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1、食品工艺学食品工艺学办公室：食品科技楼办公室：食品科技楼401401室室电电 话：话：87288375(office)87285712(home)87288375(office)87285712(home)E-mail:E-mail: 授课专业：食品质量与安全授课专业：食品质量与安全本本 章章 内内 容容1 1、概述、概述2 2、食品辐照杀菌的基本原理、食品辐照杀菌的基本原理3 3、影响辐照杀菌作用的因素、影响辐照杀菌作用的因素4 4、辐照在食品保藏中的应用、辐照在食品保藏中的应用p 食品辐射保藏：食品辐射保藏：利用射线照射食品或原材料，利用射线照射食品或原材料，对食品进行杀菌、杀虫、消毒、防
2、霉等加工处理，对食品进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，或抑制根类食物的发芽和推迟新鲜食物生理过程的或抑制根类食物的发芽和推迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以延长食品保藏期的方法和技术。成熟发展，以延长食品保藏期的方法和技术。p 辐照食品：辐照食品：根据食品辐照工艺规范根据食品辐照工艺规范(GIP)(GIP)生产生产的符合食品营养和卫生标准的食品。的符合食品营养和卫生标准的食品。1.1 1.1 定义定义1.2 1.2 食品辐照保藏的优点和局限性食品辐照保藏的优点和局限性优点：优点：n能量较高，穿透力强，具有很强的杀虫和灭菌能力能量较高，穿透力强，具有很强的杀虫和灭菌能力;n一般在常温下处理，食
3、品的质地、色、香、味变化较小；一般在常温下处理，食品的质地、色、香、味变化较小；n能耗低，可以节约能源；能耗低，可以节约能源；n不污染食品，无残留，卫生安全。不污染食品，无残留，卫生安全。局限性：局限性：投资大、专用设备、防护要求高，保证辐射线不泄漏；投资大、专用设备、防护要求高，保证辐射线不泄漏；要根据不同产品、不同辐照目的选择合适的辐照剂量；要根据不同产品、不同辐照目的选择合适的辐照剂量；高剂量下的感官性状变化，易产生辐照味；高剂量下的感官性状变化，易产生辐照味；接受性问题，多数国家要求辐照食品在标签上特别标注。接受性问题，多数国家要求辐照食品在标签上特别标注。1.3 1.3 发展概况发展
4、概况 1895伦琴发现伦琴发现X射线射线 1898年人类第一次观察到年人类第一次观察到X射线对病原细菌具有致死作用射线对病原细菌具有致死作用 1958年前苏联卫生部首次批准了利用年前苏联卫生部首次批准了利用60Co辐照源进行辐照源进行0.1kGy辐照的马铃薯供人们消费，成为世界上第一个批准辐照食品供辐照的马铃薯供人们消费，成为世界上第一个批准辐照食品供人消费的国家人消费的国家 1980年，年，FAO/IAEA/WHO辐照食品联合专家委员会（辐照食品联合专家委员会（JECFI）提出提出“用用10kGy以下的最大平均剂量照射的食品，在毒理学、以下的最大平均剂量照射的食品，在毒理学、营养学及微生物上
5、完全没有问题，并且今后在此剂量照射下的营养学及微生物上完全没有问题，并且今后在此剂量照射下的食品不再需要进行毒理实验食品不再需要进行毒理实验”19831983年，国际食品法典委员会（年，国际食品法典委员会（CACCAC）通过辐照食品通用）通过辐照食品通用国际标准和附属的技术法规，对推动辐照食品的发展起到国际标准和附属的技术法规，对推动辐照食品的发展起到巨大作用巨大作用20032003年，年，CACCAC通过了修订的辐照食品国际通用标准和通过了修订的辐照食品国际通用标准和食品辐照加工工艺国际推荐准则，食品辐照加工工艺国际推荐准则，在法规上突破了食品在法规上突破了食品辐照加工中辐照加工中10kGy
6、10kGy的最大吸收剂量的限制的最大吸收剂量的限制，允许在不对食品结，允许在不对食品结构的完整性、功能特性和感官品质发生负面作用和不影响消构的完整性、功能特性和感官品质发生负面作用和不影响消费者的健康安全的情况下，食品辐照的最大剂量可以高于费者的健康安全的情况下，食品辐照的最大剂量可以高于10kGy10kGy，以实现合理的辐照工艺目标，以实现合理的辐照工艺目标1.3 1.3 发展概况发展概况n19581958年开始，年开始，中国中国科学院同位素委员会组织了全国科学院同位素委员会组织了全国1212个个单位对稻谷杀虫、马铃薯保鲜等进行了有计划的研究单位对稻谷杀虫、马铃薯保鲜等进行了有计划的研究n1
