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1、节约能源。操作适应范围广。加工效率高，射线的穿透度高、均匀。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；对操作人员的安全防护要求相当高。第1页/共113页二、食品辐照技术的发展 1、开创阶段（1895年1949年）l1895年，伦琴发现X-射线。l1896年，法国贝可勒尔（H.Becguerel）发现铀的放射性。l1898年，发现X-射线对病原菌的致死作用。l1899年，证实X-射线对寄生虫有致死作用。20世纪50年代以前，主要用于军事目的，加上人力、财力不足及缺乏大功率的X-射线机和大的辐射源，研究处于初级阶段
2、，不够深入。第2页/共113页二、食品辐照技术的发展 2、研究和开发阶段（1950年1969年）l1953年，美国总统艾森豪威尔向联合国提出和平利用原子能计划。l1955年，在日内瓦召开了第一届世界和平利用原子能大会。l1957年，成立了国际原子能机构（IAEA）。这阶段，公众对食品辐照持积极态度，主要开展了辐照杀虫、杀菌、抑制发芽、延长食品货架期的条件（辐照剂量、产品成熟度、包装材料、温度、气体等）的研究。第3页/共113页二、食品辐照技术的发展 3、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段（1970年1988年）l20世纪70年代，国际上掀起了反核运动，存在公众偏见、媒体信息误导，食品卫生部
3、门严格控制，食品加工、贸易部门持观望和消极态度。l1976年，FAO/IAEA/WHO辐照食品联合专家委员会（JECFI）首次阐明食品辐照同热加工和冷藏一样，是一种物理过程，辐照食品卫生安全性评价应与食品添加剂与食品污染区别开来。同年，有25种辐射处理的食品在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食用。第4页/共113页二、食品辐照技术的发展 3、辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段（1970年1988年）l1980年10月27日举行的第四届专门委员会会议作出的结论是：“用10kGy以下的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
4、经低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验。”此结论推动了世界各国对辐照食品研究的热潮。第5页/共113页二、食品辐照技术的发展 4、食品辐照法规的协调和商业化阶段（1988年）l2003年，国际食品法典委员会（CAC）在罗马召开第26届大会，通过了修订后的辐照食品国际通用标准，食品辐照加工工艺国际推荐准则。突破了食品辐照加工中10kGy的最大吸收剂量的限制，允许在不对食品结构的完整性、功能性和感官品质发生负面作用，不影响消费者健康安全的情况下，食品辐照剂量可高于10kGy。第6页/共113页二、国外食品辐照技术的进展第7页/共113页美国食品辐照简介美国是世界上最大的食品和农产品市场，也是世界上
5、对辐照食品研究最深入的国家之一辐照作为提高食品安全性和作为一种检疫处理方法方面的研究和法规建设，并成功地进行了商业化应用。在食品辐照标准制定方面，美国政府早在1963年就批准了小麦及其制品的辐照，而后又批准了香辛料、猪肉防旋毛虫、粮食杀虫和新鲜水果蔬菜延长货架期的辐照处理，影响较大的是1997年批准的红肉制品的辐照处理。第8页/共113页美国主要批准食品辐照的历程如下：1963年，FDA批准了小麦和小麦粉的辐照以用于病虫的控制，由于当时美国没有使用辐照，每年400，000吨小麦在乌克兰进行辐照。1964年，首次在美国本土使用辐照技术。FDA批准了白马铃薯的辐照以延长其货架期。20世纪70年代，
6、美国宇航局NASA采用辐照方式对宇航员在太空使用的肉进行灭菌。至现在，美国宇航局仍然在使用辐照。1997年，FDA批准红肉的辐照。2000年，美国农业部USDA的食品安全监督机构FSIS批准了牛肉的辐照。FDA批准了新鲜鸡蛋和易发芽种子的辐照。第9页/共113页2002年，美国农业部USDA就已经接受采用辐照方式对进口水果、蔬菜进行检疫处理。2005年，FDA批准了软体贝壳类的辐照以用于控制新鲜的或者冰冻软体贝壳类中的病原体（如弧菌类和其他食源性病原体）。2007年，美国农业部USDA批准了进口泰国、印度、巴基斯坦等国采用辐照方式检疫后的热带水果进入美国市场。2008年，FDA批准了对新鲜卷心
