食品保藏第五六七优秀PPT.ppt

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1、第五章第五章 食品辐射保藏食品辐射保藏l概述概述l辐射加工：辐射加工：l是利用电离辐射（主要钴是利用电离辐射（主要钴-60-60射线和电子射线和电子加速器产生的电子束）与物质相互作用的加速器产生的电子束）与物质相互作用的物理、化学和生物效应，对物质或材料进物理、化学和生物效应，对物质或材料进行加工处理的过程。行加工处理的过程。l食品辐射保藏：食品辐射保藏：l是利用原子能射线的辐射能对簇新肉类、是利用原子能射线的辐射能对簇新肉类、水产、蛋及其制品，粮食、水果、蔬菜、水产、蛋及其制品，粮食、水果、蔬菜、调味料、饮料及其它加工产品进行杀菌、调味料、饮料及其它加工产品进行杀菌、杀虫，抑制发芽，延迟后熟

2、等处理。杀虫，抑制发芽，延迟后熟等处理。1l食品辐射保藏优点：食品辐射保藏优点：l最最大大限限度度削削减减食食品品损损失失，使使它它在在确确定定期期限限不不发发芽芽、不不腐腐败败变变质质、不不发发生生品品质质和和风风味味的变更的变更l辐射加工是种高效加工手段辐射加工是种高效加工手段l穿透性强穿透性强l可常温下进行可常温下进行l节能节能l无残毒无残毒l易限制易限制l目前辐射加工技术已渗透于多行业目前辐射加工技术已渗透于多行业2l辐射保藏与其他方法比较的优点：辐射保藏与其他方法比较的优点：l与化学药物保藏比较，无化学物质残留与化学药物保藏比较，无化学物质残留l与与热热处处理理保保藏藏比比较较，能能

3、较较好好保保持持食食品品原原有有簇新状态簇新状态l与冷冻保藏相比，节约能源与冷冻保藏相比，节约能源l辐射是种较好的保藏食品的物理方法辐射是种较好的保藏食品的物理方法l不足：不足：l不完全适用全部食品，有选择性不完全适用全部食品，有选择性3国内外发展简况国内外发展简况辐射技术加工食品在辐射技术加工食品在2020世纪世纪4040年头起先，年头起先，5050年头美国年头美国等加强探讨，等加强探讨，7070年头证明辐照食品的卫生平安性，年头证明辐照食品的卫生平安性，8080年头各国建立规程、法规、标准年头各国建立规程、法规、标准19801980年年FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO辐照食

4、品平安联合专家委员会结辐照食品平安联合专家委员会结论：辐照食品总平均剂量论：辐照食品总平均剂量1000krad1000krad以下不须要做毒理以下不须要做毒理学试验，无特殊养分和微生物学问题学试验，无特殊养分和微生物学问题19841984年，代表年，代表130130多个国家食品法典委员会（多个国家食品法典委员会（CACCAC）向）向成员国建议辐照食品成员国建议辐照食品CACCAC标准及设施举荐规程标准及设施举荐规程迄今，迄今，4040多国家批准多国家批准100100多种辐照食品。辐照技术大多种辐照食品。辐照技术大规模商业化应用于规模商业化应用于2020世纪世纪9090年头。年头。辐照技术已成熟

5、，但公众接受性、各食品的标准、法辐照技术已成熟，但公众接受性、各食品的标准、法规及检验、辐照设施等问题，辐照食品未被广泛接受。规及检验、辐照设施等问题，辐照食品未被广泛接受。4从健康环境和平安角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧从健康环境和平安角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。乙烷越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。19971997年蒙特利尔公约会议确定发达国家在年蒙特利尔公约会议确定发达国家在20052005年前、年前、发展中国家在发展中国家在20152015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出。品辐照的替代作用更突出。

6、食源性疾病近年在美国、日本等地多有发生，沙门食源性疾病近年在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特菌、弧菌等所致疾病与辐照食品近年发展亲密相关。菌等所致疾病与辐照食品近年发展亲密相关。如如19971997年美国年美国25002500万磅牛肉受大肠杆菌万磅牛肉受大肠杆菌O157O157：H7H7的的污染，污染，9 9万人致病，万人致病，2525人死亡，导致美国历史上最大人死亡，导致美国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约一次冻汉堡包的回收（约1 1万吨）。此事干脆导致了万吨）。此事干脆导致了19971997年年1212月美国月美

7、国FDAFDA批准了红肉辐照。批准了红肉辐照。5我国辐射加工食品产业化发展很快我国辐射加工食品产业化发展很快1984-19941984-1994年共批准年共批准1818种辐照食品种辐照食品19961996年又正式颁布年又正式颁布“辐照食品卫生管理方辐照食品卫生管理方法法”19971997年公布年公布“辐照食品类别卫生标准辐照食品类别卫生标准”，激励对进口食物、食品原料及国内激励对进口食物、食品原料及国内6 6大类食大类食品进行辐照处理品进行辐照处理6其次节其次节 辐射基本原理辐射基本原理一、辐射类型一、辐射类型辐射是能量传递的一种方式辐射是能量传递的一种方式在电磁波谱中，依据能量相应的大小可将

