第六章食品的辐照保藏
第六章食品的辐照保藏
的敏感性。
•酶
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。
食品辐射的化学效应
糖类
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，干故态糖类的辐
照分解产物多种。
辐射不同固态糖类的主要辐解产物
糖 辐解产物 G值 500krad时浓度(10mg· kg-1)
食品辐射的生物学效应
辐射对植物的影响 辐射主要应用在植物性食品抑制块茎、鳞茎类发芽， 推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。 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
1896年，亨利· 贝克莱在研究各种物质的
磷光现象时，发现了放射性。 1896年，Roentgen发现了X射线，并对这 种射线的特性做了完整而准确的计算。
6.1.1 原子辐射研究的历史发展 1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到 钍化合物发射类似的射线。同时居里夫妇 从铀盐中分离出了一个新元素，取名镭(由 拉丁词radius而来，意为射线) 1921年Schraty获得X射线杀菌专利。
鱼品辐照装置简图
6.3.2 食品辐照效应
食品辐射的物理效应
γ射线和X射线的作用
康普顿散射
感生放射性 电子射线的作用 库仑散射 契连科夫效应
电子射线的作用
•电子射线经散射、电离轫致辐射等作用后，消耗 了大部分能量，速度大为减慢； •有的被所经过的原子所俘获，使原子或原子所在 的分子变成负离子，有的与阳离子相碰发生阴、
1R=2.58×10－4C/kg（空气）
6.2.2 放射性强度及其单位
吸收剂量: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，简称为剂量。 不同食品在同样的辐射源的照射量照射时,有 法定单位为J/kg，也称为戈瑞Gy，以前用拉德Rad 些食品就会比另一些食品吸收较多的能量,即 1Gy=1J/kg=100Rad 吸收拉德量较大。 照射过程中物料接受的辐射剂量，即吸收辐射能量的 单位数极为重要，物料不同，吸收辐射能的程度不同
第六章食品辐射保藏
•
所有的运转设备、自动控制、报警
与安全系统必须组合得极其严密。
1、放射性同位素
原子核中质子数相同，中子数不同的一类原子 的总称为同位素，自然界中有1800多种同位素，稳 定的有300多种，不稳定的有1800多种，不稳定的同 位素称为放射性同位素。
•2、放射性衰变
每个放射性同位素经放出射线后，就转变成另 一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同位素。原 子核的转变过程称为放射性衰变。
6.4.1辐射对微生物的作用
1 、辐射对一般微生物的作用机制 （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。细胞内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-直接击中学说。
细胞内膜受损 膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这 些分子的断裂，造成细胞膜泄露，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。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、辐射对霉菌和酵母的作用 酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽
孢细菌相同。霉菌会造成新鲜果蔬的大 量腐败，用2kGy左右的辐射剂量即可抑 制其发展。
酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热 处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。
4、辐射对昆虫的作用
• 辐射对昆虫的效应是与其组成细胞的效应 密切相关的。对于昆虫细胞来说，辐射敏感 性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化 程度成反比。
• 高能电子射线 又称电子流、电子束，其能量 越高，穿透能力就越强。
• 电子加速器的电子密度大，电子束（射线）射 程短，穿透能力差，一般适用于食品表层的辐照 。
• X射线：加速器产生的高能电子打击在重金属 靶子上会产生能量从零到入射电子能量的X射线 。
6食品的辐射保藏汇总
3.辐射耐贮杀菌：这种辐射处理能提高食品的贮 藏性，降低腐败菌的原发菌数，并延长新颖食 品的后熟期及保藏期。所用剂量在5kGy以下。