7、莴苣和菠菜进行辐照以控制食源性致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌。第10页/共113页美国批准的食品辐照的清单 产品目的允许剂量（KGy）批准日期小麦及面粉杀虫0.2-0.51963.8.21白马铃薯延长货架寿命0.05-0.11964.6.30白马铃薯延长货架寿命0.05-0.151965.11.1香料和调味用干菜（38种）干的或脱水灭菌，杀虫301983.7.5酶制剂（包括固定化酶制剂）控制昆虫和微生物101985.6.10白条猪或新鲜的未经热杀菌的分割肉扇控制旋毛虫0.3-1.01985.7.22新鲜水果推迟成熟11986.4.18食品杀虫11986.4.18干的或脱水酶制剂灭菌101986.4
8、.18干的或脱水的芳香植物灭菌301986.4.18家禽灭菌31990.5.11第11页/共113页新鲜食品抑制生长和成熟1食品节肢动物消毒1干的或脱水香料/调味品微生物消毒30新鲜或冷冻未加工家禽制品控制病菌441970s冷藏未加工肉制品控制病菌4.51997冷冻未加工肉制品控制病菌71997新鲜鸡蛋控制沙门氏菌3.02000育种控制微生物致病体8.02000新鲜或冷冻软体贝壳类控制弧菌类和其他食源性病原体5.52005新鲜卷心莴苣和菠菜控制食源性病原体，延长货架期4.02008第12页/共113页英国和欧盟食品辐照的发展现状欧盟议会决定2000年9月20日起允许出售和使用辐照草药，调味品和
9、脱水蔬菜最大剂量为10kGy。此前，欧盟中比利时，丹麦，芬兰，法国，意大利，荷兰,西班牙已经立法允许专项辐照食品上市，此后，欧盟其他成员国奥地利，德国，希腊，卢森堡，葡萄牙，爱尔兰和瑞典也已经允许辐照食品上市。第13页/共113页根据英国（英格兰）2009年7月实施的新的食品辐照条例来看，批准的食品辐照包括水果、蔬菜、谷物、球茎和块茎类食物、干草药、香料和调味品、鱼和贝类以及家禽肉等7类。总体而言，欧盟对辐照食品持相当严格和谨慎的态度，尤其是对用于食品辐照的装置具有非常严格的审批程序，下表是经欧盟批准的用于食品辐照的装置情况。第14页/共113页欧盟共有10个国家的21座辐照装置获得欧盟的食品
10、辐照的批准；欧盟之外共有4个国家的7座辐照装置获得了欧盟的食品辐照的批准；中国也已经有几家单位向欧盟提出了申请，但目前尚未获得批准。第15页/共113页经欧盟批准的食品辐照装置清单国家名称法国德国西斑牙荷兰比利时、捷克、匈牙利、意大利、波兰、英国装置数量7421国家名称南非南非泰国泰国瑞士、土耳其装置数量321欧盟成员国非欧盟成员国第16页/共113页日本食品辐照的发展现状日本北海道的土豆辐照设施是世界上较早的商业化运行的辐照设施，其在1974年就开始运营主要应用于土豆的抑制发芽；2007年日本政府拨出资金列入专题，对国际辐照食品进行专项调查，以推动日本国内辐照食品的发展。调味品的辐照正在审批
11、阶段。第17页/共113页澳洲食品辐照的发展现状近年，澳大利亚和新西兰取消了1989年以来对食品辐照的禁令。1999年下半年澳大利亚新西兰食品标准委员会(ANZFSC)核准了澳新食品主管局(ANZFA)标准AI7食品辐照。该标准规定，对食品、食品配料或成分进行辐照或再次辐照要得到根据逐项审核原则作出的许可，并对有关的辐照剂量、包装材料及认可的场所和设施实施严格的条件限制。该标准要求辐照食品进行标识。第18页/共113页其他国家南非：批准了绝大多数食品的辐照处理；主要辐照产品：调味品、蜂蜜等。辐照食品总量很大；以色列：辐照食品的发展速度较快。第19页/共113页水果辐照检疫的发展现状辐照作为检疫
12、的一种方法已经在全世界范围内进行了大量的科学研究积累，实验结果表明采用低剂量的射线、电子束或者X射线对水果害虫进行辐照处理，能引致害虫的不育或者延缓死亡，同时辐照检疫方法具有杀虫时间短，杀虫彻底，处理不需拆包、不受温度影响、对寄主安全，没有残留和环境污染问题。联合国粮农组织（FAO）发布的国际植物检疫措施标准（ISPN）第18号出版物（2003）植物检疫措施的准则辐照处理，又为各国采用辐照作为检疫方法提供了共同的准则，截至2008年底，全世界范围内已经有多个国家批准了多种水果的辐照检疫第20页/共113页辐照检疫处理水果及国家清单 出口国家或地区水果种类进口国家最低剂量（Gy）澳大利亚芒果、木
