食品加工新技术 (2)幻灯片.ppt
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1、食品加工新技术第1页,共49页,编辑于2022年,星期三 食品加工新技术领域食品加工新技术领域1 1、生物技术(基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等)生物技术(基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等)2 2、新型分离技术新型分离技术(超临界流体萃取技术、超临界流体萃取技术、膜分离技术膜分离技术、反渗透技术等、反渗透技术等)3 3、新型杀菌技术新型杀菌技术(冷杀菌、冷杀菌、超高压杀菌超高压杀菌、微波杀菌等、微波杀菌等)4 4、新型干燥技术新型干燥技术(冷冻干燥、真空干燥和喷雾干燥等冷冻干燥、真空干燥和喷雾干燥等)5 5、高效制汁与浓缩技术(酶技术、低温多效浓缩技术)高效制汁与浓缩技术(酶技
2、术、低温多效浓缩技术)6 6、超微粉碎技术超微粉碎技术7 7、速冻技术速冻技术8 8、无菌罐装技术无菌罐装技术9 9、膨化技术膨化技术1010、辐射技术辐射技术1111、微胶囊与缓释技术、微胶囊与缓释技术1212、质构重组与淀粉修饰技术、质构重组与淀粉修饰技术第2页,共49页,编辑于2022年,星期三概念概念 食品的辐射保藏是利用射线照射食品,灭菌、杀虫、抑制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、防腐、延长食品货鲜果蔬的生命活动,从而达到防霉、防腐、延长食品货架期目的的一种食品保藏方法。架期目的的一种食品保藏方法。食品辐射保藏的特点食品辐射保藏的特点
3、n“冷杀菌冷杀菌”;n具有良好的保鲜效果;具有良好的保鲜效果;n辐照处理食品能耗低;辐照处理食品能耗低;n对环境的污染小。对环境的污染小。食品的辐射保藏食品的辐射保藏第3页,共49页,编辑于2022年,星期三美国最早于本世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究,当时主要是用于军事上。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。五十年代初前苏联、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
4、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),先后共有24个国家参加该计划,分工协作进行研究。一、食品辐射保藏的历史发展一、食品辐射保藏的历史发展第4页,共49页,编辑于2022年,星期三食品辐照时,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,除了鲜活食品之外均不存在着生命活动,鲜活食品的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,
5、符合储藏的需要。二、食品辐射保藏的基本原理二、食品辐射保藏的基本原理第5页,共49页,编辑于2022年,星期三第三节第三节 食品的辐照效应食品的辐照效应1、辐射术语与单位、辐射术语与单位(1 1)放射性强度的单位)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,辐射能量德单位是电子伏特(eV),它表示任何带单位电荷的粒子弹其越过1V点位差时所需的能量。(2)(2)照射量及其单位照射量及其单位 照射量(Exposure)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 3)吸收剂量
6、及其单位)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)。第6页,共49页,编辑于2022年,星期三2、食品辐射效应、食品辐射效应(1)食品辐射的物理效应a.g射线和X射线的作用 康普顿散射、康普顿散射、感生放射性感生放射性b.电子射线的作用 电离电离 散射散射 韧性辐照韧性辐照湮没辐射湮没辐射 契论科夫辐射契论科夫辐射第7页,共49页,编辑于2022年,星期三(2)食品辐射的化学效应辐射的化学效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,发生化学变化的物质,除了食品本身及包装材料之外,还有附着在食品表面及内部的微
7、生物、昆虫和寄生虫等生物体。第8页,共49页,编辑于2022年,星期三辐射化学效应的强弱用辐射化学效应的强弱用G值值表示,所谓表示,所谓G值就是介质中值就是介质中每吸收每吸收100eV能量时发生变化的分子数。能量时发生变化的分子数。例如,麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G值为4.0,则表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐射能,就有4个麦芽糖分子发生降解。不同介质的G值可能相差很大,G值大的,辐射引起的化学效应较强烈;G值相同者,吸收剂量大者所引起的化学效应较强烈。例如G值等于3,吸收剂量为1Mrad时,每千克介质发生变化的摩尔数为3.110-6,剂量提高到6Mrad时,则每千克发生变化的摩尔数达1.