7、9701970年代的研究工作取得了一定的成效，开展了辐照杀年代的研究工作取得了一定的成效，开展了辐照杀虫、抑制发芽、鱼肉蛋辐照保藏、水果保鲜及葡萄酒促虫、抑制发芽、鱼肉蛋辐照保藏、水果保鲜及葡萄酒促进陈化等工作进陈化等工作n19841984年年1111月国家卫生部批准月国家卫生部批准7 7项（马铃薯、洋葱、大蒜、项（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。之后又有花生、蘑菇、香肠）辐照食品允许消费。之后又有2020多多种食品通过了不同级别的技术鉴定种食品通过了不同级别的技术鉴定1.3 1.3 发展概况发展概况n8080年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射应用试验年代，一些省市
8、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。基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、广东等地。后期有浙江、深圳等后期有浙江、深圳等;n19911991年，原国家科委下达了年，原国家科委下达了“农副产品辐照加工贮藏保农副产品辐照加工贮藏保鲜商业化研究鲜商业化研究”项目，对项目，对1111种食品进行商业化研究种食品进行商业化研究;n“九五九五”期间设立了攻关项目，制订了期间设立了攻关项目，制订了3030多种辐照食品多种辐照食品的加工工艺标准，极大地推动了辐照食品的发展。的加工工艺标准，极大地推动了辐照食品的发展。1.3 1.3 发展概况发展概况我国批准允许辐照的食
9、品类别与剂量我国批准允许辐照的食品类别与剂量 类别类别品种品种目的目的剂量剂量/kGy/kGy豆类、谷类豆类、谷类及制品及制品 绿豆、红豆、大米、面粉、绿豆、红豆、大米、面粉、小米、玉米渣小米、玉米渣 控制生虫控制生虫 0.2 0.2（豆类）（豆类）0.4-0.60.4-0.6（谷类）（谷类）干果果脯干果果脯 空心莲、桂圆、核桃、山空心莲、桂圆、核桃、山揸、大枣、小枣揸、大枣、小枣 控制生虫控制生虫0.40.4熟畜禽肉熟畜禽肉 六合脯、扒鸡、烧鸡、盐六合脯、扒鸡、烧鸡、盐水鸭、熟兔肉水鸭、熟兔肉 灭菌，延长灭菌，延长保质期保质期8 8冷冻分割禽冷冻分割禽肉类肉类 猪、牛、羊、鸡猪、牛、羊、鸡
10、杀沙门氏菌杀沙门氏菌与腐败菌与腐败菌2.52.5干香料干香料 五香粉，八角、花椒五香粉，八角、花椒 杀菌防霉杀菌防霉1010方便面固体方便面固体汤料汤料 方便面固体汤料方便面固体汤料 杀菌防霉杀菌防霉8 8新鲜水果蔬新鲜水果蔬菜菜 土豆、洋葱、大蒜、生姜、土豆、洋葱、大蒜、生姜、番茄、荔枝、苹果番茄、荔枝、苹果 抑制发芽抑制发芽延缓成熟延缓成熟0.1-0.20.1-0.20.5-1.50.5-1.52 2、食品辐照杀菌的基本原理、食品辐照杀菌的基本原理2.1电离辐射电离辐射从从右右至至左左，无无线线电电波波(无无线线电电、电电视视、雷雷达达微微波波）红红外外线线(800nm)(800nm)可可
11、见见光光(800-380nm)(800-380nm)紫紫外外辐辐射射(380nm200nm)(380nm200nm)电电离离辐射辐射(X-(X-射线、射线、r-r-射线射线).).电磁波普图电磁波普图对微生物有致死作用的对微生物有致死作用的4 4种辐射种辐射n紫外辐射紫外辐射：对生物体有伤害、可对微生物致死；：对生物体有伤害、可对微生物致死；n电离辐射电离辐射：导致水、有机酸电离，对有机体有强：导致水、有机酸电离，对有机体有强 烈的杀伤作用；烈的杀伤作用；n微波辐射微波辐射：对生物体有热效应和非热效应，也具：对生物体有热效应和非热效应，也具 有致死作用，有致死作用，n脉冲高光脉冲高光：对酶和微
12、生物有一定的致死效应。：对酶和微生物有一定的致死效应。n紫外辐射：对生物体有伤害、可对微生物致死；紫外辐射：对生物体有伤害、可对微生物致死；n电离辐射：导致水、有机酸电离，对有机体有强电离辐射：导致水、有机酸电离，对有机体有强 烈的杀伤作用；烈的杀伤作用；n微波辐射：对生物体有热效应和非热效应，也具微波辐射：对生物体有热效应和非热效应，也具 有致死作用，有致死作用，n脉冲高光：对酶和微生物有一定的致死效应。脉冲高光：对酶和微生物有一定的致死效应。具有电离作用的射线具有电离作用的射线-射线：射线：带正电荷的氦原子，电离作用强带正电荷的氦原子，电离作用强,但穿透能力弱。但穿透能力弱。-射线：射线：
