第六章食品的辐射.优秀PPT.ppt

《第六章食品的辐射.优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章食品的辐射.优秀PPT.ppt（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章食品的辐射保藏第六章食品的辐射保藏一、概述一、概述1.定义：利用原子能射线的辐射能量照射食品、定义：利用原子能射线的辐射能量照射食品、原材料进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处原材料进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，延迟食品某些生理过程的发展，达到延长理，延迟食品某些生理过程的发展，达到延长食品保藏期稳定性，提高食品质量的目的的技食品保藏期稳定性，提高食品质量的目的的技术。术。2、特点、特点优点：灭菌效果好，可按目的进行剂量调整。优点：灭菌效果好，可按目的进行剂量调整。可在常温或低温下进行，有利于维持食品可在常温或低温下进行，有利于维持食品质量及养分物质的保存。质量及养分物质的保存。具

2、有穿透性，可在包装下及不解冻状况下具有穿透性，可在包装下及不解冻状况下照射食品，杀灭深藏在食品内部的害虫及有害照射食品，杀灭深藏在食品内部的害虫及有害微生物。微生物。无残留、节能、易限制。无残留、节能、易限制。缺点：杀菌剂量不同，有时酶不能完全失活。缺点：杀菌剂量不同，有时酶不能完全失活。化学变更微量但食品可能产生不好的感官化学变更微量但食品可能产生不好的感官变更。变更。对微生物的致死量对人来说是相当大的，对微生物的致死量对人来说是相当大的，操作人员必需实行防护措施。操作人员必需实行防护措施。3.发展与趋势发展与趋势二、辐射的基本概念二、辐射的基本概念1.放射性同位素：放射性同位素：原子原子=

3、原子核原子核+电子电子-质子质子+中子中子同一种原子，质子相同，中子数不同称为同一元同一种原子，质子相同，中子数不同称为同一元素的同位素，一般原子序数素的同位素，一般原子序数84，原子核不稳，原子核不稳定，依据指数规律衰变。其衰变规律与外界温定，依据指数规律衰变。其衰变规律与外界温度、压力等因素无关，取决于原子核内部性质。度、压力等因素无关，取决于原子核内部性质。l不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生，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。这些不稳定同位素称为放射性同位素。2.辐射：放射性同位素放射辐射：放射性同位素放射射线的过程。射线的过程。l射线：

4、是从原子核中射出的带正电的高速粒射线：是从原子核中射出的带正电的高速粒子流（带正电荷原子核）子流（带正电荷原子核）特点：相对质量较大，穿透力小。特点：相对质量较大，穿透力小。l射线：是从原子核中射出的高速电子流。射线：是从原子核中射出的高速电子流。特点：穿透力较特点：穿透力较射线强，但无法穿透铅片。射线强，但无法穿透铅片。l射线：波长特别短的（射线：波长特别短的（0.001-1.000nm0.001-1.000nm）的）的电磁波（光子流），是原子核从高能态跃迁到电磁波（光子流），是原子核从高能态跃迁到低能态时放射出的能量。低能态时放射出的能量。l特点：穿透力极强，可穿透铅片。特点：穿透力极强，

5、可穿透铅片。3.辐射类型：辐射类型：l低频辐射线：（非电离辐射）：波长位于可见低频辐射线：（非电离辐射）：波长位于可见光左侧低频率的射线是电波、雷达波、红外线光左侧低频率的射线是电波、雷达波、红外线等，这些电磁波，由于波长长、能量小，仅能等，这些电磁波，由于波长长、能量小，仅能使物质分子产生转动或振动而产生热而显示杀使物质分子产生转动或振动而产生热而显示杀菌效果，起到加热杀菌作用。菌效果，起到加热杀菌作用。l高频辐射线（电离辐射）：在可见光右侧的射高频辐射线（电离辐射）：在可见光右侧的射线（线（1015HZ）如紫外线、）如紫外线、X射线和射线和射线等具射线等具有使有机物分子激发或电离作用的实力

6、，因而有使有机物分子激发或电离作用的实力，因而不产生热量而具有杀菌作用，频率在不产生热量而具有杀菌作用，频率在1018HZ射线频率高、能量大，不仅使物质产生激发作射线频率高、能量大，不仅使物质产生激发作用，还能进一步使每个分子放射出电子，从而用，还能进一步使每个分子放射出电子，从而使物质的分子转换成具有相反电荷的离子，这使物质的分子转换成具有相反电荷的离子，这种射线称为电离射线。种射线称为电离射线。4.放射性衰变：每个放射性同位素经放射线后，放射性衰变：每个放射性同位素经放射线后，就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定的同位素，这种原子核的转变过程

