食品辐射保藏优秀PPT.ppt

《食品辐射保藏优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品辐射保藏优秀PPT.ppt（89页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章食品辐射保藏食品辐射保藏教学目的和要求教学目的和要求驾驭辐射对微生物、食品成份的影响及影驾驭辐射对微生物、食品成份的影响及影响因素；响因素；了解辐射的生物学效应及平安性了解辐射的生物学效应及平安性驾驭食品辐射保藏工艺及留意事项驾驭食品辐射保藏工艺及留意事项重点：重点：辐射保藏食品的优缺点辐射保藏食品的优缺点食品经辐射处理所产生的化学及生物学效应食品经辐射处理所产生的化学及生物学效应食品辐射保藏工艺食品辐射保藏工艺难点：难点：食品经辐射处理所产生的化学及生物学效应食品经辐射处理所产生的化学及生物学效应辐射保藏处理时剂量如何确定辐射保藏处理时剂量如何确定食品辐射保藏是利用射线照射食品，

2、使食品食品辐射保藏是利用射线照射食品，使食品产生一系列生物和生理效应，从而达到防霉、产生一系列生物和生理效应，从而达到防霉、防腐、延长食品货架期的一种食品保藏方法。防腐、延长食品货架期的一种食品保藏方法。第一节第一节概述概述u食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对簇新肉类及食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对簇新肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。延迟后熟等处理。u最大限度的削减食品的

3、损失，使它在确定期限内不发芽、不最大限度的削减食品的损失，使它在确定期限内不发芽、不腐败变质，不发生食品的品质和风味变更，由此可以增加食腐败变质，不发生食品的品质和风味变更，由此可以增加食品的供应量，延长食品的保藏期。品的供应量，延长食品的保藏期。u辐射保藏技术是一门新的技术，比现有保藏技术有其优越性辐射保藏技术是一门新的技术，比现有保藏技术有其优越性的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。品保藏新技术和新方法。一、现有保藏技术的优缺点一、现有保藏技术的优缺点u食品冷冻保藏食品冷冻保藏低温。抑制微生物活动和削

4、减酶活。低温。抑制微生物活动和削减酶活。u优点：能够较好保持簇新食品原有的风味和养分价值；优点：能够较好保持簇新食品原有的风味和养分价值；u缺点：能耗大，需建立冷藏链。缺点：能耗大，需建立冷藏链。u食品罐藏食品罐藏提高温度杀灭微生物和酶。提高温度杀灭微生物和酶。u优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏；优点：绝大部分杀灭微生物，可以长期保藏；u缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。缺点：热对风味组织结构和色泽有影响。u食品干藏食品干藏降低水分活度（降低水分活度（aw），限制微生物和削减酶活。），限制微生物和削减酶活。u优点：简便宜行，重量减轻或体积变小，食品可增香变脆；优点：简便宜行，重量减轻或

5、体积变小，食品可增香变脆；u缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。缺点：自然脱水后的食品难复水，易变色。u化学保藏化学保藏通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。通过外加化学物质抑制微生物及酶等作用。u优点：操作简便易行。优点：操作简便易行。u缺点：化学物质残留。缺点：化学物质残留。二、辐射保藏的优越性（意义、特点）二、辐射保藏的优越性（意义、特点）“冷杀菌冷杀菌”；具有良好的保鲜效果；具有良好的保鲜效果杀死微生物效果显著，剂量可依据须要进行杀死微生物效果显著，剂量可依据须要进行调整（精确限制）调整（精确限制）辐照处理食品能耗低辐照处理食品能耗低没有非食品物质残留没有非食品物质残留 节约了包装材

6、料节约了包装材料 操作适应范围广操作适应范围广辐射装置加工效率高辐射装置加工效率高 二、辐射保藏的优越性（意义、特点）二、辐射保藏的优越性（意义、特点）u食食品品在在受受辐辐射射过过程程中中温温度度上上升升甚甚微微，因因此此，被被辐辐射射适适当当处处理理后后的的食食品品在在感感官官性性状状如如色色、香香味味和和质质地地等等方方面面与与簇簇新新食食品品差差别别很很小小，特特殊殊适适合合于于一一些些不不耐耐热热的食品和药品。的食品和药品。u射射线线穿穿透透力力强强，在在不不拆拆包包装装和和解解冻冻的的状状况况下下，可可杀杀灭灭其其深深藏藏于于谷谷物物、果果实实或或冻冻肉肉内内部部的的害害虫虫和和微