13、瓜新西兰150或250美国夏威夷荔枝、香蕉、面包果、杨桃、柑橘、火龙果、菠萝蜜、荔枝、龙眼、芒果、莽吉柿、甜瓜、番石榴、菠萝、人心果等美国本土150或400印度芒果美国400印度芒果澳大利亚400墨西哥番石榴美国400泰国荔枝、龙眼、芒果、莽吉柿、菠萝和红毛丹美国400越南火龙果美国400第21页/共113页泰国-美国在泰国，有两家美国农业部认可的辐照装置：一家为政府拥有的泰国辐照中心，另一家为Isotron的伽马辐照装置，这两座辐照装置都靠近泰国曼谷2008年，泰国有大约1700吨的水果辐照后出口到美国，大部分是龙眼（占总数2/3）和山竹，少量为红毛丹果和芒果。估计，2009年出口总量基本不
14、变。第22页/共113页印度-美国2007年，在芒果销售的三四个月中，大约有170吨的芒果辐照后出口到美国；2008年，出口量为275吨；2009年，预计为300吨。印度生产的芒果占世界总产量的一半，但由于基础设施不完善和检疫的限制，其出口量还不足世界芒果交易的1%。预计未来芒果辐照的数量将继续扩大。第23页/共113页越南-美国美国允许从越南中部省份BinhThuan进口辐照后的火龙果；主要有两家单位：越南VINAGAMMA的钴源辐照装置和SonSon的电子加速器装置用于水果辐照；从2008年10月开始，每周大约运输7吨第24页/共113页澳大利亚-新西兰 芒果、番木瓜果和荔枝已经获批进行辐
15、照处理；2008年辐照水果总量为800m3；2009年的处理量为660m3，辐照总量减少是由于运输受阻的原因。第25页/共113页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。90年代至今，我国已有近20项农产品辐照标准获得批准。第26页/共113页第27页/共113页第二节 辐照的基本原理辐射指能量传递能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相应的大小，可使
16、电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、紫外线，和射线。频率 =C105Hz 1010 1015 1018 1020 低频辐射区 1015Hz微波 红外 紫外 X射线和射线第28页/共113页第29页/共113页一、放射性同位素与辐射1、放射性同位素同位素：质子数相同，中子数不同的一类原子总称；放射性同位素：当原子序数在84以上的同位素，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。第30页/共113页2、放射性衰变放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，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。这就是所谓“核
17、衰变”。第31页/共113页半衰期：放射性强度因衰变降低到原来一半所需的时间，或原子数衰变至一半时所需的时间。3、半衰期第32页/共113页-射线、-射线、X-射线、-射线4、放射线的种类及其特征（1）放射线的种类（2）特征-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小；-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为-射线的一半，电离能力比-射线小，穿透能力比-射线大；-射线：电离能力比、小，但穿透能力比、大；X-射线：电离能力小，穿透力很高 第33页/共113页第34页/共113页二、辐照量单位与吸收剂量1、能量单位 电子伏特ev表示辐射能量，单位普通用eV，即相当于个电子在真空中通过电位差为伏
18、特的电场被加速所获得的动能。第35页/共113页2、放射性强度（放射性活度）指单位时间内发生核衰变的次数。放射性同位素原子数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按几何级数减少，放射性同位素不断地衰变，它是衡量放射性强弱程度的一个物理量它是衡量放射性强弱程度的一个物理量。u居里（以前曾用），1Ci=3.7*1010次衰变秒，即每秒中有3.7*1010次原子核衰变。u现法定单位用贝可Bq，即每秒中有一个原子核衰变为1贝可。即1Bq=1s1，因此，1Ci=3.71010Bq第36页/共113页3、辐射剂量用来度量射线或射线在空气中电离能力的物理量。以前曾用伦琴（R），国际单位为（c