7、称为放稳定的同位素，这种原子核的转变过程称为放射性衰变。射性衰变。1）衰变规律：原子核衰变数）衰变规律：原子核衰变数N与原子核总数与原子核总数N0有关。在单位时间内衰变的原子核的数目和其有关。在单位时间内衰变的原子核的数目和其总数成正比。总数成正比。N=N0e-t衰衰变变常数；常数；t 时间时间2）半衰期：原子核数目衰变到原来的一半或放）半衰期：原子核数目衰变到原来的一半或放射性强度削减到原来一半的时间，称为该同位射性强度削减到原来一半的时间，称为该同位素的半衰期。素的半衰期。半衰期越短的放射性同位素衰变的越快，半衰期越短的放射性同位素衰变的越快，单位时间内放射出的射线越多，如单位时间内放射出

8、的射线越多，如3H，半衰，半衰期为期为12.3年，年，14C为为5720年，年，131I为为8.05天，天，60Co，半衰期，半衰期5.27年，年，137Cs为为30年，钚半年，钚半衰期为衰期为7.6*107年。年。5、辐射用单位、辐射用单位1）能量单位：电子福特）能量单位：电子福特ev，表示辐射能量单位，表示辐射能量单位，相当于相当于1个电子在真空中通过电位差为个电子在真空中通过电位差为1伏特的伏特的电厂被加速所获得的动能。电厂被加速所获得的动能。2）放射性强度：指单位时间内发生的核衰变的次）放射性强度：指单位时间内发生的核衰变的次数。是衡量放射性强弱的一个物理量。数。是衡量放射性强弱的一个

9、物理量。l居里，居里，1Ci=3.7*1010衰变衰变/秒秒l贝克，即每秒中有一个原子核衰变为贝克，即每秒中有一个原子核衰变为1贝克贝克Bq。l 1Ci=3.7*1010Bq3）辐射计量：指被照射物质吸取辐射能量程度）辐射计量：指被照射物质吸取辐射能量程度的物理量。常用辐射量、物质吸取剂量和吸取的物理量。常用辐射量、物质吸取剂量和吸取剂量速率表示。剂量速率表示。辐射量：用辐射量：用X射线或射线或射线辐射源的辐射场内空射线辐射源的辐射场内空气电离程度表示。法定单位为库伦气电离程度表示。法定单位为库伦/千克，以千克，以前用伦琴。前用伦琴。1伦琴是指在标准状况下伦琴是指在标准状况下（0,760mmH

10、g）1cm3空气星辰空气星辰g1ge正电正电或负电的静电单位的或负电的静电单位的X射线或射线或射线照射量。射线照射量。l吸取剂量：是指在辐射源的辐射场内单位质量吸取剂量：是指在辐射源的辐射场内单位质量被辐射物质吸取的辐射能量。被辐射物质吸取的辐射能量。l法定单位是法定单位是J/kgJ/kg，也称戈瑞，也称戈瑞GyGy，曾用拉德，曾用拉德redred。l剂量当量：用来度量不同类型的辐照所引起的剂量当量：用来度量不同类型的辐照所引起的不同生物学效应，单位为希（沃特）不同生物学效应，单位为希（沃特）SvSv，国家，国家规定，辐射工作人员的年有效剂量当量限值为规定，辐射工作人员的年有效剂量当量限值为5

11、0mSv50mSv（5rem5rem）.公众成员的年有效剂量当量不公众成员的年有效剂量当量不超过超过1mSv(0.1rem)1mSv(0.1rem)。l吸取剂量速率：是指被照射物质在单位时间中吸取剂量速率：是指被照射物质在单位时间中所吸取的能量。所吸取的能量。l吸取剂量速率与照射距离和辐射强度有关。距吸取剂量速率与照射距离和辐射强度有关。距离越近，吸取剂量速率越大，距离相同，辐射离越近，吸取剂量速率越大，距离相同，辐射强度越大，吸取剂量速率越大。强度越大，吸取剂量速率越大。4、辐射源：、辐射源：1）人工放射性同位素：）人工放射性同位素：Co-60：Co-59经电子确定时间照射，吸取一个经电子确