13、中子转变为质子时释放出的带负电荷的中子转变为质子时释放出的带负电荷的射线射线,电离作用不强电离作用不强,但穿透力比但穿透力比-射线的大射线的大。X-X-射线：射线：发出的高能射线发出的高能射线,具有较强的穿透具有较强的穿透力和强的杀菌效应力和强的杀菌效应.-射线：射线：原子核从激发态回到基态时发出的光子流，电离原子核从激发态回到基态时发出的光子流，电离能力较能力较、射线小射线小,但穿透力强但穿透力强,.,.电离辐射引起水分子电离产生自由基并引发链反应电离辐射引起水分子电离产生自由基并引发链反应:-射线射线1 1）自由基产生自由基产生：H H2 2O-H+OHO-H+OH 2 2）链反应链反应：
14、H H2 2+OH-H+OH-H2 2O+H O+H H+O2-HOH+O2-HO2 2 OH+OH-H OH+OH-H2 2O O2 2 H+H H+H2 2O O2 2-H-H2 2O+OO+O3 3）链反应的终止链反应的终止：H+OH-HH+OH-H2 2O O2.2 2.2 电离辐射的化学效应电离辐射的化学效应电离辐射对结晶氨基酸只有直接作用电离辐射对结晶氨基酸只有直接作用对氨基酸溶液具有直接和间接作用对氨基酸溶液具有直接和间接作用-氨基酸氨基酸（水溶液）（水溶液）脱氨脱氨脱羧脱羧NH3、CO2、H2、胺、胺、-氨基酸和醛氨基酸和醛含硫氨基酸含硫氨基酸氧化氧化H2S、S或气态硫化物或气
15、态硫化物半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸二磺酸盐胱氨酸二磺酸盐含环氨基酸含环氨基酸可以使环断裂可以使环断裂2.2 电离辐射的化学效应：氨基酸在食品辐照所用剂量范围内，对氨基酸的影响一般很小；在食品辐照所用剂量范围内，对氨基酸的影响一般很小；使用大剂量的辐射处理食品，食品中的氨基酸会被破坏；使用大剂量的辐射处理食品，食品中的氨基酸会被破坏；食物中的氨基酸对辐照的稳定性大于溶液中的氨基酸。食物中的氨基酸对辐照的稳定性大于溶液中的氨基酸。n变性：变性：使蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等断裂，使蛋白质的使蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等断裂，使蛋白质的二、三级结构，导致蛋白质变性；二、三级结构，导致蛋白质变
16、性；n交联交联：巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键；酪氨酸和苯丙氨酸巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键；酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合。交联导致蛋白质发生凝聚作用。的苯环偶合。交联导致蛋白质发生凝聚作用。2.2 2.2 电离辐射的化学效应：蛋白质电离辐射的化学效应：蛋白质蛋白质：蛋白质：发生脱氨、脱羧、氧化、裂解发生脱氨、脱羧、氧化、裂解辐照效应与蛋白质结构、组成、存在状态等有关；辐照效应与蛋白质结构、组成、存在状态等有关；高剂量辐照含蛋白质食品会产生辐照味，冻结状态可减高剂量辐照含蛋白质食品会产生辐照味，冻结状态可减少辐照味的形成少辐照味的形成n酶蛋白：酶蛋白：酶蛋白对辐射敏感且提高温度、氧存在
17、会增加酶对辐射的酶蛋白对辐射敏感且提高温度、氧存在会增加酶对辐射的敏感度；敏感度；糖类对辐照处理相当稳定，只有在大剂量作用下才会发生糖类对辐照处理相当稳定，只有在大剂量作用下才会发生氧化和分解；氧化和分解；商业辐照剂量下，辐照对糖类熔点、折射率、旋光度和颜商业辐照剂量下，辐照对糖类熔点、折射率、旋光度和颜色等物理特性影响微小；色等物理特性影响微小；低分子糖类：低分子糖类：旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化多糖类：多糖类：熔点降低、旋光度降低、褐变、结构和吸收光谱熔点降低、旋光度降低、褐变、结构和吸收光谱变化。如直链淀粉黏度下降（淀粉降解）；果胶：植物组
18、变化。如直链淀粉黏度下降（淀粉降解）；果胶：植物组织受损（解聚）织受损（解聚）2.2 2.2 电离辐射的化学效应：糖类电离辐射的化学效应：糖类2.2 2.2 电离辐射的化学效应：脂肪电离辐射的化学效应：脂肪 辐照引起脂肪中脂肪酸氧化辐照引起脂肪中脂肪酸氧化，受脂肪类型、辐照剂量、温，受脂肪类型、辐照剂量、温度、环境条件等影响；饱和脂肪酸较稳定，度、环境条件等影响；饱和脂肪酸较稳定，不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸容易氧化而出现脱羧、氢化、脱氢等作用；容易氧化而出现脱羧、氢化、脱氢等作用；辐照产生的自由基与辐照产生的自由基与O O2 2反应形成过氧化物反应形成过氧化物，产生，产生醇、醛、醇、醛、醛酯、烃