第四节 辐射对食品成分的影响
① 针对沙门氏菌等非芽孢菌的处理 ② 与其他方法联合处理 ③ 高剂量辐照处理肉类 ④ 辐照与冷藏结合处理 ⑤ 水产品辐照保藏
2. 粮食类
造成粮食耗损的重要缘由之一是昆虫的危害和霉菌活动导致
的霉烂变质。
剂量/ 剂 量kGy 0.1～0.2
1 3～5 2～4 0.20～0.75
1 0.6～0.8 0.2～2.0
不同的辐射加工目的与效果
处理目的
处理效果举例
降低某些成分含 如黄豆发芽 24h 后，用 2.5kGy 剂量辐照，可减少黄豆中棉子糖和水苏糖（肠内
量
胀气因子）等低聚糖的含量；
Байду номын сангаас
改善质地
小麦经杀虫剂量辐照，其面粉制成面包体积增大，柔软性好和组织均匀，口感 提高
提高出汁率
葡萄经 4～5kGy 辐照可提高出汁率 10％～12 %
4 ．香辛料和调味品
自然香辛料简洁生虫长霉 常规处理的局限性：熏蒸消毒法有药物残留且易导
致香味挥发甚至产生有害物质。 辐照处理可避开引起上述的不良效果，掌握昆虫侵
害，削减微生物的数量，保证原料的质量。全世界 至少已有15国批准80多种产品辐照。 剂量：允许高达10kGy剂量，
3 ．畜、禽肉及水产类
四、辐射对维生素的影响
水溶性维生素中维生素C对辐照最敏感； 脂溶性维生素中维生素A和E对辐照最敏感。 其损失率随着辐射剂量的增大而增大。
《食品辐照保藏修改》课件
食品辐照的安全性案例分析
案例选择
选择具有代表性的食品辐照安全性案例进行分析，如某类食品的辐照处理、辐照 工艺的改进等。
分析内容
分析案例中食品辐照技术的安全性，包括处理过程、剂量控制、品质变化等方面 ，并总结经验教训，为今后食品辐照技术的安全应用提供借鉴。
05
食品辐照保藏技术的未来发展
新技术的应用和研究进展
促进经济发展
食品保藏技术的发展对于促进食品 工业和相关产业的发展具有重要意 义，能够带动经济增长和增加就业 机会。
提高生活品质
食品保藏技术的进步使得人们能够 享受到更加新鲜、安全、美味的食 品，提高了人们的生活品质。
辐照保藏技术的简介
01 02
技术原理
辐照保藏技术是一种利用放射性射线对食品进行灭菌和保鲜处理的技术 ，通过破坏微生物和害虫的DNA结构，抑制其生长和繁殖，从而达到 延长食品保质期的目的。
06
结论
食品辐照保藏技术的总结
食品辐照保藏技术是一种有效的食品防腐方法，通过使用放射性射线对食品进行照 射，以达到延长保质期的目的。
该技术具有许多优点，如能够杀死微生物、抑制酶活性、减少化学反应等，从而有 效延长食品的保质期，并保持食品的口感、色泽和营养价值。
食品辐照保藏技术在全球范围内得到了广泛的应用，涵盖了多种食品类型，如肉类 、水果、蔬菜、谷物等。
环境因素
温度
高温会加速食品的变质，低温则有助于保持食品新鲜度。
湿度
过高或过低的湿度都不利于食品的保存，适宜的湿度可以延长食品 的保质期。
氧气和二氧化碳浓度
氧气和二氧化碳浓度对某些食品的辐照效果有影响。
04
食品辐照保藏技术的安全性
食品安全性的评估
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。
食品的辐射保藏
第六章食品的辐射保藏第一节概述天然的辐射是无时无刻都在发生的自然想象，地球上所有的生命都在接受来自地球本身或外太空的宇宙射线的照射。
19世纪人们就已经发现了辐射引起物质变化的现象，随着辐射生物效应研究的深入，人们发现高能辐射可以杀灭危害食品的微生物和害虫，由此引起了利用辐射保藏食品的研究。
辐射是指能量在空间和其他介质中的传递，存在形式有电磁波、粒子流等。
辐射无处不在，是自然状态的正常现象。
按照频率从低到高(波长从长到短，能量从低到高)按次序排列，电磁波可以分为：音波、超音波、长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
以可见光为界，频率低于(波长长于)可见光的电磁波对生物体产生的主要是热效应，频率高于可见光的射线对生物体主要产生化学效应。
按辐射的效应分，可分为电离辐射与非电离辐射两类，一般人们通常提及的都是电离辐射，包括最令人闻之色变的核辐射。
电离辐射是使物质产生电离作用的电磁辐射(如X射线、γ射线)，或粒子辐射(如α粒子、β粒子、质子等高速的带电微粒与不带电的中子流)，能量和频率都很高，波长很短。
非电离辐射主要是热效应辐射，能量和频率比较低，波长比较长或者很长的辐射，通常是波长大于100纳米(nm)的电磁波，由于其能量低，不能引起水和机体组织电离，故称为非电离辐射，如可见光、电视电磁波、电脑电磁波、各种无线电波、声波、超声波、家电辐射等。
人们日常生活中遇到的辐射与核辐射的原理是一致的，惟一不同的是强度没核辐射高。
一、食品辐照是指利用电离辐射射线与食品相互作用产生的一系列物理化学和生物相应，达到延长食品保藏期和提高食品质量的保藏技术。
利用射线照射食品或原材料，杀菌，杀虫，防霉以及延迟新鲜食品某些生理过程，（抑制果实发芽，延迟后熟等作用）达到延长保藏时间，这样的操作过程就是食品辐照。