8、910-2。第9页,共49页,编辑于2022年,星期三a.水水水辐射的化学效应可概括为:H2O2.7OH+0.55H+2.7e-水化+0.45H2+0.71H2O2+2.7H3O第10页,共49页,编辑于2022年,星期三b.蛋白质和酶蛋白质和酶 蛋白质蛋白质结构破坏结构破坏辐射交联辐射交联辐射降解辐射降解 蛋白质辐照时交联与降解同时发生,而往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,所以降解常被掩盖而不易往是交联大于降解,所以降解常被掩盖而不易觉察。觉察。第11页,共49页,编辑于2022年,星期三酶酶酶的主要组成部分是蛋白质,所以辐射对酶所引起的作用与蛋白质类似,酶中所含的巯基
9、(-SH)由于容易氧化会增大酶对辐射的敏感性,但在复杂的食品体系中,由于其他物质的伴生存在而使酶得以保护,欲使酶钝化需要相当大的辐射剂量。第12页,共49页,编辑于2022年,星期三c.糖类糖类糖类在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物的形成,若干固态糖类的辐解产物见表。第13页,共49页,编辑于2022年,星期三糖辐解产物G值500krad时浓度(10mgkg-1)葡萄糖甲醛0.060.095乙醛丙酮葡糖醛酸0.44.1葡糖酸0.88.25-脱氧葡糖酸0.323果糖甲醛2.54蔗糖甲醛0.160.25果糖葡萄糖甘露糖醇甲醛0.81.26果糖0.565.2表辐射不同固态糖类的主要辐解产
10、物 第14页,共49页,编辑于2022年,星期三d.脂类脂类脂肪和脂肪酸被射线照射时,饱和脂肪饱和脂肪比较稳定,而不不饱和脂肪饱和脂肪容易氧化,出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧有氧存在时,由于会发生自动氧化作用,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。第15页,共49页,编辑于2022年,星期三e.维生素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。第16页,共49页,编辑于2022
11、年,星期三(3)食品辐射的生物学效应a.抑制蔬菜发芽和果实后熟抑制蔬菜发芽和果实后熟 蔬菜中的马铃薯和洋葱,主要是通过控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。第17页,共49页,编辑于2022年,星期三辐射对生物体作用的机理目前尚未十分清楚,但可能与下列原因有关:(1)由于射线的辐照,细胞中的DNA和RNA受到损伤,植物体生长点上的细胞不能发生分裂,所以马铃薯、洋葱等经辐照后不会发芽。(2)食品辐照时,干扰了ATP的合成,使细胞的核酸减少,抑制了植物体的发芽。第18页,共49页,编辑于2022年,星
12、期三(3)植物组织处于休眠状态时,其生长点缺乏植物生长激素或生长激素被钝化,若把经过辐射的马铃薯放入一种生长激素赤霉素酸溶液中,马铃薯就开始发芽。(4)对于具有呼吸高峰的果实,在高峰开始出现前夕,体内乙烯的合成明显增加,从而促进成熟的到来。若在高峰前对果实进行辐照处理,由于干扰了果实体内乙烯的合成,就能够抑制其高峰的出现,延长果实的储藏期。第19页,共49页,编辑于2022年,星期三b.导致微生物和昆虫的死亡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
13、)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。第20页,共49页,编辑于2022年,星期三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。二、食品辐射装置二、食品辐射装置第21页,共49页,编辑于2022年,星期三1.辐射源辐射源 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 60Co辐射源、辐射源、137Ce辐射源辐射源第22页,共49页,编辑于2022年,星期三(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
14、部,只进行表面杀菌。第23页,共49页,编辑于2022年,星期三X射线射线X射线具有高穿透能力,可以用于食品辐射加工。但是由于电子加速器作X射线源效率低,而且能量中包含大量低能部分,难以均匀照射大块样品,故没有得到广泛的应用。第24页,共49页,编辑于2022年,星期三三、食品的辐射剂量三、食品的辐射剂量及辐照食品安全及辐照食品安全1、食品辐射的类型、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、大剂低剂量辐照、中等剂量辐照、大剂量辐照量辐照。第25页,共49页,编辑于2022年,星期三
15、第26页,共49页,编辑于2022年,星期三2.2.食品辐照的卫生与安全食品辐照的卫生与安全o辐照食品的安全性通过以下五个方面研究:o1、食品的辐照剂量o2、食品的包装方法和包装材料o3、辐射化学变化o4、动物或家畜喂养实验o5、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10kGy10kGy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10kGy10kGy剂量辐照过的食品,不会引起特殊的营养或微生物问题。第27页,共49页,编辑于2022年,星期三 FAO、IAEA和WHO联合专家委员会于1980年10月27日至1
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