19、/kg，SI，库仑/千克）。4、吸收剂量被辐照物质所吸收的射线能量称为吸收剂量(D)。以前曾用拉德（Rad），国际单位为戈瑞（Gy）1 Gy=1J/kg=100Rad第37页/共113页5、辐射剂量与吸收剂量的关系在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用吸收剂量来衡量。吸收剂量辐射剂量 转换系数 空气转换系数0.83;食品的转换系数0.920.97 由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定被辐照食品的吸收剂量，才能达到需要的要求。辐照剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品所能耐受的最大剂量确定。第38页/共113页三、辐射源与食品辐照装置1、人工放射性同位素60Co制备方法：
20、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原子吸收一个中子后即生成60Co辐射源。60Co经-衰变后放出一个粒子和两个能量不同的-光子（1.17Mev和1.33Mev），最后变为60Ni(镍)。第39页/共113页第40页/共113页第41页/共113页60Co辐射源的人工制备方法将自然界存在的稳定同位素59Co金属根据使用需要制成不同形状（如棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形），置于反应堆活性区，经一定时间的中子照射，少量59Co原子吸收一个光子后即生成60Co辐射源，其核反应是：第42页
21、/共113页 国际上的钴-60辐照装置绝大部分都是由加拿大的MDS Nordion提供，我国三强核力公司自主研发设计的SQ（H）型工业钴源辐照装置已经于2006年在艾索创泰国公司投产，该装置除了用于医疗器械的灭菌，还用于宠物饲料、冰冻鱼以及水果的辐照，并获得了美国农业部（USDA）颁发的辐照许可。辐照装置第43页/共113页第44页/共113页辐照装置最近北京三强核力辐射工程技术有限公司已经完成了SQ（G）型工业辐照装置的开发并即已经安装在杭州；该装置采用辊道和链条输送机，承重能力大大提升；特别适合食品辐照。第45页/共113页第46页/共113页 137Cs137Cs辐射源主要是由核燃料的渣
22、滓中抽提制得的。137Cs经-衰变后放出-光子最后变为137Ba（钡），所产生的-射线的能量为0.66Mev，比60Co来得弱，所以放射性强度比60Co弱，要想达到和60Co一样的辐射强度，要衰变次数就要多几次。第47页/共113页2、电子加速器电子加速器是利用电磁场的作用，使电子获得较高的能量，即将电能转变成辐射能，产生高能电子束或X射线的装置。u电子射线：利用加速器产生的电子流与放射性同位素中的射线具有相同的性质，故称为人工射线源。电子加速器产生的电子束穿透性差，一般只用于食品表层的辐照。第48页/共113页加速器辐照装置 最近几年由于钴-60源市场紧缺，辐照装置的环境问题，再加上工业加速
23、器本身在能量、束流、功率及安全方面技术有重大突破，特别是束下装置的完善，加速器的辐照应用具有大发展趋势，特别是它在辐照消毒，辐照食品方面也能发挥能量高，功率大，处理量大的特点，下面简介几种近年来新发展起来的加速器。第49页/共113页l用于食品辐照处理的加速器主要有1.静电加速器（范德格拉夫电子加速器）、2.高频高压加速器（地那米加速器）、3.绝缘磁芯变压器、4.微波电子直线加速器、5.高压倍加器、6.脉冲电子加速器等。第50页/共113页（1）IBA公司的RHODOTRON加速器 该加速器1996年研制成功，到目前为止已在美国、日本、法国、瑞典、西斑牙、丹麦、奥地利等国家有30多台生产线已经
24、或即将投入运行，主要用于食品辐照和辐照消毒。目前已有一台TT-200的IBA加速器在中国上海地区投入运行（2）IBA公司的Betaline可移动自屏蔽式生产线 该生产线可用于小包装食品，羊肉片，牛排等食品加工，可移动，可在普通厂房内作为生产线在线消毒装置。第51页/共113页（3）俄罗斯科学院新西伯利亚分院核物理研究所 双扫描头，可转为X射线，转换效率超过8-10，既可用于辐照食品，也可用于辐照消毒，已有两台于2001年在美国投入运行。（4）日新公司和三菱重工公司 以上装置已在日本用于辐照食品和辐照消毒并投入运行。第52页/共113页X射线：用高能电子来轰击重金属靶，其能量的一小部分转变为短波
