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食品加工新技术食品的辐射保藏组员;吴伟李铄尹泽群 索引食品辐射保藏概述食品辐射保藏研究现状和应用食品辐射保藏安全问题及对策食品辐射保藏前景及展望一、食品辐射保藏概述食品的辐射保藏概念食品的辐射保藏是利用射线照射食品，灭菌、杀虫、抑制鲜果蔬的生命活动，从而达到防霉、延长食品货架期目的的一种食品保藏方法食品辐射保藏的特点：“冷杀菌”具有良好的保鲜效果辐照处理事情能耗低对环境的污染小食品辐射保藏概述食品辐射保藏概述食品辐射历史保藏的历史发展食品辐射历史保藏的历史发展 美国最早本世纪四十年代开始进行辐射（照）保藏食品的研究，当时主要用于军事上。1943年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。50年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。我国食品辐射（照）的研究则最早于1958年开始，70年代中在四川、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。在国际原子能机构（IAEA）、联合国粮农组织（FAO）、和世界卫生组织（WHO）的倡议下，1970年在巴黎成立了“食品辐射（照）国际计划”（IFIP），先后共24个国家参与该计划，分工协作进行研究。我国自1958年开始，70年代的研究工作取得了一定的成效。1984年11月国家卫生部批准7项辐照食品允许消费。之后又有28多种食品通过了不同价格的技术鉴定。80年代，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。1977年，卫生部发布了啊6类辐照食品国家标准。2002年，国家质检总局批准了17种辐照食品加工工艺标准。目前，国际上已有50多个国家批准了对240余种食品进行辐照处理。截止到2005年，我国辐照食品种类已达七大类56个品种，主要是谷物、豆类及其制品辐照杀虫干果、果脯类辐照杀虫杀菌熟畜禽肉类食品辐照保鲜冷冻包装畜禽肉类辐照保鲜脱水蔬菜、调味品、香辛料和茶的辐照杀菌水果、蔬菜类辐照保鲜鱼、贝类水产品类辐照杀菌等。食品辐射保藏的基本原理食品辐射保藏的基本原理食品辐照时，射线把能量或电荷传递给食品以及食品上的微生物和昆虫，引起的各种效应会造成它们体内的酶钝化和各种损伤会迅速影响其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤扩大直至生命死亡。而食品则不同，除了鲜活食品之外不存在着生命活动，鲜活食品得新陈代谢也处在缓慢的阶段，辐射所产生的影响是进一步延缓了它们后熟的进程，符合储藏的需要。食品的辐照效应食品的辐照效应1、辐射术语和单位辐射术语和单位（1）放射性强度的单位 放射性强度是度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里（Ci）、贝克（Bq）和克镭当量。辐射强度也可用辐射线的能量来表示，辐射能量的单位是电子伏特（eV），它表示任何带电单位电荷的粒子弹其越过1V电位差事所需的能量。（2）照射量及其单位 照射量是用来量度X射线或g射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦琴（R）。（3）吸收剂量及其单位 被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为J/Kg，专用名为戈瑞（Gy），或拉德（rad）。2、食品、食品辐射效应辐射效应（1）食品辐射的物理效应a.射线和X射线的作用 康普 散射 感生放射性b.电子射线的作用 电离 散射 韧性辐照 湮没辐射 契伦科夫辐射（2）食品辐射的化学效应辐射的化学效的物质，除了食品本事及包装材料之外，还有附着在食品表面及内部应是指被辐射物质中的分子所发生的化学变化。食品的辐射处理，发生化学变化的微生物、昆虫和寄生虫等生物体。a.水 水辐射的化学效应可概括为b.蛋白质和酶 蛋白质 结构破坏 辐射交联 辐射降解蛋白质辐照时交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以谅解常被掩盖而不易觉察。c.糖类 糖类再辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物打形成，若干固态糖类的辐解产物见表 d.脂类脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪比较稳定，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、氧化、脱氨等作用，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自动氧化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏。食品中的脂类组分受辐射而产生的化合物，除了有辐射诱导的自动氧化产物外，也有非氧化的分解产物。e.维生素 食品中维生素在辐射中的稳定性和食品的性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的增大而增大。（3）食品辐射的生物学效应）食品辐射的生物学效应a.抑制蔬菜发芽和果实后熟 蔬菜中的马铃薯和洋葱，主要是通过抑制其休眠来进行储藏的，在结束休眠后，如果温度和湿度适宜时，便会旺盛地发芽；果实采收后的成熟现象称为后熟，后熟的速度影响着储藏期的长短。b.导致微生物和昆虫的死亡食品经辐射后，附着在食品上的微生物和昆虫发生了一系列生理学与生物学效应而导致死亡，其机理是一个十分复杂的问题，目前还没有完全搞清楚，一般认为与下面两点有密切关系：（1）造成遗传物质DNA的损伤（2）辐射化学效应的产物与细胞组成发生反应食品食品辐射装置辐射装置 食品的辐射装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制与安全系统 1、辐射源辐射源是食品辐射加工的核心部分，它可以分为放射性同位素和电子加速器两大类 （1）放射性同位素 （2）电子加速器电子射线射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射，如对易腐食品辐射时，选定适当的“加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌。二、食品辐射保藏研究现状和应用食品辐射保藏的现状食品从生产、贮藏、销售到最终消费，都会由于微生物、酶和害虫等生物作用，氧气、水份和光线等化学作用，吸潮和蒸发等物理作用而产生质变，造成不同程度的损失据联合国粮农组织统计，每年谷物平均损失达25拓，其他食品在世界不同地区的损失大约为20-50拓。因此，搞好食品保藏，尽量减少各种原因造成的损失，是一种特殊形式的生产。长期以来，人们创造了许多保藏食品的方法。食品辐射保藏是继传统保藏方法之后，又一种发展较快的新技术，也是和平利用原子能的一个重要方面。食品辐射保藏的研究现状和应用食品辐射保藏的研究现状和应用目前辐射在食品保藏中的主要应用a、杀菌。有不完全杀菌、杀灭食品中致病性细菌和彻底性杀菌三种。不完个性杀菌(辐射选择性杀菌)用于延长肉类、禽类、鱼贝类、水果和蔬菜等贮藏期，适宜剂量为0.1-0.3兆拉德。杀灭食品中致病性细菌(辐照针对性杀菌)一般用于杀灭肉类和蛋制品中的沙门氏菌，适宜剂量为0.5-0.8兆拉德。彻底性杀菌(辐照完全性杀菌)用于肉类及鱼制品类、发酵原料、饲料及宇航员与特殊患者(如自血病、烧伤和器官移植等)食品等，适宜剂量为3.0-5.0兆拉德。b、杀虫。、杀虫。射线可以杀灭诸如柑桔、芒果等果上的果蝇(20-25千拉德)，大米、小麦和杂粮等粮食中害虫(10-30千拉德)，猪肉等肉类中的旋毛虫等寄生虫(50千拉德)，香料、干菜和果千等食品中的瞒虫等(50-70千拉德)。c、促使果疏生长发育异常化。射线可以抑制马铃薯、洋葱、大蒜、番薯等生根发芽(5-15千拉德);延缓菇类开伞(20-50千拉德)，香蕉、番茄等后熟(20-80千拉德);促进桃子、柿子等水果的成熟(100一拉德)，辣椒等蔬菜中的类胡萝卜素、番茄中的番茄红素的积IY(500千拉德)。d、辐照改质。利用辐照处理可以增加干制食品的复水性(1兆拉德);加速酒的陈化(5兆拉德)，提高面粉加工面包的性能(5兆拉德);促使高分子物质(如淀粉、蛋白质等)变性，使之更加适合食品及其他用途的加工(1兆拉德)，提高酶类(诸如发醉饲料及一般饲料中各种酶类)分解粗纤维、淀粉及蛋白质的能力(10兆拉德)。三、食品辐射保藏安全问题及对策食品食品的辐射剂量及辐照食品安全的辐射剂量及辐照食品安全1、食品辐射的类型 联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）和世界卫生组织（WHO）联合专家委员会把食品辐射分为下列三类:低剂量辐照、中等剂量辐照、大剂量辐照。食品辐射保藏安全问题及其对策食品辐射保藏安全问题及其对策2、食品辐照的卫生与安全 辐照食品的安全性通过以下五个方面研究:（1）、食品的辐照剂量（2）、食品的包装方法和包装材料（3）、辐射化学变化（4）、动物或家畜喂养实验（5）、辐照食品的毒理学研究FAO、IAEA和WHO联合专家委员会得出结论，任何商品食物辐照总平均剂量达10KGy水平时，不具有毒理学上的危害性，这样处理的食品毋需进行毒理学检查，用10KGy剂量辐照过的食品，不会引起特殊的营养或微生物问题。