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1、食品工艺学第七章 食品的辐射保藏第七章 食品的辐射保藏第一节 概述 第二节 辐照的基本概念 第三节 食品辐照保藏原理 第四节 辐照对食品质量的影响 第五节辐照在食品保藏中的应用第六节 食品辐照的安全与法规思考题:思考题n 辐射有哪些化学效应及生物学效应？n 辐射保藏食品的原理,从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬等的影响角度回答。n 放射性同位素发射的射线种类、产生的条件及各自的特点。n 辐射量、吸收剂量、吸收剂量速率及相应的单位。n 食品辐射常用的人工放射性同位素。n 辐射食品卫生安全性如何？何谓感生放射性？n 辐射杀菌的三种方式是什么？第一节 概述一、食品辐射保藏的定义及其特点二、辐射保藏
2、的进展 一、食品辐射保藏的定义及其特点l 食品辐射保藏定义l 特点:辐照技术较其他保藏方法的优越性。穿透力强带来的好处l 缺点l 缺点与局限性n 投资大,及专门设备来产生辐射线（辐射源），n 安全防护并需要提供安全防护措施，以保证辐射线不泄露；对不同产品及不同辐照目的要选择控制好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。n 高剂量下的感观性状变化n 接受性由于各国的历史、生活习惯及法规差异，目前世界各国允许辐照的食品种类仍差别较大，多数国家要求辐照食品在标签上要加以特别标注。穿透力强辐照技术的另一个特点就是射线（如射线）的穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食品，可杀灭深藏在食品内
3、部的害虫、寄生虫和微生物。正因为此，它被大量应用于海关对进口物品（食物、衣物等用品）的防疫处理，以确保进口物品不携带有害生物进入国门。还可与冷冻保藏技术等配合使用，使食品保藏更加完善，这是其他保藏方法所不可比拟的。定义l 食品辐射保藏是利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料，进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，抑制根类食物的发芽和延迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以达到延长食品保藏期的方法和技术。这种技术又称为食品辐照（Food irradiation）技术。l 辐照食品经辐照技术处理后的食品。在我国辐照食品卫生管理办法附则中定义：辐照食品是指用钴60、铯137 产生的射线或电子加速器产生的
4、低于10MeV 电子束照射加工保藏的食品。l 食品辐射的较其他方法的优越性l 非热作用，食品内部温度不会增加或变化很小，故有“冷杀菌”之称，而且辐照可以在常温或低温下进行，因此经适当辐照处理的食品可保持原有的色、香、味和质构，有利于维持食品的质量；l 节能与冷冻保藏等相比，能节约能源。据(IAEA）报告，冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能耗828MJ/t，热杀菌能耗1080MJ/t，辐照灭菌只需要22.68MJ/t，辐照巴氏灭菌能耗仅为2.74MJ/t。冷藏法保藏马铃薯（防止发芽）300d，能耗l080MJ/t；而马铃薯经辐照后常温保存，能耗为67.4MJ/t，仅为冷藏的6。l 无残留物:与化
5、学保藏法相比，辐照过的食品不会留下任何残留物，是一个物理加工过程，而传统的化学防腐保藏技术面临着残留物及对环境的危害问题。二、辐照保藏的进展l 食品辐照历史l 相关国际组织l 受研究的食品种类l 涉及的研究范围l 我国的发展情形l 相关国际组织1970 年FAO IAEA)WHO 的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计划（IFIP)认定五种产品为安全1979 年国际食品法规委员会（CAC-Codex Alimentarius Commission）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/I
6、AEA/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 核技术在食品与农业中的应用委员会下成立了食品辐照的国际咨询小组（ICGFI)，该组织是由专家、政府代表等组成的国际组织，其主要功能是对食品辐照的发展作总的评论，给成员国和组织提供食品辐照应用的咨询，通过FAO/IAEA/WHO专家委员会（JECFI）、CAC 提供发布食品辐照信息。1998 ICGFI 提出突破10kGy 应用剂量限制的建议，并得到其他组织的认可。l 我国的发展情形58 年开始70 年代后，进入新的研究阶段，研究的对