伦琴发现X射线，开始了电离射线对微生物的致死作用的研究，1912年瑞典首次对草莓进行辐射处理，1921年美国申请了第一分有关食品辐射保鲜食品技术的专利。
食品的辐射保藏-公卫助理医师
食品的辐射保藏-公卫助理医师
食品的辐射保藏是公卫助理医师中比较重要的一个知识点，下面是关于公卫助理医师的辅导资料，请参考：
主要是将放射线用于食品灭菌、杀虫、抑制发芽等，以延长食品的保藏期限。
另外也用于促进成熟和改进食品品质等方面。
受照射处理的食品称为辐照食品。
目前加工和实验用的辐照源有60Co和137Cs产生的γ射线以及电子加速器产生的低于10兆电子伏（Mev）的电子束。
辐照食品所用射线单位为戈瑞（Gy）相当于被辐照物1kg吸收1J的能量。
K、M.因剂量不同，辐照保藏有三种方法：辐照灭菌、辐照消毒、辐照防腐。
1。
食品辐照效应与辐照保藏原理
食品辐照效应与辐照保藏原理食品经射线照射会发生一系列的辐照效应，主要有物理学效应、化学效应和生物学效应。
辐照保藏食品，通常是用X射线、Y射线、电子射线照射食品，这些高能带电或不带电的射线照射食品会引起食品及食品中的微生物、昆虫等发生一系列物理、化学反应，使有生命物质的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，达到杀菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的目的。
（一）α射线和Y射线与物质的作用α射线、Y射线都是高能电磁辐射线，它们又常被称为“光子”，当与被照射物（如食品、微生物、昆虫和包装材料）原子中的电子相遇，光子有时会把全部能量交给电子（光子被吸收），使电子脱离原子成为光电子。
如果射线的光子与被照射物的电子发生弹性碰撞，当光子的能量略大于电子在原子中的结合能时，光子把部分能量传递给电子，自身的运动方向发生偏转,朝着另一方向散射，获得能量的电子（也称次电子，康普顿电子），从原子中逸出，上述过程称康普顿散射（ComptonScattering）。
如果了射线和X射线的能量大于某一阂值时，能量和某些原子核作用而射出中子或其他粒子，因而使被照射物产生犷放射性（RadiOaCtiVity）C.能否产生这种放射性（也称感生放射性），取决于射线的能量和被辐照物质的性质。
（二）电子射线的作用当辐射源射出的电子射线（高速电子流）通过被照射物时，受到原子核库仑场的作用，会发生没有能量损失的偏转，称库仑散射。
库仑散射可以多次发生、甚至经过多次散射后，带电粒子会折返回去，发生所谓的“反向散射”。
二、食品辐照的化学效应电离辐射穿透食品物料的程度取决于食品性质和辐射的特性。
辐射作用时的效应取决于其改变分子的能力及其电离电位。
Y-射线的穿透力比B-粒子大。
B・粒子一般具有较大的能力，能在它们通过物质时产生电离作用。
能量级较高的电子束具有较高的穿透深度，并能沿着其径迹(比能量低的电子束)产生更多的变更分子和电离作用。
当中等能量级的电离辐射通过食品时，在电离辐射与分子级和原子级的食品粒子之间有撞击现象，当来自撞击的能量足以使电子从原子轨道移去时，即导致产生离子对。
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6.2.2 放射性强度及其单位
照射剂量:衡量X射线或γ射线在空气中的电离能力。 法定单位为库仑/千克（C/kg），以前曾用伦琴（R） 伦琴就是标准状况下，每立方厘米空气（0.00129g） 形成一个正电或负电的静电单位的X射线或γ射线的照 射量。一个正电或负电的离子具有4.80×10－10 e.s.u, 1R=2.58×10－4C/kg（空气）
6.2 食品辐照的基本原理
6.2.1 放射性同位素与辐射
放射性同位素
原子核中质子数相同，中子数不同的一类原子的 总称为同位素，自然界中有1800多种同位素，稳 定的有300多种，不稳定的有1500多种，不稳定 同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生，这些不 稳定同位素称为放射性同位素。
6.2 食品辐照的基本原理
半衰期
放半射衰性期强以度t因1/衰2表变示降，低则到根原据来前一面半公所式需可的得时：间称 为半衰期λ。t1或/2原=l子n2数=衰0.变69至3 一半时所需的时间。 对即于衰单变独常的数一与种同放位射素性半元衰素期而的言乘，积半为衰0期.6和9衰3，变 常这数样一可样利也用是半常衰数期。求用出作其食衰品变辐常射数加。工的辐射源
6.1.1 原子辐射研究的历史发展
✓八十年代--食品辐照已进入一定规模的生产阶段 ✓1984年～1997年--国家卫生部颁布的食品辐照 卫生标准基本覆盖了绝大部份食品。 迄今为止，已有42个国家批准了500多种辐照食品 辐照食品虽然从技术上讲已相对成熟，但由于公众 的接受性、各类别食品的标准、法规以及检验、辐 照设施等尚存在问题，辐照食品未被广泛接受。