19、、氢氧化物、酮酸、酮、内酯醛酯、烃、氢氧化物、酮酸、酮、内酯等多种化合物；等多种化合物；脂类在无氧状态下辐照时会发生非自动氧化性分解反应，脂类在无氧状态下辐照时会发生非自动氧化性分解反应，产生产生H H2 2、COCO、COCO2 2、碳氢化合物、醛和高分子化合物。、碳氢化合物、醛和高分子化合物。高脂肪的食品在辐照后会产生高脂肪的食品在辐照后会产生“辐照异味辐照异味”。水溶性维生素：水溶性维生素：VC的辐射敏感性最强，的辐射敏感性最强，VB1、VB2、泛酸、泛酸、VB6、叶酸较敏感，烟酸对辐射不太敏感；、叶酸较敏感，烟酸对辐射不太敏感；脂溶性维生素脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是对辐射均很敏
20、感，尤其是VE、VK更更敏感敏感；食品中维生素对辐照的敏感性：主要受食品中维生素对辐照的敏感性：主要受食品的成食品的成分分、气体环境以及辐照时温度气体环境以及辐照时温度等环境因素的影响；等环境因素的影响；加热条件下辐照处理维生素的损失高于加热条件下辐照处理维生素的损失高于冷冻辐照冷冻辐照处理处理2.2 2.2 电离辐射的化学效应：维生素电离辐射的化学效应：维生素p 直接效应直接效应:微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。微生物死亡。细胞内细胞内DNADNA受损受损:即即DNADNA分子碱基发生分解或氢键断裂分子碱基发生分解或氢键断裂等。由于等。由于
21、DNADNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡分子本身受到损伤而致使细胞死亡-直接击中学直接击中学说。说。细胞内膜受损：细胞内膜受损：膜内有蛋白质和脂肪膜内有蛋白质和脂肪(磷脂磷脂)，这些分，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。扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。2.3 电离辐射的生物学效应p 间接效应间接效应:来自被激活的水分子或电离所得的自来自被激活的水分子或电离所得的自由基。由基。当水分子被激活和电离后，形成自由基，引当水分子被激活和电离后，形成自由基，引起氧
22、化还原反应，这些激活的水分子就与微生起氧化还原反应，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。机能受到影响。2.3 电离辐射的生物学效应为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死90%微生物所需用的剂量微生物所需用的剂量(Gy)来表示，即残存微生物数来表示，即残存微生物数下降到原数的下降到原数的10%时所需用的剂量，并用时所需用的剂量，并用D10值来表示值来表示电离辐照杀菌所需要的剂量电离辐照杀菌所需要的剂量N0：初始微生物数：初始微生物数N：使用：使用D剂量后残留
23、的微生物数剂量后残留的微生物数D：初始剂量：初始剂量lg（N0/N）即）即lgr与剂量的关系是直线的关系与剂量的关系是直线的关系2.3 电离辐射的生物学效应p能量单位能量单位:电子伏特电子伏特(ev),即相当于个电子即相当于个电子在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得在真空中通过电位差为伏特的电场被加速所获得的动能的动能;p放射性强度放射性强度:居里居里(Ci)(Ci)、贝可、贝可(Bq)(Bq)居里（居里（CiCi）：）：放射性同位素每秒有放射性同位素每秒有3.7103.7101010次核衰次核衰变，则它的放射性强度为变，则它的放射性强度为1Ci;1Ci;贝可（贝可（Bq)Bq)：法定的
24、放射性强度单位，法定的放射性强度单位，1Bq1Bq表示放射表示放射性同位素性同位素1s1s有有1 1个原子核衰变个原子核衰变.2.3 2.3 电离辐射的生物学效应电离辐射的生物学效应p照射量照射量:1R2.5810-4C/kg库仑库仑/千克千克(C/kg)(C/kg)伦琴伦琴(R)(R)：在标准状况在标准状况(0(0，760mmHg)760mmHg)，1cm1cm3 3空气能形成空气能形成一个正电或负电的静电单位的一个正电或负电的静电单位的X-X-射线或射线或-射线照射量射线照射量;p 吸收剂吸收剂:1Gy=100rad 戈瑞戈瑞（GrayGray，GyGy）1Gy=1J/kg 1Gy=1J/