7、象种类：粮食，肉类，水产品，水果，蔬菜，蛋类等。我国批准的辐照食品l 涉及的研究范围辐照机理，灭菌原理，辐照食品工艺，辐射食品化学，营养，微生物学，毒理学，剂量学等。（有人认为，这方面投入的财力，物力，人力，范围之广是前所未有的。因为有“辐射”两字）l 受研究的食品种类 粮食及制品，水果，蔬菜，肉类及制品，禽类，水产品，香料，饲料等l 食品辐照历史n 1895 伦琴发现X 射线n 1896，mink 发现 X 射线可杀菌。以后研究多，应用少。n 二战时：美MIT 的罗克多用来处理汉堡包应用开始n 50 年代起，美国、加拿大、前苏联、欧、日等 30 多国家n 60 年代 第三世界 共20 多国家
8、l 美国美国是世界上对辐照食品研究最深的国家之一。50 年代，大量的辐照食品报告来自美国政府。53 美国总统提出原子能和平利用。57 陆军司令部特种部队负责组织，90 个大学、政府与工业部门参加的一项为期5 年的辐照食品研究计划，实验室超过77 个，每年资助600 万美元。60，已有辐照食品在军队试用，并对辐照食品进行了长达 10 年的安全性试验。63，美军方Natick 实验室举行首次辐照食品国际会议，l 加拿大1960 年允许60Co(0.1kGy）用于抑制马铃薯发芽。1965 年就建立起世界最大的马铃薯辐照工厂。是60Co 辐照装置输出的强国，l 前苏联最早允许60Co 用于抑制马铃薯发
9、芽（0.1kGy）、谷类杀菌（0.3kGy)；第二节 辐照的基本概念一、放射性同位素与辐射 二、辐照量单位与剂量测量三、辐射源与食品辐照装置一、放射性同位素与辐射l 同位素l 不稳定(放射性)同位素l 辐射l 辐射源:放射性同位素(如钴60,钯137)、电子加速器。l 主要射线:射线 射线 射线 X 射线l 放射性同位素的强度l 放射性同位素的衰变l、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。l 放射性同位素的放射性强度n 是表示元素放射性强弱的物理量，通常以单位时间内发生核衰变的次数来表示。n 单位：贝克Bq，每秒中有一个原子核衰变为1 贝克。居里Ci，1Ci=
10、3.71010Bql 放射性同位素的衰变n 是放射性同位数放出射线的过程n 是放射性同位数强度由强变弱的过程n 过程与外界的温度、压力等因素无关，取决于原子核性质n 按负指数规律衰变n 半衰期 t 时刻的强度t0时刻的强度衰变常数时间（年）l 半衰期n 放射性强度减少到原来一半（即I 0.5 I0），所经历的时间称为该给定同位素的半衰期，并用t0.5表示n 钴-60 的半衰期=5.27 年，钯137 的半衰期=30.1 年 l 射线n 也称 粒子,是从原子核中射出带正电的高速粒子流（带正电荷原子核）n 射线的动能可达几兆电子伏特以上。n 但由于 粒子质量比电子大得多，通过物质时极容易使其中原子
11、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；射线n 本质是高速电子流n 能量可达几兆电子伏特(MVe)以上。n 穿透物质的本领比 射线强得多.n 可由放射性同位素产生n 也可由电子加速器产生l射线n 是波长非常短（波长0.001 1.000nm）的电磁波束（或称光子流），n 由原子核从高能态跃迁到低能态时放射出。n 能量可高达几十万电子伏特以上，n 穿透物质的能力很强n 但其电离能力较、射线小。l 辐射n 放射性同位素衰变产生各种辐射线过程n 加速器产生高能射线的过程l 不稳定(放射性)同位素n 质子数和中子数差异较大n 其原子核是不稳定的n 它们按照一定的规律（
12、指数规律）衰变n 自然界存在天然的不稳定同位素（如铀等）n 也可利用原子反应堆或粒子加速器人工制造（如钴60 等）l 同位素电子壳中子（不同）质子（同）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。单位居里（Ci）放射性同位素每秒有3.71010次核衰变，则它的放射性强度为1Ci。贝可（Bq)法定的放射性强度单位，1Bq 表示放射性同位素1s 有1 个原子核衰变Ci 与Bq 关系1Ci=3.71010Bq1Bq=2.703 10-11Ci（二）照射量照射量（exposure）是用来度量X 射线或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 2.5810-4C/kg。