25、长的电磁射线，即产生X-射线。而紫外线，尤其是波长在200280nm范围内的，可以用来使食品表面的微生物钝化。第53页/共113页食品辐照装置的发展趋势 钴-60辐照装置由于辐照工艺和各种条件越来越成熟，在未来一段时间内仍然是食品辐照的主要技术装备。但是用于食品辐照的钴-60辐照装置将向专业化、大型化、标准化、高度自动化方向发展。专业化：由现在的大多数为多功能辐照装置向食品专用辐照装置发展；大型化：单座设计装源能力和实际装源能力将继续扩大；标准化：形成更多更好的标准化系列产品，如诺迪安公司的JS系列以及三强核力的SQ系列；高度自动化：随着人力成本的提高，自动装卸料以及连接立体库的自动化程度将继
26、续提高。第54页/共113页加速器及X射线装置由于技术上、经济上以及历史的因素，现在钴-60辐照装置仍然是食品辐照的主要装备，但最近几年由于钴-60源市场紧缺、成本增加以及运输问题，钴-60辐照装置的潜在环境问题。工业加速器本身在能量、束流、功率及安全方面技术有重大突破，特别是束下装置的完善，加速器的辐照应用具有大发展趋势，特别是它在辐照食品方面也能发挥能量高，功率大，处理量大的特点美国国会批准的一个报告放射源的使用与替代也建议逐步采用加速器替代放射源的应用。加速器逐步取代钴-60辐照装置将是一个发展趋势。第55页/共113页 3、防护设备辐射对人体的危害途径：外照射和内照射；电离辐射对人体的
27、作用效应：物理、化学和生物；防止措施：屏蔽辐射源和射线，屏蔽材料有铅、混凝土、铁和水。：第56页/共113页l辐射源的防护措施为了防止射线伤害辐射源附近的工作人员和其他生物，必须对辐射源和射线进行严格的屏蔽，如图7-2的各种安全结构。铅的密度大（11.34g/cm3），屏蔽性能好，铅容器可以用来贮存辐射源。钢材在加工较大的容器和设备中常需用作结构骨架。铁用于制作防护门、铁钩和盖板等。水屏蔽的优点是具有可见性和可入性，常用深水井贮存辐射源（如60Co、137Cs等）。混凝土墙，既是建筑结构又是屏蔽物，混凝土中含有水可以较好地屏蔽中子。各种屏蔽材料的厚度必须大于射线所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工过
28、程中要防止产生空洞及缝隙过大等问题，防止射线泄漏。第57页/共113页l电离辐射对人体的作用n有物理、化学和生物三种效应n短期受大剂量辐射会产生急性放射病n长期受小剂量辐射会产生慢性病n人体对辐射有一定适应能力和抵御能力，规定的允许值：510-2Sv（=J/kg）/（年全身）（0.00lSv周）。第58页/共113页l辐射装置对人体的危害途径n辐射对人体危害的两种途径u外照射，即辐射源在人体外部照射u内照射，放射性物质通过呼吸道、食道、皮肤或伤口侵入人体，射线在人体内照射。n食品辐照一般使用的是严格密封在不锈钢中的60Co辐射源和电子加速器，辐照对人体的危害主要是外辐射造成的。第59页/共11
29、3页（三）输送与安全系统工业用食品辐照装置是以辐射源为核心，并配有严格的安全防护设施和自动输送、排风系统。食品辐照采用的设备应有权威管理部门审批，符合安全、卫生、有效的要求，符合国际操作规范（CAC/RCP19一106rev.l一1983）。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联动系统。只有在完成这些安全操作手续，确保辐照室不再有任何射线时，工作人员才能进人辐照室。第60页/共113页 一、食品辐照的化学效应是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：初级辐射即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片-与辐射程度有
30、关。次级辐射初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物-与温度等其他条件有关。第三节 食品的辐照及辐照保藏原理第61页/共113页1、水的辐射效应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：水合电子（eaq），氢氧基（OH），氢基（H）。这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分子接触而进行反应，特别是在稀溶液中或含水的食品中，大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。第62页/共113页l水的辐射化学水受辐射后可产生的总效应：第
31、63页/共113页 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。第64页/共113页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。4、脂类一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生