8、在电磁波谱中，依据能量相应的大小可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、见、紫外线、X X射线和射线和射线。射线。7 频率 波长=C=C/低频辐射区1018HzE能量无线电波 微波红外可见紫外X射线和射线105Hz 1010 1015 1018 10203km 3cm 3m 3nm 0.3nm410-10 ev 410-5 410-3 4 4102 4k 4M 8l低频辐射线（非电离辐射）：低频辐射线（非电离辐射）：波长较长、能量小（频率低），仅能使物质波长较长、能量小（频率低），仅能使物质分子产生转动或振动而产生热，也可起到加分子产生转动或振动而产

9、生热，也可起到加热杀菌作用。热杀菌作用。l高频辐射线（电离辐射）：高频辐射线（电离辐射）：频率较高、能量大，如频率较高、能量大，如X-X-，-射线，可使射线，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用（冷杀菌）。菌作用（冷杀菌）。9二、二、-、-、-、X-X-射线射线1.1.放射性同位素放射性同位素当原子序数在当原子序数在8484以上，原子核是不稳定的，以上，原子核是不稳定的，能以确定的速率放出射线，由这种原子组能以确定的速率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。成的元素称为放射性同位素。自然界中有自然的不稳定同位素，但还有自然界中有自然的

10、不稳定同位素，但还有一些不稳定同位素是运用原子反应堆及粒一些不稳定同位素是运用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的。子加速器等人工制造的。10（1 1）-射线：当同位素中，（中子：质子）射线：当同位素中，（中子：质子）n n：p+1.5:1,p+1.5:1,从原子核中放射出带从原子核中放射出带2p+2p+和和2n2n的带正的带正电高速粒子流（氦核）电高速粒子流（氦核）称为称为-射线。射线。（2 2）-射线：当核内中子数和质子数不等时，射线：当核内中子数和质子数不等时，若某一中子释放出能量转变成质子（若某一中子释放出能量转变成质子（np+)np+)np+-(np+-(带负电的高速电子带负电的高速电

11、子)；若核内；若核内p+np+n时时(这种状况一般指在加速器中这种状况一般指在加速器中)，p+1.02Mevn+p+1.02Mevn+（带正电荷的高速电子）（带正电荷的高速电子）-和和+-+-粒子是带正电荷和负电荷粒子是带正电荷和负电荷的高速电子的高速电子11（3 3）X-X-射线射线 若核内质子从外层电子云中的若核内质子从外层电子云中的K K层捕获电子，转变层捕获电子，转变成中子，成中子，p+e-n p+e-n当当K K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，高能层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，高能态（外层）电子会捕获进去，释放出能量态（外层）电子会捕获进去，释放出能量X-X-射射线。线。所

12、以，所以，X-X-射线指原子核外电子所放出的能量。射线指原子核外电子所放出的能量。（4 4）-射线射线 当原子核在放射了当原子核在放射了-和和-射线或射线或k-k-捕获后，核捕获后，核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回到基态时，原子就发出光子流到基态时，原子就发出光子流-射线射线 （即（即不带电荷粒子流）。不带电荷粒子流）。以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生电离作用的实力和不同穿透程度的实力。生电离作用的实力和不同穿透程度的实力。12l-射线：相对质量较大，电离实力大，穿透实射线：相对质量

13、较大，电离实力大，穿透实力小力小l-射线：为射线：为-射线质量的几千分之一，点电射线质量的几千分之一，点电量为其一半，穿透实力比量为其一半，穿透实力比-射线大。射线大。l-射线：电离实力比射线：电离实力比-、-射线小，穿透实射线小，穿透实力比二者大。力比二者大。lX-X-射线：电离实力小，穿透实力强。射线：电离实力小，穿透实力强。132.2.放射性衰变放射性衰变l每个放射性同位素放出射线后，就转变成另每个放射性同位素放出射线后，就转变成另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同位一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同位素，原子核转变过程称为放射性衰变。素，原子核转变过程称为放射性衰变。l若放射性强度

14、因衰变而降低到原来的一半所若放射性强度因衰变而降低到原来的一半所须要的时间称为半衰期。须要的时间称为半衰期。14三、辐射用单位三、辐射用单位 15四、辐射源四、辐射源l人工放射性同位素人工放射性同位素,如如6060CoCol电子加速器电子加速器16 第三节第三节 食品辐射技术的化学与生物学效应食品辐射技术的化学与生物学效应一、辐射化学效应一、辐射化学效应电离辐射使食品产生各种粒子、离子和质子电离辐射使食品产生各种粒子、离子和质子的基本的基本过程有两个：过程有两个：初级辐射初级辐射:使物质形成离子、激发态分子或分使物质形成离子、激发态分子或分子碎片。子碎片。次级辐射次级辐射:使初级辐射的产物相互