25、kg 拉德拉德（radrad）：）：1g1g任何物质若吸收射线的能量为任何物质若吸收射线的能量为100erg100erg或或6.241013eV6.241013eV，则吸收剂量为，则吸收剂量为l rad.l rad.2.3 2.3 电离辐射的生物学效应电离辐射的生物学效应3 3、影响辐照杀菌作用的因素、影响辐照杀菌作用的因素 不同微生物对电离辐射的敏感度有很大的差异。不同微生物对电离辐射的敏感度有很大的差异。影响电离辐射致死效果的因素主要有：影响电离辐射致死效果的因素主要有：辐射剂量辐射剂量：辐射剂量越高，活菌残存率越低；辐射剂量越高，活菌残存率越低；氧含量氧含量：减少含养量可微生物的抗性增强
26、；减少含养量可微生物的抗性增强；含水量含水量：含水量下降，微生物的抗性增强；含水量下降，微生物的抗性增强；微生物的种类：微生物的种类：不同微生物的敏感性差异大不同微生物的敏感性差异大;辐照物料的温度：辐照物料的温度：冷冻可减少射线对食品的影响冷冻可减少射线对食品的影响影响电离辐射致死效果的因素影响电离辐射致死效果的因素X-X-射线对大肠杆菌的致死效应射线对大肠杆菌的致死效应存活率存活率(%)(%)1.1.为在氧中进行辐射为在氧中进行辐射,细胞好气性生长细胞好气性生长;2.2.为在氮中辐射为在氮中辐射,细细胞好气性生长胞好气性生长;3.3.为在氧中辐射为在氧中辐射,细细胞厌气性生长胞厌气性生长;
27、4.4.为在氮中辐射为在氮中辐射,细细胞厌气性生长胞厌气性生长使菌数减少使菌数减少1 1百万倍所需的辐射剂量百万倍所需的辐射剂量食品中微生物耐电离辐射的特征值食品中微生物耐电离辐射的特征值(D(D1010)微生物微生物lgrlgrD D1010值值/kGy/kGy摩拉克斯菌摩拉克斯菌510510耐辐射微球菌耐辐射微球菌2437肉毒杆菌肉毒杆菌1223.5霉菌芽孢霉菌芽孢10.55啤酒酵母啤酒酵母10.4沙门氏菌沙门氏菌约00.21金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌约00.20.6大肠埃希氏杆菌大肠埃希氏杆菌00.10.35假单胞菌假单胞菌00.020.2影响电离辐射致死效果的因素影响电离辐射致死效果
28、的因素对电离辐射的敏感性：对电离辐射的敏感性：G G-细菌、肠细菌细菌、肠细菌G G+细菌细菌 粪链球菌粪链球菌芽孢芽孢,耐辐射微球菌耐辐射能力最强耐辐射微球菌耐辐射能力最强.对电离辐射的抗性：细菌芽孢对电离辐射的抗性：细菌芽孢病毒病毒酵母酵母霉菌、霉菌、细菌营养细胞；细菌营养细胞；食品毒素产生菌对电离辐射没有特别的抗性食品毒素产生菌对电离辐射没有特别的抗性;大部分大部分G G-病原菌病原菌,如大肠杆菌等细菌的抗辐射的能如大肠杆菌等细菌的抗辐射的能力也不强。力也不强。微生物对电离辐射的耐受性微生物对电离辐射的耐受性冷冻冷冻:可防止食品风味被破坏可防止食品风味被破坏.n冷冻条件下，细菌的芽孢对电
29、力辐射的抗性没有冷冻条件下，细菌的芽孢对电力辐射的抗性没有增加，而细菌的营养体的抗辐射能力增强。增加，而细菌的营养体的抗辐射能力增强。n细菌芽孢最耐热，如以细菌芽孢为对象进行辐射细菌芽孢最耐热，如以细菌芽孢为对象进行辐射处理时，为防止食品风味被破坏，可在冷冻条件处理时，为防止食品风味被破坏，可在冷冻条件下处理，辐射对食品引起的有害变化可减少一半下处理，辐射对食品引起的有害变化可减少一半。影响电离辐射致死效果的因素影响电离辐射致死效果的因素4 4、辐照在食品保藏中的应用、辐照在食品保藏中的应用p电离辐射在食品中的应用电离辐射在食品中的应用,目前主要集中在食品目前主要集中在食品的保藏方面的保藏方面
30、.一般是对于包装食品进行处理一般是对于包装食品进行处理,处理处理的方式有两种的方式有两种:辐射灭菌辐射灭菌:杀死所有微生物，辐射剂量高；杀死所有微生物，辐射剂量高；辐射保鲜辐射保鲜:杀灭食品中的病原菌，改善食品的安杀灭食品中的病原菌，改善食品的安全性；或降低腐败菌数量以延长食品的贮藏期。全性；或降低腐败菌数量以延长食品的贮藏期。4 4、辐照在食品保藏中的应用、辐照在食品保藏中的应用4.1 4.1 食品辐照设施食品辐照设施n食品辐照设施是能够安全地利用辐射源产生的电离辐射，食品辐照设施是能够安全地利用辐射源产生的电离辐射，通过规范的辐照工艺对食品和农产品进行加工的装置。通过规范的辐照工艺对食品和