6.2.2 放射性强度及其单位
吸收剂量: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，简称为剂量。 法定不单同位食为品J在/k同g，样也的称辐为射戈源瑞的G照y射，量以照前射用时拉,德有Rad
些食品就会比1G另y一=1些J/食k品g=吸1收00较Ra多d的能量,即 照射吸过收程拉中德物量料较接大受。的辐射剂量，即吸收辐射能量的
6.1.1 原子辐射研究的历史发展 ✓1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到 钍化合物发射类似的射线。同时居里夫妇 从铀盐中分离出了一个新元素，取名镭(由 拉丁词radius而来，意为射线)
✓1921年Schraty获得X射线杀菌专利。
6.1.1 原子辐射研究的历史发展
✓1943年美国发表了对汉堡包进行辐照杀 菌的论文后，美国由此解决了海军食品保 存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及 科研单位。
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γ制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co 射金线属，制经成常棒采形用、人长工方制形备、的薄放片射形性、同颗位粒素形60、C圆o（ 钴筒，形半或衰所期需5要.2的7年形）状和，1置37C于s反（应铯堆，活半性衰区期，30经年） 60中C子o经一β定-衰时变间后照放射出，两少个量能59量Co不原同子的吸γ收-光一子个最中 后子变后为即60生N成i；601C37oC辐s经射β源-衰。变目后前放在出商γ业-光上子采最用后 变60为Co13作7B为a。γ-射线源。
✓五十年代初前苏联、欧洲和日本也相继 进行了广泛的研究。
6.1.1 原子辐射研究的历史发展
✓我国食品辐照研究最早于1958年开始， 70年代在四川、河南、天津、北京、上海 、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食 品辐照的研究。
✓1970年在巴黎成立了“食品辐射(照)国际 计划”(IFIP)，先后共有24个国家参加该计 划，分工协作进行研究。
第六章食品的辐照保藏
内容提要
食品辐照的意义及特点 食品辐射的基本原理 食品的辐照效应 食品辐射的影响因素 食品辐照保藏方法 食品辐照的卫生与安全
6.1 食品辐照的意义及特点
食品的辐射保藏是是利用射线照射食品， 灭食菌品、辐照杀保虫藏，是抑指制利鲜用放活射食线品核的素生60C命o活或1动37，Cs 从的而γ射达线到，防以霉及、加速防器腐产、生延的长电食子束品等货辐架照期食目品
6.1.2 食品辐照的特点 ✓ 射线具有较高能量，穿透力强； ✓ 耗能低，可以节约能量； ✓ 无污染、无残留、安全卫生； ✓ 很好地保持食品的新鲜状态和食用品质；
6.1.2 食品辐照的特点 ✓ 改善品质，提高产品档次； ✓ 杀虫杀菌可作为进出口贸易有效的检疫处理
手段； ✓ 常温下保藏较长时间； ✓ 节约食品包装材料、降低成本。
单位数极为重要，物料不同，吸收辐射能的程度不同
6.2.2 放射性强度及其单位
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。
6.2.2 放射性强度及其单位
辐射剂量与吸收剂量关系 在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏通常讲 的是吸收剂量，它们之间可以换算。
D＝f×X D为吸收剂量，X为辐射剂量， f为转换系数
空气 f＝0.83，食品 f＝0.92 - 0.97 对空气来讲，1伦琴就等于0.83拉德（Rad）
6.2.3 放射源的来源
放射性强度因衰变而随时间不断减弱，此特 60C点o的在半筹衰建期辐为照5场.2时7年必，须1考37C虑s为的3问0年题。。
6.2.2 放射性强度及其单位
能量单位：电子伏特ev
表示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。1ev=1.6×10-19KJ
6.2.1 放射性同位素与辐射
放射性衰变
每个实放践射证性明同,位在素单经位放时出间射内线,衰后变，着就的转原变子成核另一 个原的子数核目，和从其不总稳数定成的正元比素,变这成一稳过定程同是位不素可。原 子核逆的的转,变可过用程公称式为表放示射如性下衰: 变。
N=N0e-λt
6.2.1 放射性同位素与辐射
，使之抑制发芽、推迟成熟、杀虫杀菌、防止
的的一种食品保藏方法。
霉变，从而达到保鲜或贮存的目的。
与微将电能转化 为电磁波来处理食品。
6.1.1 原子辐射研究的历史发展 ✓1896年，亨利·贝克莱在研究各种物质的 磷光现象时，发现了放射性。 ✓1896年，Roentgen发现了X射线，并对这 种射线的特性做了完整而准确的计算。