15、作用，生成使初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。与原始物质不同的化合物。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件，而次级辐射与温度等其它条件有关。度等其它条件有关。17l氧气：经辐射能导致臭氧的形成氧气：经辐射能导致臭氧的形成l氮气和氧气混合后经辐射能形成氮的氧化物，溶于水可氮气和氧气混合后经辐射能形成氮的氧化物，溶于水可成硝酸等化合物成硝酸等化合物l水：对辐射敏感，水分子首先被激活，然后由活化的水水：对辐射敏感，水分子首先被激活，然后由活化的水分子和食品中的其他成分发生反应分子和食品中的其他成分发生反应l在稀溶液或含水食品中，大多因水的辐射而产生间接效在稀

16、溶液或含水食品中，大多因水的辐射而产生间接效应，进行氧化还原反应应，进行氧化还原反应l氨基酸与蛋白质：氨基酸与蛋白质：l干燥状态氨基酸：主要反应是脱氨基作用而产生氨干燥状态氨基酸：主要反应是脱氨基作用而产生氨l水溶液时：可能形成有胺类、水溶液时：可能形成有胺类、CO2CO2、脂类及其它酸类、脂类及其它酸类l蛋白质：吸取能量最初破坏了键而形成氨基酸蛋白质：吸取能量最初破坏了键而形成氨基酸l蛋白质有变性现象蛋白质有变性现象l蛋白质的溶解度，溶液粘度，蛋白质的电泳性及吸取光蛋白质的溶解度，溶液粘度，蛋白质的电泳性及吸取光谱等都有变更谱等都有变更18l酶：酶：l对辐射反应与蛋白质相像，有变性作用对辐射

17、反应与蛋白质相像，有变性作用l纯酶稀溶液对辐射很敏感，增加浓度必需增加辐纯酶稀溶液对辐射很敏感，增加浓度必需增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果射剂量才能产生同样的钝化效果l酶对辐射敏感性因其它物质的伴生存在而减弱酶对辐射敏感性因其它物质的伴生存在而减弱l受外界条件变更的影响，如提高温度，增加酶稀受外界条件变更的影响，如提高温度，增加酶稀释液的敏感性释液的敏感性l酶会因酶会因-SH-SH基团的存在而增加它对辐射的敏感性基团的存在而增加它对辐射的敏感性l介质介质pHpH值及含氧量对有些酶起很大作用，如辐射值及含氧量对有些酶起很大作用，如辐射干燥胰蛋白酶，有氧状态极易钝化并可能有过氧干燥胰蛋白酶，有

18、氧状态极易钝化并可能有过氧化物形成化物形成l在困难食品体系中酶简洁被爱护，钝化时就需增在困难食品体系中酶简洁被爱护，钝化时就需增大辐射剂量大辐射剂量19l糖类糖类l稀释的单糖溶液也有初级和次级的辐射效应稀释的单糖溶液也有初级和次级的辐射效应l氧化作用和裂解反应的产物主要视单糖的性质，氧化作用和裂解反应的产物主要视单糖的性质，如葡萄糖辐射后产生葡萄糖醛酸，葡萄糖酸，如葡萄糖辐射后产生葡萄糖醛酸，葡萄糖酸，葡萄糖二酸，乙二醛，甲醛和二羟丙酮葡萄糖二酸，乙二醛，甲醛和二羟丙酮l低聚糖可成为单糖，最终产物与单糖辐射相同低聚糖可成为单糖，最终产物与单糖辐射相同l多聚糖的辐射如淀粉、纤维素可被降解成葡萄多

19、聚糖的辐射如淀粉、纤维素可被降解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等糖、麦芽糖、糊精等l植物组织中果胶质也有解聚现象植物组织中果胶质也有解聚现象l动物组织中糖原也会因辐射而断裂成小分子动物组织中糖原也会因辐射而断裂成小分子20l脂类脂类l辐射主要作用是脂肪酸长链中辐射主要作用是脂肪酸长链中c-cc-c键外断裂产键外断裂产生正烷类生正烷类l由于次级反应可生成正烯类由于次级反应可生成正烯类l在有氧存在时，由于烷自由基的反应而形成在有氧存在时，由于烷自由基的反应而形成过氧化物及氢过氧化物过氧化物及氢过氧化物l此反应与常规脂类的自动氧化过程相像，最此反应与常规脂类的自动氧化过程相像，最终导致产生醛、酮终导致产生醛