31、农产品进行加工的装置。n辐照源：辐照源：6060CoCo、137137CsCs、电子加速器、电子加速器n防护设备：防护设备：为了防止射线伤害工作人员和其他生物，必为了防止射线伤害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，最常见屏蔽材料是铅、须对辐射源和射线进行严格的屏蔽，最常见屏蔽材料是铅、铁、混凝土和水；铁、混凝土和水；n输送与安全系统：输送与安全系统：被辐照的食品靠自动输送系统通过被辐照的食品靠自动输送系统通过辐照区，输送路径的选择要使射线能穿透产品的所有部分，辐照区，输送路径的选择要使射线能穿透产品的所有部分，以确保产品接受均匀的辐照剂量。以确保产品接受均匀的辐照剂量。鱼品辐
32、照装置简图鱼品辐照装置简图根据食品辐照的目的及所需的剂量：根据食品辐照的目的及所需的剂量：耐藏辐照耐藏辐照(Radurization)：主要目的是降低食品中腐败微生：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(如抑制如抑制发芽等发芽等)。一般剂量在。一般剂量在5kGy以下。以下。辐照巴氏杀菌辐照巴氏杀菌(Radicidation)：使食品中检测不出特定的无：使食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌芽孢的致病菌(如沙门氏菌如沙门氏菌)。所使用的辐照剂量范围为。所使用的辐照剂量范围为510kGy。辐照阿氏杀菌辐照阿氏杀菌(R
33、adappertization)：所使用的辐照剂量可以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，剂量范围大于期，剂量范围大于10kGy。4.2 4.2 辐照应用的类型辐照应用的类型4.3 4.3 食品辐照工艺流程食品辐照工艺流程食品的预处理（包装）和质量食品的预处理（包装）和质量检查（微生物、感官品质等）检查（微生物、感官品质等）原料或半产品原料或半产品工艺剂量设定工艺剂量设定运行参数设定运行参数设定辐照处
34、理辐照处理运行参数监测运行参数监测辐照产品辐照产品微生物抽检、辐照质量微生物抽检、辐照质量检查、辐照产品标记检查、辐照产品标记产品库存控制产品库存控制和出库和出库4.4 4.4 辐照在肉禽类食品保藏中的应用辐照在肉禽类食品保藏中的应用 畜禽食品中寄生虫可采用畜禽食品中寄生虫可采用低剂量辐照低剂量辐照进行控制；进行控制；采用采用中等剂量辐照中等剂量辐照处理，能够破坏污染微生物，处理，能够破坏污染微生物，延长食品货架期；延长食品货架期；采用采用高剂量辐照高剂量辐照，可使畜禽肉类食品在没有冷藏，可使畜禽肉类食品在没有冷藏的条件下，实现长时间的保存。的条件下，实现长时间的保存。辐照处理常辐照处理常与冷
35、藏或冷冻相结合与冷藏或冷冻相结合，以延长产品的，以延长产品的货架期和保持产品的品质货架期和保持产品的品质肉类食品中病原菌的肉类食品中病原菌的D D1010值值细菌种类细菌种类食品种类食品种类温度温度包装条件包装条件D D1010/kGy/kGy弯曲杆菌弯曲杆菌牛肉馅牛肉馅0505空气空气0.1610.161弯曲杆菌弯曲杆菌牛肉馅牛肉馅3010空气空气0.1740.174鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌猪肉块猪肉块2 2空气空气0.590.59E E型肉毒杆菌型肉毒杆菌炖牛肉炖牛肉室温室温空气空气1.371.37金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌鸡肉块鸡肉块4 4空气空气0.4190.419金黄色葡萄球菌
36、金黄色葡萄球菌鸡肉块鸡肉块4 4COCO2 20.4110.411金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌鸡肉块鸡肉块4 4NN2 20.3710.371肉类食品的种类、包装形式、辐照条件和保存环境等影响各种病原菌肉类食品的种类、包装形式、辐照条件和保存环境等影响各种病原菌的的D D1010值值电离辐射对冷冻鸡肉的微生物的作用电离辐射对冷冻鸡肉的微生物的作用微生物微生物不同辐照剂量下的微生物数量不同辐照剂量下的微生物数量/lg(10cfu/g)01kGy2kGy3kGy4kGy中温性细菌中温性细菌6.85.84.64.13.6嗜冷细菌嗜冷细菌5.85.74.02.81.8肠细菌肠细菌5.52.81.00.