FAO、IAEA和WHO联合专家委员会于1980年10月27日至11月3日在日内瓦召开了关于辐照食品卫生会议。依据以前各届专家委员会的建议和这些机构组织的其他技术或法律专家会议所作出的结论，允许食品辐照的最大能量水平是:电子射线为10MeV；射线和X射线为5MeV。我国立法:辐照食品卫生管理办法（卫生部令第47号）辐照食品人体试食试验暂行规程有关辐照食品的国家卫生标准食品辐射保藏仍然存在的问题及对策辐射装置对人体的危害途径电离辐射对人体的作用辐射源的防护措施辐照室辐射装置对人体的危害辐射装置对人体的危害途径：途径：辐射对人体危害的两种途径外照射，即辐射源在人体外部照射内照射，放射性物质通过呼吸道、食道、皮肤或伤口侵入人体，射线在人体内照射食品辐照一般使用的是严格密封在不锈钢中的钴-60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。电离辐射对人体的电离辐射对人体的作用：作用：电离辐射对人体的作用主要有物理、化学和生物三种效应。短期大剂量辐射，产生急性放射病长期小剂量辐射，产生慢性病人体有一定的适应能力和抵御能力辐射源的防护辐射源的防护措施：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铅的密度大，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。铁用于制造防护门、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。（如钴-60、铯-137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的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，屏蔽材料在施工过程中要防止产生空洞及缝隙过大等问题，防止射线泄露。辐照室：辐照室：辐照样品的场所，其防护墙的几何形状和尺寸的设计，不仅要满足食品辐照条件的要求，还要有利于射线的散射，使铁门外的剂量达到自然本底。辐照室空气氧经钴-60射线照射后会产生臭氧，臭氧生成的浓度大小与使用的辐射源强度成正比例关系，为防止其对辐射样品质量的影响力保护工作人员健康，在辐照室内需有送排（通风）设备。四、食品辐射保藏前景及展望食品辐射保藏的前景 食品辐射保藏技术与其他传统方法相比，具有很多优点。(1)放射源能自发地放出射线，不需要外加能源，与蒸煮和冷藏相比，大约可节能70-97拓。(2)辐射保藏在食品中无残留物，可提高食品的卫生质量，安全可靠，较杀虫杀菌剂和食品防腐剂为优。(3)基本上不产生“三废”，有利于环境保护。(4)辐射加工过程温度几乎没有升高，故能较好地保持新鲜食品、冷冻食品等的原有特性、风味和鲜度。(5)丫射线穿透力强，对各种各样大小不一包好的一食品表面及内部处理均匀，能有效地防止微生物的二次感染，若与其他方法相配合则效果吏佳。(6)辐照食品可以在常温下贮运，这对于发达国家和发展中国家都具有重要意义，而对冷藏、分配系统尚不发达的国家尤为垂要。食品辐射保藏的前景及展望食品辐射保藏的前景及展望 对食品辐射保藏的展望总之食品辐照将对人类带来很多好处，尤其是能为陆地、海洋、水下、空中和外层空问作业的人们提供新鲜食品，并能满足部队的特殊需要，正因为如此，所以它受到国内外的高度重视。目前已建成了世界上最大的600万居里“一钻Y射线”辐照装置。中国一家公司正在筹建1000万居里的“一钻源”。可以相信，随着技术的进步和辐射源在规模上的增加，食品辐射保藏将会取得巨大的经济效益。和其他方法相配合，将大大减少食品腐败，为解决世界性食品缺乏，特别是动物性蛋白质的缺乏作出巨大贡献。参考文献:1张淑芬.食品辐射保藏实际应用的新近进展J.核农学通报,1987,01:1-6.2冯一兵,王明丽,张哨兵,冯一新.辐射保藏对食品营养价值的影响J.肉类工业,1998,06:42-43.3李翔,王卫,刘达玉.论食品辐射保藏原理及辐射场J.农产品加工,2009,02:55-56+64.4吕加平,贾永清.辐射保藏食品的安全性及应用前景J.肉品卫生,1996,03:28-31.5冯一兵,刘慧,张英华,冯一新.在食品辐射保藏中影响辐射效果的因素J.肉类工业,1997,08:45-46.6陈秋方.食品辐射保藏的现状与前景J.今日科技,1985,06:10-12.7张淑芬.食品辐射保藏实际应用的新近进展J.核农学通报,1987,01:1-6.8刘建华,武新胜,黄普选,田雅萍.食品保藏中的辐射技术J.河南科技,1994,08:6-7.9邓勇,李知艮.食品辐射保藏技术J.农村实用工程技术,1995,04:22.10刁国平.食品保藏的新方法辐射保藏J.食品科技,1979,05:7-9.11陈科文.辐射保藏食品的经济效益J.大自然探索,1985,03:79-84.谢谢观赏！=3=