20、、酮21l维生素维生素l维生素是食品中重要的微量养分物质，很多保藏维生素是食品中重要的微量养分物质，很多保藏食品的加工过程中造成维生素损失食品的加工过程中造成维生素损失l纯维生素溶液对辐射很敏感，若在食品中因与其纯维生素溶液对辐射很敏感，若在食品中因与其它物质复合存在，敏感性降低它物质复合存在，敏感性降低l水溶性维生素中以维生素水溶性维生素中以维生素C C的辐射敏感性最强，的辐射敏感性最强，可以与水辐射分解出的自由基发生反应可以与水辐射分解出的自由基发生反应l在冷冻状态下可爱护维生素在冷冻状态下可爱护维生素C C，是因水分子的自，是因水分子的自由基流淌性较小由基流淌性较小l其它水溶性维生素其它

21、水溶性维生素B1B1、B2B2、泛酸，、泛酸，B6B6，叶酸对辐，叶酸对辐射较敏感，射较敏感，B5B5不敏感不敏感l脂溶性维生素对辐射敏感，尤其维生素脂溶性维生素对辐射敏感，尤其维生素E E、K K更敏更敏感感22二、食品辐射的生物学效应二、食品辐射的生物学效应l生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、昆虫、生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、昆虫、寄生虫、植物等的影响寄生虫、植物等的影响l这些影响是由于生物体内的化学变更造成的。这些影响是由于生物体内的化学变更造成的。l对某些物质的辐射效应可分干脆和间接的对某些物质的辐射效应可分干脆和间接的l有机体含水分而产生间接效应是辐射反应重要部分，

22、有机体含水分而产生间接效应是辐射反应重要部分，在干燥和冷冻组织中很少有这种间接效应在干燥和冷冻组织中很少有这种间接效应l辐射不会产生特殊毒素，但某些机体组织中有时发辐射不会产生特殊毒素，但某些机体组织中有时发觉带有毒性的不正常的代谢产物觉带有毒性的不正常的代谢产物l辐射对活体组织的损伤主要是有关代谢反应，视其辐射对活体组织的损伤主要是有关代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的复原实力而异，还取决所机体组织受辐射损伤后的复原实力而异，还取决所用辐射总剂量的大小用辐射总剂量的大小23（一）微生物（一）微生物1.1.辐射对微生物的作用辐射对微生物的作用（1 1）干脆效应：指微生物接受辐射后本身发生的）

23、干脆效应：指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。反应，可使微生物死亡。细胞内蛋白质、细胞内蛋白质、DNADNA受损，即受损，即DNADNA分子碱基发生分解分子碱基发生分解或氢键断裂等，因或氢键断裂等，因DNADNA分子本身受损伤而致使细分子本身受损伤而致使细胞死亡胞死亡干脆击中学说。干脆击中学说。B.B.细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，分子细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，分子断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功能紊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，使微乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，使微生物死亡。生物死亡。24（2 2）间接效应

24、）间接效应l来自被激活的水分子或电离的游离基来自被激活的水分子或电离的游离基l当水分子被激活和电离后，成为游离基，当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原作用，这些激活的水分别子就起氧化还原作用，这些激活的水分别子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而与微生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。使细胞生理机能受到影响。252.2.微生物对辐射的敏感性微生物对辐射的敏感性 为表示某微生物对辐射的敏感性，通常以每杀死为表示某微生物对辐射的敏感性，通常以每杀死90%90%微生物所须要的拉德数来表示，即残存微生物下微生物所须要的拉德数来表示，即残存微生物下降到原数的降到原数的10

25、%10%所需剂量，并用所需剂量，并用D10D10值表示：值表示：N D N D lg =-lg =-N0 D10 N0 D10 其中：其中：N0 N0表示最初的微生物数表示最初的微生物数 N N表示运用表示运用D D剂量后残留的微生物数剂量后残留的微生物数 D D表示初期剂量表示初期剂量 D10 D10表示微生物残存数减到原数的表示微生物残存数减到原数的10%10%时的剂时的剂量量26不同微生物的辐射敏感性不同微生物的辐射敏感性微生物微生物环境环境辐射辐射D D1010(Krad)(Krad)加热加热121 121 肉毒杆菌肉毒杆菌A A型型磷酸缓冲液磷酸缓冲液2412416-12s6-12s

26、罐装鸡肉罐装鸡肉311311罐装咸肉罐装咸肉189 189 嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌缓冲液缓冲液10010040-50 min40-50 min大肠杆菌大肠杆菌肉汤肉汤10201020金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌干燥状态干燥状态6565肉汤肉汤101027微生物对辐射的敏感性微生物对辐射的敏感性l一般来说一般来说lG G-G G+酵母酵母 霉菌霉菌(敏感度敏感度)G G-：革兰氏阴性菌：革兰氏阴性菌G G+：革兰氏阳性菌：革兰氏阳性菌28（二）病毒（二）病毒l通常运用高达通常运用高达3000Krad3000Krad剂量才能抑制。剂量才能抑制。l运用剂量过高对簇新食品的质量有影响运用剂量