12、定时间照射，吸取一个光子生成光子生成60Co，半衰期，半衰期5.25年年137Cs：半衰期长，但射线能量较：半衰期长，但射线能量较60Co弱。弱。2）电子加速器：食用电磁场使弟子获得较高的）电子加速器：食用电磁场使弟子获得较高的能量，将电能转变成射线的装置。可作为电子能量，将电能转变成射线的装置。可作为电子射线和射线和X射线两用的辐射源。射线两用的辐射源。5、防护设备：、防护设备：最常用的屏蔽材料是铅、铁、混凝土和水。最常用的屏蔽材料是铅、铁、混凝土和水。三、食品辐照的保藏原理三、食品辐照的保藏原理1.物理学效应：物理学效应：康普顿散射：原子能射线是高能电磁辐射线，又康普顿散射：原子能射线是高

13、能电磁辐射线，又被称为被称为“光子光子”，当他们与照射物的电子发生弹，当他们与照射物的电子发生弹性碰撞时，假如光子的能量大于电子在原子核中性碰撞时，假如光子的能量大于电子在原子核中的而结合能，光子把部分能量传递给电子，自身的而结合能，光子把部分能量传递给电子，自身的运动方向发生偏转，获得能量的电子脱离原子的运动方向发生偏转，获得能量的电子脱离原子核，称为光电子，此过程称为核，称为光电子，此过程称为-。l感生放射性：当射线能量大于某一阈值时，能感生放射性：当射线能量大于某一阈值时，能量和某些原子核作用而使被照射物射出中子线量和某些原子核作用而使被照射物射出中子线或其他粒子而产生的放射性，称为或其

14、他粒子而产生的放射性，称为-。l2.化学效应化学效应l类型：初级辐射：是指使被照物质形成离子、类型：初级辐射：是指使被照物质形成离子、l 激发态分子或分子碎片，激发态分子或分子碎片，由由l 激发分子可进行单分子分激发分子可进行单分子分解解l 产生新分子产物或自由基产生新分子产物或自由基而而l 转化成较低的激发状态，转化成较低的激发状态，也称为干脆效应。也称为干脆效应。次级辐射：是指有初级辐射的产物相互作用，生次级辐射：是指有初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质成分不同的化合物，称为间接效成与原始物质成分不同的化合物，称为间接效应。应。初级辐射一般无特殊条件，而次级辐射与温初级辐射一般无特殊条

15、件，而次级辐射与温度等其他条件有关。度等其他条件有关。l表示方法：辐照的化学效应强弱用表示方法：辐照的化学效应强弱用G表示。是表示。是指被照射物质中每吸取指被照射物质中每吸取100ev能量产生化学变能量产生化学变更的分子数量或分解和形成的物质的数量。更的分子数量或分解和形成的物质的数量。G越大，辐照引起的化学效应较猛烈，越大，辐照引起的化学效应较猛烈，G相同，相同，吸取剂量大者引起的化学效应较猛烈。吸取剂量大者引起的化学效应较猛烈。l辐射对食品成分的化学效应：辐射对食品成分的化学效应：l水分反应：课本水分反应：课本286页页1-6l意义：水分子经辐射后，激发、电离形成的某意义：水分子经辐射后，

16、激发、电离形成的某些中间产物如水化电子、羟基自由基、氢原子些中间产物如水化电子、羟基自由基、氢原子自由基等都是高度活性物质，会导致食品和其自由基等都是高度活性物质，会导致食品和其他物质发生变更。他物质发生变更。l蛋白质反应：使蛋白质的三级、二级结构遭到蛋白质反应：使蛋白质的三级、二级结构遭到破坏，导致蛋白质变性；也会促使一级结构发破坏，导致蛋白质变性；也会促使一级结构发生变更，如生变更，如-SH氧化、脱氨基、脱羧等；蛋白氧化、脱氨基、脱羧等；蛋白质水溶液发生胶联。质水溶液发生胶联。糖类反应：产生明显的降解作用和辐解物的形成。糖类反应：产生明显的降解作用和辐解物的形成。如提高蔗糖等的还原实力，降