32、成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。第65页/共113页第66页/共113页n从表7-6可看出，50kGy的辐照剂量产生的还原力变化类似100加热10h的变化。第67页/共113页l高剂量下辐照脂肪n用60kGy辐照猪肉，辐照产物烃类产量，1kg脂肪中烃的含量如下：十七碳烯90mg，十六碳二烯89mg，十七烷34mg，十六碳烯22mg，十五烷55mg，十四烯38mg，n所产生的主要烃类的质量也随剂量和辐照温度而直线增加。n当辐照剂量大于20kGy时“辐照脂肪”气味可察觉，在较高剂量时变得更强烈。n有人估计30kGy辐照产生的烃量相当于170，24h加热所产生的烃量。第68页/共113
33、页主要烷烃（戊烷）的量是山加热所形成的两倍，而在加热处理中产生的主要烯烃（丁烯）的量较多。第69页/共113页5、维生素不同维生素对射线的敏感性不同。水溶性维生素中以VC和维生素B1的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。一般认为维生素A和维生素E是脂溶性维生素对辐射最敏感的维生素。维生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的营养价值上是一个很重要的指标。第70页/共113页第71页/共113页l脂溶性维生素nVA和VE：是脂溶性V中对辐照最敏感的V。牛肉在氮气中经20kGy剂量辐照，维生素A破坏率达66%，维生素E则没有损失；禽肉在
34、氮气中分别经10kGy、20kGy和40kGy的辐照，其维生素A的降解率分别达58、72和95%；全脂牛乳经2.4kGy的辐照，维生素E将损失40%；nVD食物中的维生素D对辐照似乎是相当稳定。鲤鱼油经几十千戈瑞剂量辐照，都没有发现维生素D的破坏。第72页/共113页l水溶性维生素nVBl和VC对辐照最敏感，n低于5kGy时，VC损失很少超过2030。n维生素辐照损失数量受剂量、温度、氧气存在与食品类型等的影响。n一般来说，在无氧或低温条件下辐照可减少食品中任何维生素的损失。不同条件下B1辐照损失情形第73页/共113页三、食品辐照的生物学效应生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植
35、物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。辐射对活体组织的损伤主要是与其代谢反应有关，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的辐射总剂量的大小。第74页/共113页大小低高第75页/共113页1、微生物直接效应 指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。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。间接效应第76页/共113页 N D lg =-N0 D10 其中：N0表示最初的微生物数 N表示使用D剂量后残留的微生物数 D表示初期剂量 D10表示微生物残存数减到原数的1
36、0%时的剂量 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：微生物对辐射的敏感性第77页/共113页一些微生物的D10值菌种基 质D10（kGy）菌种基质D10（kGy）肉毒杆菌A食品4啤酒酵母缓冲液22.5肉毒杆菌B缓冲液3.3嗜热脂肪芽孢杆菌缓冲液需氧1短小芽孢杆菌缓冲液厌氧3鼠伤寒沙门氏菌冷冻蛋0.7产气荚膜杆菌肉2.12.4产黄青霉缓冲液0.4枯菌杆菌缓冲液22.5大肠杆菌肉汤0.2第78页/共113页 2、病毒病毒是最小的生物体，它没有呼吸作用，是以食品和酶为寄主。通常使用高达30kGy
37、的剂量才能抑制。如脊髓灰色质病毒和传染性肝炎病毒据推测来自食品污染。用射线照射有助于杀死病毒。3、霉菌和酵母酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。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。第79页/共113页4、昆虫处于幼虫期的昆虫对辐射比较敏感，成虫（细胞)对辐射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的性腺细胞对辐射是敏感的，因此使用低剂量可造成绝育或引起配子在遗传上的紊乱。成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照过的卵可以发育成幼虫，但不能发育成蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育。第80页/共113页5、寄生虫辐射可使寄生虫不育或死亡。猪肉中旋毛虫不育剂量0.1