27、过高对簇新食品的质量有影响l接受加热与辐射并用方法，可降低剂量达到接受加热与辐射并用方法，可降低剂量达到使病毒活动抑制的目的使病毒活动抑制的目的29（三）昆虫（三）昆虫l辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应亲密相关辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应亲密相关l对昆虫细胞，辐射敏感性与其生殖活性成正比，与对昆虫细胞，辐射敏感性与其生殖活性成正比，与其分化程度成反比。其分化程度成反比。l处幼虫期的昆虫对辐射较敏感，成虫细胞对射线的处幼虫期的昆虫对辐射较敏感，成虫细胞对射线的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死敏感性较小，高剂量才能使成虫致死l但成虫的性腺细胞对辐射敏感。因此，低剂量可造但成虫的性腺细胞对辐

28、射敏感。因此，低剂量可造成绝育或引起遗传上紊乱。成绝育或引起遗传上紊乱。l辐射对昆虫损伤作用：辐射对昆虫损伤作用：l致死，致死，“击倒击倒”（貌似死亡，随后复原），寿命缩（貌似死亡，随后复原），寿命缩短、推迟换羽，不育、削减卵的孵化、延迟发育、短、推迟换羽，不育、削减卵的孵化、延迟发育、削减进食量和抑制呼吸削减进食量和抑制呼吸l这些作用都是在确定剂量水平下发生的这些作用都是在确定剂量水平下发生的l而在其它剂量下，甚至可能出现相反的效应，如延而在其它剂量下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。30l成年前的昆虫经辐射可产

29、生不育；成年前的昆虫经辐射可产生不育；l辐照过卵可发育成幼虫，不能发育成蛹；辐照过卵可发育成幼虫，不能发育成蛹；l照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不育；l用用13-25Krad13-25Krad照射可使卵和幼虫有确定的发育照射可使卵和幼虫有确定的发育实力，但能阻挡它们发育到成虫阶段；实力，但能阻挡它们发育到成虫阶段；l用用40-100Krad40-100Krad剂量，能阻挡全部卵和幼虫、蛹剂量，能阻挡全部卵和幼虫、蛹发育到下一阶段；发育到下一阶段；l甲虫成虫不育须要甲虫成虫不育须要13-25Krad13-25Krad，蛾须要，蛾须要45-45-100Krad100

30、Krad才行；才行；l螨需用螨需用25-45Krad25-45Krad剂量才能达到不育，剂量才能达到不育，3000-3000-5000Krad5000Krad才能致死。才能致死。31（四）寄生虫（四）寄生虫l辐射可使寄生虫不育或死亡辐射可使寄生虫不育或死亡l猪肉内旋毛虫，猪肉内旋毛虫，不育剂量，不育剂量，12Krad12Krad，死亡，死亡750Krad750Kradl牛肉绦虫，牛肉绦虫，致死致死300-500Krad300-500Krad32（五）植物（五）植物l水果：水果：l对有呼吸变换期的水果，其呼吸率达最小值时对有呼吸变换期的水果，其呼吸率达最小值时是辐射处理的关键时刻是辐射处理的关键

31、时刻l此时辐射能抑制其后熟期此时辐射能抑制其后熟期l主要变更体内乙烯生产率而影响其生理活动。主要变更体内乙烯生产率而影响其生理活动。l辐射能使化学成分发生变更，如维生素辐射能使化学成分发生变更，如维生素C C的破的破坏、原果胶变成果胶质及果胶酸盐、纤维素坏、原果胶变成果胶质及果胶酸盐、纤维素及淀粉的降解、某些酸的破坏及色素变更等。及淀粉的降解、某些酸的破坏及色素变更等。33l蔬菜蔬菜l辐射影响簇新蔬菜的代谢反应，效果与剂量有关。辐射影响簇新蔬菜的代谢反应，效果与剂量有关。l辐射变更蔬菜呼吸率，防止老化，改变更学成分。辐射变更蔬菜呼吸率，防止老化，改变更学成分。l根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制

32、发芽，在光根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐烂。照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐烂。l对蘑菇可防止开伞延迟后熟。对蘑菇可防止开伞延迟后熟。34本节思索题本节思索题1.1.辐射有哪些化学效应及生物学效应？辐射有哪些化学效应及生物学效应？2.2.辐射保藏食品的原理辐射保藏食品的原理(从辐射效应对微生从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬等影响角度回答物、酶、病虫害、果蔬等影响角度回答)。35第四节第四节 辐射在食品保藏和加工中辐射在食品保藏和加工中的应用及其卫生平安性的应用及其卫生平安性一、辐射保藏的三种形式一、辐射保藏的三种形式1.1.辐射阿氏灭菌辐射阿