17、低葡萄糖、果糖如提高蔗糖等的还原实力，降低葡萄糖、果糖的还原实力等。的还原实力等。与脂类反应：促使不饱和脂肪酸氧化、脱羧、氢与脂类反应：促使不饱和脂肪酸氧化、脱羧、氢化、脱氨等。化、脱氨等。与维生素反应：一般认为维生素与维生素反应：一般认为维生素A、E、C、B1对辐照最敏感，维生素对辐照最敏感，维生素D则较为稳定。则较为稳定。3、生物学效应：是指辐射对生物体如微生物、昆、生物学效应：是指辐射对生物体如微生物、昆虫、病毒、寄生虫、植物等影响，这些影响是虫、病毒、寄生虫、植物等影响，这些影响是由于生物体内的而化学变更造成的。由于生物体内的而化学变更造成的。1）微生物）微生物干脆效应：指微生物接受辐

18、射后本身发生的反应。干脆效应：指微生物接受辐射后本身发生的反应。一方面，细胞内蛋白质、一方面，细胞内蛋白质、DNA受损，即受损，即DNA分子的碱基发生分解或氢键断裂而导致分子的碱基发生分解或氢键断裂而导致细胞死亡细胞死亡干脆击中学说。干脆击中学说。另一方面，细胞内膜受损：细胞膜是由蛋另一方面，细胞内膜受损：细胞膜是由蛋白质和磷脂组成，这些分子的断裂造成细胞膜白质和磷脂组成，这些分子的断裂造成细胞膜泄漏，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新城泄漏，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新城代谢中断，从而导致微生物死亡。代谢中断，从而导致微生物死亡。l间接效应：来自被激活的水分子或电离的游离间接效应：来自被激

19、活的水分子或电离的游离基。当水分子被激活和电离后，成为游离基，基。当水分子被激活和电离后，成为游离基，起到了氧化还原的作用，这些激活的水分子与起到了氧化还原的作用，这些激活的水分子与微生物体内的生理活性物质相互作用，而使细微生物体内的生理活性物质相互作用，而使细胞的生理机能受到影响。胞的生理机能受到影响。l2）酶：纯酶的稀溶液对辐射敏感，但酶存在）酶：纯酶的稀溶液对辐射敏感，但酶存在的环境条件对辐射效应有爱护作用。酶所处的的环境条件对辐射效应有爱护作用。酶所处的环境条件越困难，酶的辐射敏感性越低。环境条件越困难，酶的辐射敏感性越低。3）昆虫：辐射敏感性与昆虫的生殖活性成正比，）昆虫：辐射敏感性

20、与昆虫的生殖活性成正比，与他们的分化程度成反比。与他们的分化程度成反比。确定剂量下对昆虫的损伤是：致死、击倒、确定剂量下对昆虫的损伤是：致死、击倒、寿命缩短、推迟换羽、不育、削减卵的孵化、寿命缩短、推迟换羽、不育、削减卵的孵化、延迟发育、削减进食量、抑制呼吸。延迟发育、削减进食量、抑制呼吸。而低剂量则可能出现相反的效应，如延长而低剂量则可能出现相反的效应，如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化、促进呼吸等。寿命、增加产卵、增进卵的孵化、促进呼吸等。4）植物：）植物：水果：变更乙烯的合成率，抑制后熟；使化学成水果：变更乙烯的合成率，抑制后熟；使化学成分发生变更，如分发生变更，如VC破坏、果胶的降解等

21、。破坏、果胶的降解等。蔬菜：变更呼吸率，防止老化，改变更学成分，蔬菜：变更呼吸率，防止老化，改变更学成分，如马铃薯的发芽、发绿，蘑菇延迟后熟。如马铃薯的发芽、发绿，蘑菇延迟后熟。4.影响辐射杀菌的因素：影响辐射杀菌的因素：1）放射线的种类：电离密度越大，杀菌效果越好；）放射线的种类：电离密度越大，杀菌效果越好；相同的辐射剂量，剂量率越大，杀菌效果越好。相同的辐射剂量，剂量率越大，杀菌效果越好。2）照射剂量：）照射剂量：3）照射方式：没有影响）照射方式：没有影响4）微生物种类及状态：）微生物种类及状态：5）环境条件：温度、氧气、水分含量、）环境条件：温度、氧气、水分含量、PH值、值、化学物质、食

