一样 高剂量会使食品产生色香味的变化。如60kGy导致叶绿素破
坏，肉中氧合肌红蛋白变成高铁肌红蛋白
3． 酶
酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组成是蛋白质，故它
对辐射的反应与蛋白质相似，如变性作用等。
纯酶稀溶液对辐射敏感，若增加其浓度也必须增加辐射剂量
才能产生同样的钝化效果。
若在食品体系中，酶很容易受到保护，同时也受外界条件变
化（温度、 pH、含氧量）的影响。如提高温度会增加酶对辐 射的敏感度，在有氧状态下干燥胰蛋白酶极易钝化。
当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应作用，这些激活的
食品工艺学-食品辐射保藏(全)
射杀死食品内除病毒以外的各种致病菌，如 沙门氏菌、大肠杆菌、志贺氏菌、李斯特菌、 副溶血性弧菌等等。（杀死致病菌） 辐射灭菌是指采用较高的辐照剂量，杀灭食 品中全部的微生物，达到细菌总数、致病菌 为零。这种辐照产品在没有污染的条件下可 以长期保存不会腐败。（杀死全部微生物）
（3）抑制发芽
利用一定的辐照剂量使一些块根植物，如大
中主要有以下几个方面： （1）辐照杀虫，可以分成： 杀灭危害粮食、干燥食品、中草药等的仓储 害虫，如玉米象、豆象、螨等等； 杀死进出口食品和其他产品中的有害昆虫， 如不同类型的果蝇、实蝇、线虫等等和未加 工食品肉和鱼等体内的寄生虫，如囊虫、绦 虫、旋毛虫等等。
（2）辐照杀菌
根据杀菌的目的分成三类：选择性杀菌，针对
原子电离而损失能量，所以它穿透物质的能力很小，易为薄
层物质（如一片纸）所阻挡；
β射线
本质是高速电子流
能量可达几兆电子伏特(MVe)以上。 穿透物质的本领比α射线强得多. 可由放射性同位素产生 也可由电子加速器产生
γ射线
是波长非常短（波长0.001～1.000nm）的电磁波束（或称
贝克Bq ，每秒中有一个原子核衰变为1贝克。 居里Ci，1Ci=3.7×1010Bq
α、β、γ等射线辐射的结果能使被辐射（辐照） 物质产生电离作用，因此常称为电离辐射。
二、辐照量单位与剂量测量
（一）放射性强度 （二）照射量
（三）吸收剂量
（一）放射性强度
放射性强度，也称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。单位
第一节 概述 二、食品辐照技术的特点
2、缺点：
①经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来
讲虽然是微乎其微的，但敏感性强的食品和经高剂 量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化。 因此不适用于所有的食品，要有选择性地应用。
食品辐照保藏
第五章食品辐射保藏第一节概述食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。
最大限度的减少食品的损失，使它在一定期限内不发芽、不腐败变质，不发生食品的品质和风味变化，由此可以增加食品的供应量，延长食品的保藏期。
辐射保藏技术是一门新的技术，比现有保藏技术有其优越性的一面。
是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。
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（a），控制微生物和减少酶活。
w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。
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，因此，被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味和质地等方面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。
射线穿透力强，在不拆包装和解冻的情况下，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，与化学处理相比是一大特点。
节省能源：据76年国际原子能机构（IAEA）通报的估计，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。
适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。
八、食品和医疗用品辐照处理
辐照抑制发芽，延时成熟－抑 制糖分解酶活性；提升ATP酶活性和量。 干扰ATP合成，减少DNA、RNA及植物 激素的合成，抑制发芽过程。
二是
杀虫灭菌与雄性不育，杀灭寄 生虫（或卵）和细菌本身可延长食品的 保存期。
抑制发芽机理
1.破坏DNA、RNA等细胞核的结构和功能， 使得植物体生长点上的细胞不能发生分裂。
表8-2 WHO推荐的食品辐照剂量
低剂量（≤1 kGy） 抑制发芽 杀虫、寄生虫 延时物理加工（催熟） 中剂量（1～10 kGy） 延长货架寿命标 杀灭腐败致病菌 改进食品特性 剂量 （kGy） 0.05～0.15 0.15～0.5 辐照产品 土豆、洋葱、大蒜、姜 谷物、豆类、鲜干果、干鱼肉、新鲜猪肉 等 鲜果、蔬菜 辐照产品 鲜鱼、草莓 鲜鱼、冻海产品、冻家禽、肉等 葡萄（包括酱）脱水菜（减少烫漂时间）
第八章
食品和医疗用品 的辐射处理
前景应用
粮食害虫和霉变造成的损失约占20%～ 25%，热带水产品损失量高达60%～70%。我 国虫害和霉变造成的粮食损失达13兆吨，相当 于1亿人口的一年口粮；我国水果年产量7Mt， 损失量达15%～20%，价值3亿元，工业品因 霉变年损失7亿元，一些名贵中药材和出口产 品损失更为严重。 食品辐照加工是人类利用核技术进行食品 辐照贮存，食品辐照保鲜，食品辐照检疫处理 的新型食品加工手段。
四、食品辐照处理特点
1. 2. 3. 4. “冷杀菌”； 具有良好的保鲜效果； 辐照处理食品能耗低； 对环境的污染小。
第二节 食品辐照剂量学 食品辐照剂量学就是研究 辐照过程中被照射靶物质吸收 辐射能量和分布规律的一门新 兴学科 。
几个基本概念
芽胞：某些细菌生长发育后期在细胞内