33、氏灭菌所运用的辐射剂量可以使食品的微生物削减到零或有所运用的辐射剂量可以使食品的微生物削减到零或有限个数，食品在任何条件下贮藏限个数，食品在任何条件下贮藏剂量：剂量：15Mrad15Mrad2.2.辐射巴氏灭菌辐射巴氏灭菌所运用的辐射剂量使在食品中检测不出特定的无芽孢所运用的辐射剂量使在食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌（如沙门氏菌）的致病菌（如沙门氏菌）剂量：剂量：0.51Mrad0.51Mrad3.3.辐射耐储杀菌辐射耐储杀菌这种辐射处理只降低其腐败菌数，并延长簇新食品的这种辐射处理只降低其腐败菌数，并延长簇新食品的后熟期及保藏期。后熟期及保藏期。剂量：剂量：0.5Mrad0.5Mrad以

34、下以下36二、现有的一些商业化应用二、现有的一些商业化应用1.1.肉禽类肉禽类高剂量处理高剂量处理能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌株，对低盐、能破坏抗辐射性强的肉毒梭状芽孢杆菌菌株，对低盐、无酸的肉类需用无酸的肉类需用4.5Mrad4.5Mrad产品必需密封包装，防止辐射后再受微生物污染产品必需密封包装，防止辐射后再受微生物污染为抑制酶的活性，在辐射处理前先加热至为抑制酶的活性，在辐射处理前先加热至7070效果最效果最好好高剂量辐射处理睬使产品产生异味，随肉类的品种不高剂量辐射处理睬使产品产生异味，随肉类的品种不同而异，牛肉产生的异味最强同而异，牛肉产生的异味最强低剂量处理低剂量处理只杀灭

35、腐败微生物，保持短期运输中的产品质量，并只杀灭腐败微生物，保持短期运输中的产品质量，并可以延长其市售期可以延长其市售期372.2.水产品水产品高剂量处理与肉同高剂量处理与肉同低剂量的目的是为了延长簇新品的贮藏期低剂量的目的是为了延长簇新品的贮藏期常用辐射与常用辐射与33左右冷藏结合的方法，在左右冷藏结合的方法，在33左右可防左右可防止带芽孢的菌株产生毒素止带芽孢的菌株产生毒素剂量：剂量：300Krad300Krad3 3、蛋类、蛋类巴氏杀菌剂量，为了杀灭其中的沙门氏菌巴氏杀菌剂量，为了杀灭其中的沙门氏菌蛋白质受到辐射降解而使蛋液粘度降低蛋白质受到辐射降解而使蛋液粘度降低蛋液及冰冻蛋液用蛋液及冰

36、冻蛋液用-及及-射线，灭菌效果良好射线，灭菌效果良好带壳鲜蛋可用带壳鲜蛋可用-射线，射线，剂量剂量1Mrad1Mrad高剂量的辐射会使其带有高剂量的辐射会使其带有H2SH2S等异味等异味384 4、果蔬制品、果蔬制品目的：目的：防止微生物腐败作用防止微生物腐败作用限制害虫感染及扩散限制害虫感染及扩散延缓后熟期，防止老化延缓后熟期，防止老化水果：杀灭霉菌水果：杀灭霉菌生命活动较短的如草莓用较小的剂量即可停止其生生命活动较短的如草莓用较小的剂量即可停止其生理作用理作用耐储期较长的水果如柑桔要完全限制霉菌的危害，耐储期较长的水果如柑桔要完全限制霉菌的危害，剂量剂量3050Krad3050Krad过高

37、达过高达280Krad280Krad时，皮上会产生锈斑时，皮上会产生锈斑辐射水果抑虫是最有效的方法之一辐射水果抑虫是最有效的方法之一39l延缓水果的后熟期延缓水果的后熟期l香蕉等热带水果特别有效，绿色香蕉低于香蕉等热带水果特别有效，绿色香蕉低于50Krad50Krad即可，木瓜即可，木瓜200Krad200Krad，一般，一般100150Krad100150Krad，VcVc损失损失10%10%l抑制发芽，延缓新陈代谢抑制发芽，延缓新陈代谢l最明显的是土豆、洋葱、大蒜、萝卜，常温贮最明显的是土豆、洋葱、大蒜、萝卜，常温贮藏可延长一年以上藏可延长一年以上l土豆土豆8Krad8Krad，洋葱，洋葱

38、4Krad4Kradl蘑菇延长开伞十几天蘑菇延长开伞十几天l5 5、谷物及其制品：限制虫害及其扩散、谷物及其制品：限制虫害及其扩散l昆虫：分为蛾、螨、甲虫昆虫：分为蛾、螨、甲虫l马上致死：马上致死：300500 Krad300500 Kradl几天内死亡：几天内死亡：100 Krad100 Kradl不育：不育：1020 Krad1020 Krad40l霉菌霉菌剂量：剂量：200400 200400 KradKrad175 Krad175 Krad辐射面粉，能在辐射面粉，能在2424保存一年以上保存一年以上大米可用大米可用500 500 KradKrad灭霉灭霉l包装包装目的：是食品与环境隔绝