7、微生生物物，也节约了包装材料，避开再污染。也节约了包装材料，避开再污染。u射射线线处处理理过过的的食食品品不不会会留留下下任任何何残残留留物物，与与化化学学处处理相比是一大特点。理相比是一大特点。u节节约约能能源源：据据76年年国国际际原原子子能能机机构构（IAEA）通通报报的的估估计计，食食品品接接受受冷冷藏藏需需消消耗耗能能量量为为90千千瓦瓦时时/T，巴巴氏氏消消毒毒230千千瓦瓦时时/T，热热力力杀杀菌菌300千千瓦瓦时时/T，脱脱水水处处理理（干干燥燥）700千千瓦瓦时时/T，而而辐辐射射杀杀菌菌只只需需6.34千千瓦时瓦时/T，辐射巴氏消毒，辐射巴氏消毒0.76千瓦时千瓦时/T。u

8、适适应应范范围围广广：能能处处理理各各种种不不同同类类型型的的食食物物品品种种，如如从从装装箱箱的的马马铃铃薯薯到到袋袋装装的的面面粉粉、肉肉类类、水水果果、蔬蔬菜菜、谷谷物物、水水产产等等。多多种种体体积积的的食食品品；不不同同状状态态，固固体体、液体。液体。u加工效率高、整个工序可连续化、自动化。加工效率高、整个工序可连续化、自动化。只要规模大，就能获得巨大的利益。只要规模大，就能获得巨大的利益。谷谷物物20万万吨吨以以上上，马马铃铃薯薯2.5万万吨吨以以上上，洋洋葱葱5000吨。吨。辐辐射射保保藏藏是是一一种种获获得得经经济济效效益益和和有有发发展展前前途途的的保保藏藏方方法法，也也是是

9、和和平平利利用用原原子子能能的的一一个重要方面。个重要方面。三、国内外发展简况三、国内外发展简况u1895年年伦伦琴琴发发觉觉X-射射线线后后，Mink于于1896年年就就提提出出X-射射线线的的杀菌作用。杀菌作用。u二二次次大大战战期期间间，美美国国麻麻省省理理工工学学院院的的罗罗克克多多尔尔将将射射线线处处理理汉堡包，揭开了辐射保藏食品探讨的序幕。汉堡包，揭开了辐射保藏食品探讨的序幕。u50年年头头起起北北美美、欧欧洲洲、日日本本等等30多多个个国国家家先先后后投投入入大大量量的的费用进行探讨；费用进行探讨；u60年年头头一一些些第第三三世世界界国国家家也也加加入入该该行行列列，目目前前从

10、从事事这这方方面面探讨的有探讨的有50-60个国家。个国家。u国国际际原原子子能能组组织织（IAEA）、联联合合国国粮粮农农组组织织（FAO）、世世界界卫卫生生组组织织（WHO）等等的的支支持持和和组组织织下下，进进行行了了种种种种国国际际协协作作探探讨讨。到到1976年年25种种辐辐射射处处理理食食品品在在18个个国国家家得得到到无无条条件件批批准准或或暂暂定定批批准准，允允许许供供作作为为商商品品供供一一般般运运用。用。u1980年年10月月27日日上上述述组组织织联联合合实实行行的的第第四四次次特特地地委委员员会会议议作作出出结结论论：用用10kGy以以下下平平均均最最大大剂剂量量照照射