38、2kGy 死亡7.5 kGy 牛肉中绦虫致死剂量3.0-5.0KGy 6、植物辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。第81页/共113页一、辐照在食品中的应用1、低剂量照射（辐射耐贮杀菌）第四节 食品辐照工艺及条件控制平均辐射剂量在1kGy以下。抑制发芽；杀灭昆虫和寄生虫；延缓水果和蔬菜的后熟过程第82页/共113页2、中剂量照射（辐射巴氏杀菌）平均辐射剂量在110kGy。杀菌、防腐；延长保藏期；改良食品的工艺品质。第83页/共113页3、大剂量照射（辐射阿氏杀菌）平均辐射剂量在10kGy 50kGy。香料、调味品的商业杀菌。第84页
39、/共113页第85页/共113页一、辐照应用类型1.辐射阿氏杀菌（radappertization）2.辐射巴氏杀菌（radicidation）3.辐射耐贮杀菌（radurization）第86页/共113页1.辐射阿氏杀菌（radappertization）所使用的辐照剂量可以将食品中的微生物减少到零或有限个数。经过这种辐照处理后，食品在无再污染条件下可在正常条件下达到一定的贮存期。为高剂量辐照，剂量范围3050kGy。第87页/共113页2.辐射巴氏杀菌（radicidation）所使用的辐照剂量可以使食品中检测不出特定的无芽袍的致病菌（如沙门氏菌等）。为中剂量辐照，辐照剂量范围为110k
40、Gy。第88页/共113页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（如抑制发芽等）。为低剂量辐照，一般剂量在1kGy以下。第89页/共113页二、食品辐射保藏的工艺流程 1、一般辐照工艺第90页/共113页第91页/共113页2、典型食品辐照工艺第92页/共113页1.果蔬类果蔬辐照的目的主要是防止微生物的腐败作用，控制害虫感染及蔓延；延缓后熟期，防止老化。水果的辐照处理，除可延长保藏期外，还可促进水果中色素的合成、使涩柿提前脱涩和增加葡萄的出汁率。蔬菜的辐照处理主要是抑制发芽，杀死寄生虫。第93页/共113页l抑制
41、发芽n低剂量0.060.15kGy对控制根茎作物如马铃薯、洋葱、大蒜的发芽是有效的。n为了获得更好的贮藏效果，蔬菜的辐照处理常结合一定的低温贮藏或其他有效的贮藏方式。如收获的洋葱在3暂存，并在3的低温下辐照，照射后可在室温下贮藏较长时间，又可以避免内芽枯死、变褐发黑。第94页/共113页l辐照延迟水果的后熟期n对香蕉等热带水果十分有效，u香蕉：对绿色香蕉辐照剂量常低于0.5kGy，但对有机械伤的香蕉一般无效。u木瓜：用1kGy剂量即可延迟木瓜的成熟。u芒果：0.4kGy剂量辐照可延长保藏期8d，用1.5kGy可完全杀死果实中的害虫。第95页/共113页2.粮食类造成粮食耗损的重要原因之一是昆虫
42、的危害和霉菌活动导致的霉烂变质。第96页/共113页3 畜、禽肉及水产类针对沙门氏菌等非芽孢菌的处理与其他方法联合处理高剂量辐照处理肉类辐照与冷藏结合处理水产品辐照保藏第97页/共113页针对沙门氏菌等非芽孢菌的处理沙门氏菌是最耐辐照的非芽孢致病菌，1.53.0kGy剂量可获得99.9至99.999的灭菌率；而对O157:H7大肠杆菌，1.5kGy可获得99.9999的灭菌率（D100.24kGy）；寄生虫Toxoplasmagondii 和Trichinellasprialis此的失活剂量分别为0.25kGy和0.3kGy。革兰氏阴性菌对辐照较敏感，1kGy辐照可获得较好效果，但对革兰氏阳性
43、菌作用较小。Lambert等报告，充N2包装的块状猪肉在1kGy辐照后于5可存放26d。第98页/共113页与其他方法联合处理通常的辐照量（100kGy）不能使肉的酶失活,可结合加热方法。如用加热使鲜肉内温度升到70保持30min，使其蛋白分解酶完全钝化后才进行辐照。第99页/共113页高剂量辐照处理肉类目的：使（已包装）肉类在常温下长期保藏。剂量：杀死抗辐射性强的肉毒芽孢杆菌；对低盐、无酸的肉类（如鸡肉）需用剂量45kGy以上。产生异味：高剂量辐照灭菌处理会使产品产生异味，程度因肉类品种不同而异），牛肉产生的异味最强。目前防止异味最好的方法是在冷冻温度-30-80下辐照，因为异味的形成大多数