37、4-0.4乳杆菌属细菌乳杆菌属细菌6.04.14.23.12.8蓝氏链球菌蓝氏链球菌5.13.73.93.22.0金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌4.62.2-0.5-0.5-0.5辐照对冷冻鸡肉中的各类微生物有明显的杀灭作用，随着辐照剂量的辐照对冷冻鸡肉中的各类微生物有明显的杀灭作用，随着辐照剂量的增加，辐照后微生物数量显著减少增加，辐照后微生物数量显著减少肉类食品的辐照异味肉类食品的辐照异味各种动物性蛋白质食品在各种动物性蛋白质食品在510辐照后可检出异味的辐照后可检出异味的阈值剂量（阈值剂量（ICGFI，1992）动物食品动物食品阈值剂量阈值剂量/kGy动物食品动物食品阈值剂量阈值剂量/kG
38、y猪肉猪肉1.75火鸡火鸡1.50牛肉牛肉2.50鸡肉鸡肉2.50兔肉兔肉3.50龙虾龙虾2.50羊羔肉羊羔肉6.25甲鱼甲鱼4.50鹿肉鹿肉6.25大比目鱼大比目鱼5.00辐照异味随温度的增加而增大，目前最佳方法使在辐照异味随温度的增加而增大，目前最佳方法使在亚冷冻温亚冷冻温度度（-30-80）进行辐照，以减少辐照异味的产生；）进行辐照，以减少辐照异味的产生；将辐照与将辐照与盐腌、干制、熏制和抗氧化剂盐腌、干制、熏制和抗氧化剂结合处理，可降低保结合处理，可降低保证肉类卫生所需的辐照剂量，以减少辐照异味的产生。证肉类卫生所需的辐照剂量，以减少辐照异味的产生。两个目的：两个目的：在干鱼贮藏、销售
39、中防止虫害在干鱼贮藏、销售中防止虫害(辐照剂量在辐照剂量在1kGy1kGy以下以下););减少减少(未未)包装的鱼类和鱼类产品的微生物负荷及某些致病包装的鱼类和鱼类产品的微生物负荷及某些致病微生物的数量微生物的数量(辐照剂量在辐照剂量在2.2kGy2.2kGy以下，辐照和贮藏温度在冰以下，辐照和贮藏温度在冰点温度以下点温度以下)。目前有目前有2222个国家批准了各类水产品的辐照，包括淡水鱼、海水个国家批准了各类水产品的辐照，包括淡水鱼、海水鱼、有壳水产品、干鱼粉及各类干制的水产品。鱼、有壳水产品、干鱼粉及各类干制的水产品。4.5 4.5 辐照在水产类食品保藏中的应用辐照在水产类食品保藏中的应用
40、多数采用中低剂量处理多数采用中低剂量处理，为了延长贮藏期，低剂量辐，为了延长贮藏期，低剂量辐照鱼类常结合低温贮藏。照鱼类常结合低温贮藏。部分海水鱼的辐照剂量和保藏效果部分海水鱼的辐照剂量和保藏效果（IAEAIAEA资料，资料，20002000）海水鱼种类海水鱼种类产品类别产品类别合适剂量合适剂量/kGy最大剂量最大剂量/kGy货架期货架期/d黑背比目鱼黑背比目鱼鱼片鱼片4.59.09.322太平洋鳕鱼太平洋鳕鱼鱼或鱼片鱼或鱼片0.51.07.024大比目鱼大比目鱼鱼排鱼排2.03.05.020大马哈鱼大马哈鱼鱼片鱼片1.03.020牙鳕牙鳕全鱼全鱼1.22.04.52428鲑鱼鲑鱼鱼片鱼片1.
41、0-28不同鱼类有不同的剂量要求：不同鱼类有不同的剂量要求：淡水鲈鱼淡水鲈鱼在在1 12kGy2kGy剂量下，延长贮藏期剂量下，延长贮藏期5 525d25d；大洋鲈大洋鲈在在2.5kGy2.5kGy剂量下，延长保贮期剂量下，延长保贮期181820d20d；牡砺牡砺在在20kGy20kGy剂量下，延长保藏期达几个月。剂量下，延长保藏期达几个月。水产品辐照保鲜的复合处理水产品辐照保鲜的复合处理p降低水分含量降低水分含量能降低水产品中微生物的生长和繁殖，利能降低水产品中微生物的生长和繁殖，利用脱水作用与辐照处理相结合能够有效延长水产品的货用脱水作用与辐照处理相结合能够有效延长水产品的货架期架期p利用
42、利用真空包装、气调储藏、降低氧浓度真空包装、气调储藏、降低氧浓度，对促进辐照保，对促进辐照保藏也有一定作用藏也有一定作用p在在冰冻状态冰冻状态下辐照处理和保藏是延长货架期的有效手段下辐照处理和保藏是延长货架期的有效手段p水产品能够接受的最大辐照剂量不能使食品中的酶失活，水产品能够接受的最大辐照剂量不能使食品中的酶失活，利用利用加热加热灭酶，有利用保持产品品质稳定灭酶，有利用保持产品品质稳定p辐照处理控制微生物同时应辐照处理控制微生物同时应与包装相结合与包装相结合，以避免微生，以避免微生物的再次侵害物的再次侵害主要目的：主要目的：杀灭沙门氏菌杀灭沙门氏菌一般一般蛋液及冰蛋液蛋液及冰蛋液辐照灭菌效
43、果较好辐照灭菌效果较好带壳鲜蛋带壳鲜蛋可用可用射线辐照，剂量射线辐照，剂量10kGy左右左右高剂量高剂量会使蛋白质降解而使蛋液粘度降低、引会使蛋白质降解而使蛋液粘度降低、引起脂质氧化、产生异味等。起脂质氧化、产生异味等。有研究表明辐照能有研究表明辐照能减少蛋中卵黏蛋白导致的食减少蛋中卵黏蛋白导致的食物过敏物过敏。4.6 4.6 辐照在蛋类食品保藏中的应用辐照在蛋类食品保藏中的应用辐照对全蛋液沙门氏菌的杀灭效果辐照对全蛋液沙门氏菌的杀灭效果剂量剂量（kGy）沙门氏菌沙门氏菌（个（个/ml）杀灭率杀灭率（%）01.0231080.28.1210692.060.67.4610692.711.04.6