39、目的：是食品与环境隔绝材料：玻璃纸，人造纤维，聚乙烯膜，聚氯材料：玻璃纸，人造纤维，聚乙烯膜，聚氯乙烯膜，尼龙，玻璃容器及金属罐乙烯膜，尼龙，玻璃容器及金属罐41三、卫生平安性三、卫生平安性1.1.有关诱惑放射性有关诱惑放射性 一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递给元素中的一些原子核，在确定条件下会传递给元素中的一些原子核，在确定条件下会造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，由造成激发反应，引起这些原子核的不稳定，由此而放射出中子并产生此而放射出中子并产生-辐射，这种电离辐射辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由电离辐射诱发出来的）使物质产生放

40、射性（是由电离辐射诱发出来的）诱惑放射性。诱惑放射性。诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及所运用的射线能量，若射线能量很高，超以及所运用的射线能量，若射线能量很高，超过某元素的核反应能阈，则该元素会产生放射过某元素的核反应能阈，则该元素会产生放射性。性。42l食品中的基本元素，氮、氢、氧食品中的基本元素，氮、氢、氧l14N 10.5Mev-14N 10.5Mev-射线射线 会产生放射性会产生放射性l16O 15.5Mev-16O 15.5Mev-射线射线 会产生放射性会产生放射性l12C 18.8Mev-12C 18.8Mev-射线射线 会产生放

41、射性会产生放射性l大部分元素核反应能阈都在大部分元素核反应能阈都在10Mev10Mev以上，以上，目前在食品中允许运用的辐射源只有目前在食品中允许运用的辐射源只有60Co60Co，（，（1=1.171=1.17MevMev，2=2=1.33Mev1.33Mev）能量）能量10Mev,蔗糖蔗糖 饴糖中的糊精饴糖中的糊精（5.215.21：3.83.8：1.001.00）扩散系数随温度上升而增大，扩散速度随之显著增大扩散系数随温度上升而增大，扩散速度随之显著增大温度每增加温度每增加1 1，各种物质在水溶液中的扩散系数平均，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加增加2.6%2.6%（2 23.5%3.

42、5%）扩散总是从高浓度向低浓度扩散，浓度差越大，扩散扩散总是从高浓度向低浓度扩散，浓度差越大，扩散速度增加越快速度增加越快溶液浓度增加，粘度增加，扩散系数降低溶液浓度增加，粘度增加，扩散系数降低增加浓度差增加扩散速度，但粘度增加仍会对扩散速增加浓度差增加扩散速度，但粘度增加仍会对扩散速度产生不利影响，这一点不能忽视度产生不利影响，这一点不能忽视56从扩散方程可看出，扩散速度的影响因素从扩散方程可看出，扩散速度的影响因素:l扩散系数扩散系数 D NA（扩散速度）（扩散速度）l溶质总浓度溶质总浓度 C NA lX（截面间的距离）（截面间的距离）X NA l溶质浓度差溶质浓度差 NA D（浓度增加）

43、（浓度增加）57(二二)渗透渗透（上述扩散方程的另一个方面，溶剂行为）（上述扩散方程的另一个方面，溶剂行为）1 1、渗透现象实质上与扩散现象颇为相像，严格、渗透现象实质上与扩散现象颇为相像，严格地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高浓度扩散的过程高浓度扩散的过程2 2、半透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质通过、半透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜的膜比如细胞膜，事实上，半透膜对钠、氯、小分比如细胞膜，事实上，半透膜对钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，由于原生质内电阻较高，而阻挡了电解质的渗

44、由于原生质内电阻较高，而阻挡了电解质的渗透进入。透进入。583 3、全部细胞（活的和死的）都能渗水，这是在渗、全部细胞（活的和死的）都能渗水，这是在渗透压差的影响下发生的现象透压差的影响下发生的现象在渗透压差的影响下，电解质液能渗透，但与水在渗透压差的影响下，电解质液能渗透，但与水相比通过细胞膜的速度比较缓慢相比通过细胞膜的速度比较缓慢4 4、细胞进入食盐和糖溶液中，细胞内呈胶状溶液、细胞进入食盐和糖溶液中，细胞内呈胶状溶液的蛋白质不会溶出（因为半透膜不能允许分子的蛋白质不会溶出（因为半透膜不能允许分子很大的物质外渗）很大的物质外渗）腌制时电解质不仅会向已死亡的动植物组织细胞腌制时电解质不仅会