44、是间接的化学效应。在冰冻时水中的自由基的流动性减少，可以防止白由基与肉类成分的相互反应发生。颜色：辐照可引起肉颜色的变化，在有氧存在下更为显著。第100页/共113页辐照与冷藏结合处理目的：用辐照处理冷藏或冷冻家禽，杀灭沙门氏菌和弯曲杆菌（campylobacter），处理猪肉使旋毛虫幼虫失活。（带来的卫生效益最为明显）剂量：27kGy被认为足以杀死上述病原微生物和寄生虫，对大部分食品不会造成感官特性不利的影响。第101页/共113页水产品辐照保藏多数采用中低剂量处理，高剂量处理工艺与肉禽类相似，但产生的异味低于肉类。为了延长贮藏期，低剂量辐照鱼类常结合低温（3以下）贮藏。不同鱼类有不同的剂量
45、要求，如淡水鲈鱼在12kGy剂量下，延长贮藏期525d；大洋鲈在2.5kGy剂量下，延长保贮期1820d；牡砺在20kGy剂量下，延长保藏期达几个月。加拿大批准商业辐照鲜鱼和黑线鳍鱼片以延长保质期的剂量为1.5kGy。第102页/共113页4 香辛料和调味品天然香辛料容易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。辐照处理可避免引起上述的不良效果，控制昆虫侵害，减少微生物的数量，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，但实际上为避免导致香味及颜色的变化，降低成本，香料消毒的辐照剂量应视品种及消毒要求来确定，尽量
46、降低辐照剂量。如胡椒粉、快餐佐料、酱油等直接人口的调味料以杀灭致病菌为主剂量可高些，辐照调味品味道变化的阈值第103页/共113页辐照调味品味道变化的阈值产品阈值剂量kGy芫荽7.5黑胡椒及其代用品12.5白胡椒12.5桂皮5丁香7辣椒粉5辣椒4.55.0第104页/共113页5.蛋类沙门氏菌为辐射处理的对象菌。剂量：辐照巴氏杀菌剂量，效果：蛋液及冰蛋液效果较好。带壳鲜蛋可用低射线辐照，剂量10kGy，高剂量会使蛋白质降解而使蛋液粘度降低或产生H2S等异味。第105页/共113页酒的陈化我国在白酒的辐照催陈（陈化）方面已取得显著成绩。辐照处理薯干酒，使酒中酯、酸、醛量有所增加，酮类化学物减少，
47、甲醇、杂醇含量降低，酒口味醇和，苦涩辛辣味减少，酒质提高。关学雨等用60Co射线辐照白兰地酒，证明用0.888kGy和1.331kGy剂量辐照的两种白兰地酒，经存放3个月品尝鉴定，其酒质相当于3年老酒，辐照酒的总酸、总酚均有不同程度的增加，辛酸乙酯和癸酸乙酯等酯的气相色谱的谱峰显著提高，且证明饮用辐照酒是安全的。第106页/共113页不同的辐射加工目的与效果第107页/共113页一、辐照食品的安全性1、毒性问题 大量动物实验将经过50kGy剂量照射过的食品，未发现产生有毒、致畸、致癌物。1980年联合国粮农组织FAO国际原子能组织IAEA，世界卫生组织WHO专家会议，决定在10kGy10kGy
48、以内的辐射食品，不要再进行此剂量范围的毒性试验，在微生物学和营养学上都不存在问题，可以作为“推荐接受”。第五节 食品辐照的安全与法规第108页/共113页2、微生物发生突变的危险 微生物进行反复照射会产生耐辐射性，辐射引起的突变又可能使微生物获得抗辐射性而产生耐辐射菌，如用药物杀菌和热力杀菌一样菌种选育。3、对营养物质的破坏低剂量（1kGy)，微不足道；中等剂量(110kGy)，可能损失一些维生素；高剂量(1050kGy)，采用约束间接辐射的措施（低温、真空、添加游离基受体等）营养价值降低不大，维生素有损失。第109页/共113页二、辐照食品的管理法规1、国际管理法规1983年FAD/WHO国
49、际食品法规委员会采纳辐照食品的规范通用标准和食品处理辐照装置运行经验推荐规范；CAC在预包装食品标签通用标准中规定：经电离辐射处理食品标签上，必须在紧靠食品名称处用文字指明食品经辐照处理，配料中有辐照食品也要在配料表中指明。第110页/共113页2001年，ICGFI制定世界贸易中食品和农产品认证导则，以检疫为目的的辐照食品的认证纳入国际植物保护协定认证系列。欧盟、美国规定所有食品辐照必须在经过认证的辐照设施上进行，进口的辐照食品，其国家的辐照设施必须经过欧盟和美国认证。第111页/共113页2、国内管理法规放射卫生防护基本标准、辐射防护规定、辐射源和实践的豁免管理原则、辐射加工用60Co装置的防护规定、辐照食品标准等。辐照食品在包装上必须有统一制定的辐照食品标识。第112页/共113页感谢您的观看！第113页/共113页