22、品状态化学物质、食品状态6）与其他方法协同作用：如低温）与其他方法协同作用：如低温+辐射辐射7）其他：装置设计效果、剂量分布的匀整性等。）其他：装置设计效果、剂量分布的匀整性等。四、辐射在食品加工中的应用四、辐射在食品加工中的应用1.食品辐射杀菌的类型：食品辐射杀菌的类型：1）辐射阿氏杀菌：运用的辐射剂量将食品中的）辐射阿氏杀菌：运用的辐射剂量将食品中的微生物削减到零或有限个数。为高剂量辐射，微生物削减到零或有限个数。为高剂量辐射，剂量为剂量为10-50kGy2）辐射巴氏杀菌：使食品中检测不到特定的无）辐射巴氏杀菌：使食品中检测不到特定的无芽孢的致病菌，中剂量辐射，剂量芽孢的致病菌，中剂量辐射

23、，剂量1-10kGy3）辐射耐贮杀菌：目的降低食品中腐败微生物）辐射耐贮杀菌：目的降低食品中腐败微生物及其他生物数量，延长簇新食品的保藏期，低及其他生物数量，延长簇新食品的保藏期，低剂量辐射，剂量剂量辐射，剂量1kGy以下。以下。2.辐射保藏的应用：辐射保藏的应用：1）水果：主要目的是防止微生物的腐败；限制）水果：主要目的是防止微生物的腐败；限制害虫的感染和扩散；延缓后后熟期、防止老化。害虫的感染和扩散；延缓后后熟期、防止老化。蔬菜：主要抑制发芽，杀死寄生虫。蔬菜：主要抑制发芽，杀死寄生虫。常用辐射常用辐射+冷藏；辐射冷藏；辐射+气调气调2）粮食类：主要目的解决昆虫危害和霉菌的活）粮食类：主要

24、目的解决昆虫危害和霉菌的活动动3）肉类：结合热处理，钝化蛋白酶活性，保藏）肉类：结合热处理，钝化蛋白酶活性，保藏鲜肉。鲜肉。4）调味品：限制好冲的侵害，削减微生物数量，）调味品：限制好冲的侵害，削减微生物数量，保证质量。保证质量。5）蛋类：主要接受辐射巴氏杀菌，杀灭沙门氏）蛋类：主要接受辐射巴氏杀菌，杀灭沙门氏菌为主要对象。菌为主要对象。3.辐射变更食品的品质辐射变更食品的品质如可削减黄豆中棉子糖和水苏糖这些胀气因子的如可削减黄豆中棉子糖和水苏糖这些胀气因子的含量；辐射后小麦粉制成面包体积增大，松软含量；辐射后小麦粉制成面包体积增大，松软性浩，组织匀整，口感提高；可提高葡萄的出性浩，组织匀整，

25、口感提高；可提高葡萄的出汁率，缩短干黄豆煮熟时间、脱水蔬菜的复水汁率，缩短干黄豆煮熟时间、脱水蔬菜的复水时间；辐射处理酒类，可削减甲醇、杂醇的含时间；辐射处理酒类，可削减甲醇、杂醇的含量，增加酯、酸、醛的含量，使就的品质有明量，增加酯、酸、醛的含量，使就的品质有明显提高。显提高。五、食品辐射的平安性五、食品辐射的平安性 食品被辐射后能否产生感生放射性，取决于食品被辐射后能否产生感生放射性，取决于被辐射物质的性质，所用射线的能量，核素的反被辐射物质的性质，所用射线的能量，核素的反应截面以及半衰期。应截面以及半衰期。一般辐射源的能量小于一般辐射源的能量小于10Mev，就不会产生，就不会产生感生放射性，目前在食品辐射源中只有感生放射性，目前在食品辐射源中只有60Co符符合要求。合要求。20世纪世纪90年头，世界卫生组织结论：课本年头，世界卫生组织结论：课本300页页 辐照食品的管理法规，课本辐照食品的管理法规，课本301页。页。思索题思索题l什么是放射性同位素、放射性衰变、半衰期？什么是放射性同位素、放射性衰变、半衰期？l放射线主要有几种，其性质如何？放射线主要有几种，其性质如何？l影响辐射杀菌的因素有哪些？影响辐射杀菌的因素有哪些？l辐射保藏的化学效应及生物效应是什么？辐射保藏的化学效应及生物效应是什么？