45、向已死亡的动植物组织细胞内渗透，同时也向微生物细胞内渗透内渗透，同时也向微生物细胞内渗透因而腌制不仅能阻挡微生物利用食品的养分物质，因而腌制不仅能阻挡微生物利用食品的养分物质，而且在遭遇电解质渗入后生长活动也会受到抑而且在遭遇电解质渗入后生长活动也会受到抑制制595 5、渗透压：是溶质而不是溶液的影响下才形成的、渗透压：是溶质而不是溶液的影响下才形成的纯溶剂液面上承受液柱的压力（纯溶剂液面上承受液柱的压力（P P）P=9.81 h(N/m2)P=9.81 h(N/m2)h:h:溶液的液柱高度（溶液的液柱高度（m m）:溶液的密度（溶液的密度（Kg/m3)Kg/m3)溶液浓度越高，密度越大，液柱

46、越高，液面上所受的溶液浓度越高，密度越大，液柱越高，液面上所受的压力越大压力越大若在液柱内的液面上施加和溶液渗透时所形成的液柱若在液柱内的液面上施加和溶液渗透时所形成的液柱相同压力，则原来内渗溶剂不断外渗，直至形成液相同压力，则原来内渗溶剂不断外渗，直至形成液柱消逝，还阻挡了纯溶剂再通过半渗透膜内渗，此柱消逝，还阻挡了纯溶剂再通过半渗透膜内渗，此时所施加的压力就是渗透压时所施加的压力就是渗透压渗透压的大小取决于溶液溶质的浓度，与溶液的数量渗透压的大小取决于溶液溶质的浓度，与溶液的数量无关无关607 7、依据、依据Vant hoffVant hoff定律定律溶液的渗透压和志向气体的性质是完全相溶

47、液的渗透压和志向气体的性质是完全相像的。像的。lVant hoffVant hoff方程方程l 1RTC 1RTCl P0=P0=l 100M2 100M2lP0 P0 渗透压（渗透压（KN/m2KN/m2）,lCC溶液的浓度溶液的浓度,Kg/Kg,Kg/Kg溶剂中溶质的千克数之比溶剂中溶质的千克数之比l1 1 溶液密度（等于质量除以容积）（溶液密度（等于质量除以容积）（Kg/m3Kg/m3）,l T T 确定温度（确定温度（K K）lR R 气体常数气体常数 8.2910-3 Nm/molK,8.2910-3 Nm/molK,lM2 M2 溶质分子量溶质分子量618 8、腌制速度、腌制速度腌

48、制速度取决于渗透压腌制速度取决于渗透压渗透压和温度及浓度成正比渗透压和温度及浓度成正比为加速腌制过程，应尽可能在高温顺为加速腌制过程，应尽可能在高温顺高浓度溶液条件下进行高浓度溶液条件下进行但盐腌若用高温，则原料在尚未腌透但盐腌若用高温，则原料在尚未腌透前常已出现腐败迹象，因此腌盐时前常已出现腐败迹象，因此腌盐时以接受低温（低于以接受低温（低于10 10）为宜，有）为宜，有时温度可低达时温度可低达2 244左右左右62渗透压和溶质分子量及其浓度有确定关系渗透压和溶质分子量及其浓度有确定关系溶质分子量越大，需用溶质重量也越大溶质分子量越大，需用溶质重量也越大若溶质能离解为离子，能提高渗透压，用若

49、溶质能离解为离子，能提高渗透压，用量可削减量可削减如选用分子量低的并在溶液中能离解成离如选用分子量低的并在溶液中能离解成离子的食盐时，当其浓度为子的食盐时，当其浓度为101015%15%，就能建，就能建立起立起303.2303.2606.5KN/m2(606.5KN/m2(或或3 36 6个大气压）个大气压）相当的渗透压相当的渗透压632.2.影响渗透压的因素影响渗透压的因素l温度上升，渗透压上升，温度上升，渗透压上升，l溶质摩尔浓度上升，渗透压上升溶质摩尔浓度上升，渗透压上升l相同质量下，溶质分子量增大，渗透压下降相同质量下，溶质分子量增大，渗透压下降l溶质解离系数大，渗透压大溶质解离系数大

50、，渗透压大64三、生物组织的扩散和渗透现象三、生物组织的扩散和渗透现象l生物组织包括微生物、动植物组织，它们在生物组织包括微生物、动植物组织，它们在腌制过程中都存在着腌制过程中都存在着扩散扩散和和渗透渗透作用。作用。65（一）微生物细胞（一）微生物细胞l微生物细胞是有细胞壁爱护和原生质膜包围的胶体微生物细胞是有细胞壁爱护和原生质膜包围的胶体状原生质浆体状原生质浆体l分两层：外层含有脂多糖和蛋白质；内层主要为粘分两层：外层含有脂多糖和蛋白质；内层主要为粘肽层即有糖和氨基酸组成，位于细胞内侧，把细胞肽层即有糖和氨基酸组成，位于细胞内侧，把细胞浆包在里面。浆包在里面。l细胞壁由平行的双层磷脂构成，中