44、810695.431.33.7210599.641.54.010399.996全蛋液中沙门氏菌的剂量全蛋液中沙门氏菌的剂量-存活率曲线存活率曲线D D1010值为值为0.44kGy0.44kGy4.6 4.6 辐照在蛋类食品保藏中的应用辐照在蛋类食品保藏中的应用p低剂量辐照低剂量辐照(101000Gy)：去除寄生虫和害虫，抑：去除寄生虫和害虫，抑制发芽及延迟果实的成熟；制发芽及延迟果实的成熟；p大于大于1kGy剂量剂量：控制新鲜水果和蔬菜中的病原菌：控制新鲜水果和蔬菜中的病原菌和腐败微生物；和腐败微生物；p高剂量辐照处理高剂量辐照处理：许多蔬菜和水果会发生组织损：许多蔬菜和水果会发生组织损伤和
45、褪色，大量维生素伤和褪色，大量维生素C破坏破坏.4.7 4.7 辐照在果蔬类食品保藏中的应用辐照在果蔬类食品保藏中的应用辐照几种新鲜蔬菜的剂量、保存期实验结果辐照几种新鲜蔬菜的剂量、保存期实验结果4.7 4.7 辐照在果蔬类食品保藏中的应用辐照在果蔬类食品保藏中的应用 杀虫、杀虫、杀菌、改进食品的营养品质和加工品质杀菌、改进食品的营养品质和加工品质剂量剂量/kGy效应效应0.10.2昆虫不育昆虫不育1昆虫几天内死亡昆虫几天内死亡35昆虫立即死亡昆虫立即死亡24抑制谷物霉菌蔓延发展抑制谷物霉菌蔓延发展0.200.75小麦和面粉杀虫小麦和面粉杀虫1焙烤食品保藏焙烤食品保藏0.60.8照后玉米中成虫
46、照后玉米中成虫1530d全部死亡全部死亡0.22.0玉米、小麦、大米，其营养成分未发生明显变化玉米、小麦、大米，其营养成分未发生明显变化4.8 4.8 辐照在谷物、豆类食品保藏中的应用辐照在谷物、豆类食品保藏中的应用辐照处理对谷物和豆类品质的影响辐照处理对谷物和豆类品质的影响低剂量范围内辐照处理对谷物的品质没有影响或低剂量范围内辐照处理对谷物的品质没有影响或者影响很小；者影响很小；豆类对辐照的敏感性比谷物小，在豆类的辐照杀豆类对辐照的敏感性比谷物小，在豆类的辐照杀虫范围内（虫范围内（0.3kGy0.3kGy），对其品质没有影响；），对其品质没有影响；较高剂量辐照处理对谷物和豆类的淀粉的理化性较
47、高剂量辐照处理对谷物和豆类的淀粉的理化性质和部分营养品质有明显的影响；质和部分营养品质有明显的影响；在某些情况下，可以利用较高剂量的辐照降低谷在某些情况下，可以利用较高剂量的辐照降低谷物和豆类中的抗营养因子等成分，改进谷物和豆物和豆类中的抗营养因子等成分，改进谷物和豆类的品质。类的品质。p不同的香辛料和调味料的适宜辐不同的香辛料和调味料的适宜辐照剂量不同，需要根据照剂量不同，需要根据辐照的目辐照的目的和对象选择合适的辐照剂量；的和对象选择合适的辐照剂量；p在食品辐照工艺规范的剂量范围在食品辐照工艺规范的剂量范围内，辐照处理不改变香辛料品质内，辐照处理不改变香辛料品质;p在储藏期间，辐照后香辛料
48、的品在储藏期间，辐照后香辛料的品质不会发生重大改变。质不会发生重大改变。19911991年，年，ICGFIICGFI提出了控制香辛料提出了控制香辛料和其他蔬菜调味料的病原菌和其他和其他蔬菜调味料的病原菌和其他微生物的辐照工艺规范微生物的辐照工艺规范4.9 4.9 辐照在香辛料和调味料保藏中的应用辐照在香辛料和调味料保藏中的应用调味品调味品剂量阈值剂量阈值（kGykGy）香菜香菜7.57.5黑胡椒黑胡椒12.512.5白胡椒白胡椒12.512.5桂皮桂皮8 8丁香丁香7 7辣椒粉辣椒粉8 8辣椒辣椒4.5-5.04.5-5.0辐照引起调味品味道变化辐照引起调味品味道变化剂量阈值剂量阈值n国际食品
49、法典委员会国际食品法典委员会(CAC)(CAC)在预包装食品标识的国际通在预包装食品标识的国际通用标准中规定了对辐照食品标识的要求：用标准中规定了对辐照食品标识的要求：n经电离辐射处理的食品标签上，必须在紧靠食品名称处经电离辐射处理的食品标签上，必须在紧靠食品名称处用文字指明该食品经辐照处理，配料中有辐照食品成分用文字指明该食品经辐照处理，配料中有辐照食品成分的也必须在配料表中指明的也必须在配料表中指明n辐照食品包装材料法规的内容包括批准用于辐照食品的辐照食品包装材料法规的内容包括批准用于辐照食品的包装材料，规定包装材料中的迁移物质在食品中的最大包装材料，规定包装材料中的迁移物质在食品中的最大限制限制.辐照食品包装法规辐照食品包装法规