形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体。
辐射食品是什么意思
辐射食品是什么意思
辐射食品是指经过辐射处理的食品。
辐射处理是一种利用电离辐射（如电子束、γ射线、X射线）或非电离辐射（如紫外线、紫外线和可见光）来消灭或控制食品中的细菌、寄生虫、真菌、昆虫和其他有害微生物的技术。
辐射可以用于杀灭食品中的有害微生物，延长食品的保质期，减少食品中的营养损失，并改善食品的质量和安全性。
辐射处理可以应用于各种食品，包括肉类、海鲜、水果、蔬菜和坚果。
辐射食品在一些国家被用于商业销售，并受到一定的监管和监督。
然而，对于辐射食品的安全性和对人体健康的潜在影响存在一些争议和疑虑。
食品的辐照保藏
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。
第八章食品辐射保藏技术
④节约能源。 ⑤操作适应范围广。 ⑥加工效率高，射线的穿透度高、均匀。
3
缺点：辐射灭菌效果与微生物种类有关；用辐射方 法钝化食品中的酶比较困难；敏感性强和经高剂量 照射的食品有可能产生不愉快的感官变化；不适用 于所有食品；对操作人员的安全防护要求相当高。
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二、我国辐射保藏的发展现状
●我国第一所核应用技术研究所于1962年在成都建成，开始了 食品辐射研究工作。 ●70年代的研究工作取得了一定的成效。 ●80年代国家卫生部批准部分（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、 蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。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。
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1、微生物
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。
②间接效应 ★当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应 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，而使细胞生理机能受到影响。
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③微生物对辐射的敏感性
★为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死 90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生物下降到 原数的10%所需要的剂量，并用D10值表示：
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2、氨基酸与蛋白质
★氨基酸经辐射后，会引起氨基酸脱氨等。
★射线照射到食品蛋白质分子，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，导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶 解度降低。
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3、糖类
★一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。 在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。
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第四节 辐照对食品的影响
一、辐照对食品的化学效应
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輻射照射食品的優點
所使用之能量遠遠低於激發原子反應之能量 照射引起之食物化學變化也與其他傳統食品加工 方法如烹煮和冷凍相似 營養之損失與烹煮和乾燥所引起者相同 照射技術之優點還有處理快速且可大量 不留照射痕跡及殘餘物質即能保有原本之食品風 味 可保存食物的物理外觀及減少烹飪時問，幾乎不 致使食品溫度上升等
安全輻射量
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(FAO)/世界衛生組織 (WHO) 等制訂。
同一食品主要品種之檢驗結果適用於他品種
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輻射在食品的應用
國內核准情形
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Ｘ-光 醫療用鈷-60、銫-137 醫療用器材之消毒 放射線照射
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輻射處理食品輻射能的另一和平用途
黃顯宗 東吳大學微生物學系 96.9.
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輻射污染食物
蘇俄車諾比核電廠事件後
危機意識
該恐懼，或無知？！
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電磁波 Electromagnetic Wave
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電磁波
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家庭裡
電視 電腦 烤箱
微波爐
所涉及核心生命科學內容
生物對環境的感受
營養、空氣、水分、陽光等的影響。
圖1-9-1 圖1-9-2
生物的控制系統
相關連結
簡介各種能源供應
簡介放射性的功能與破壞 環境評估與發展極限
討論
你是否擔心生活中的輻射、電磁波？