11、射任任何何食食品品，在在毒毒理理学学、养养分分学学及及微微生生物物学学上上都都丝丝毫毫不不存存在在问问题题，而而且且今今后后无无须须再再对对经经低低于于此此剂剂量量辐辐照照的的各各种种食食品品进进行行毒毒性性试验。试验。u目前很多国家将辐射用于食品的加工与保藏。目前很多国家将辐射用于食品的加工与保藏。u前前苏苏联联、美美国国、加加拿拿大大、法法国国、日日本本、中中国国等等国家均批准在一些食品中运用辐照。国家均批准在一些食品中运用辐照。u日日本本、加加拿拿大大建建立立了了辐辐射射工工厂厂用用于于食食品品保保藏藏、有鱼虾、果蔬等。有鱼虾、果蔬等。u欧欧洲洲（丹丹麦麦、保保加加利利亚亚、法法国国等等

12、）用用于于抑抑制制土土豆、大蒜、洋葱发芽。豆、大蒜、洋葱发芽。u发发展展中中国国家家，印印度度、伊伊朗朗、泰泰国国、智智利利、阿阿根根廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。u我我国国自自1958年年起起先先，70年年头头的的探探讨讨工工作作取取得得了了确确定的成效。定的成效。u1984年年11月月国国家家卫卫生生部部批批准准7项项（马马铃铃薯薯、洋洋葱葱、大大蒜蒜、花花生生、蘑蘑菇菇、香香肠肠）辐辐照照食食品品允允许许消消费费。之后又有之后又有20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。多种食品通过了不同级别的技术鉴定。u80年年头头，一一些些省省市市建建立立了了一一起

13、起容容量量较较大大的的辐辐射射应应用用试试验验基基地地，如如北北京京、上上海海、天天津津、湖湖南南、四四川川、广东等地。后期有浙江、深圳等。广东等地。后期有浙江、深圳等。其次节其次节辐射的基本原理辐射的基本原理一、一、辐射类型辐射类型辐辐射射指指能能量量传传递递的的一一种种方方式式，在在电电磁磁波波谱谱中中，依依据据能能量量相相应应的的大大小小，可可使使电电磁磁波波分分成成无无线线电电波波、微波、红外、可见光、紫外线，微波、红外、可见光、紫外线，和和射线。射线。通通常常依依据据辐辐射射的的作作用用形形式式可可将将辐辐射射分分为为电电离离辐辐射射和和非非电电离离辐辐射射两两种种类类型型。通通常常

14、按按辐辐射射的的频频率率来来划分。划分。频率频率波长波长=C=C/低频辐射区低频辐射区1015HzE能量能量无线电波无线电波微波微波红外红外可见可见紫外紫外X射线和射线和射线射线105Hz10101015101810203km3cm3m3nm0.3nm410-10ev410-5410-3441024kev4Mev1非电离辐射非电离辐射u低低频频辐辐射射线线1015，波波长长较较长长（频频率率较较低低），能能量量小小，如如微微波波、红红外外线线的的能能量量仅仅能能使使物物质质分分子子产产生生转转动动或或振振动动而而产产生生热热，则则起起到到加加热热杀杀菌菌作作用用。是非电离辐射。是非电离辐射。2

15、电离辐射电离辐射高高频频辐辐射射线线1015，频频率率较较高高，能能量量大大，有有激激发发和和电电离离两种作用：两种作用：（1）在在10151018Hz，如如紫紫外外线线的的能能量量，仅仅能能使使被被照照射射物物质质的的原原子子受受到到激激发发（激激发发为为使使电电子子从从低低能能态态到到高高能能态态），亦可起到抑菌杀菌的作用；，亦可起到抑菌杀菌的作用；（2）1018Hz，如如X-，-射线，能量很大，在使射线，能量很大，在使物质的原子受到激发的同时，还能引起原子的物质的原子受到激发的同时，还能引起原子的电离电离（使电子从各个原子中弹出而本身原子变成带相反（使电子从各个原子中弹出而本身原子变成带

16、相反电荷的离子），因而可起到杀菌作用。能使受辐射电荷的离子），因而可起到杀菌作用。能使受辐射物质的原子发生电离作用的辐射称为电离辐射。物质的原子发生电离作用的辐射称为电离辐射。本书中辐射保藏即是指电离辐射（本书中辐射保藏即是指电离辐射（1018Hz）这与低频辐射不同，不是加热，故又称为这与低频辐射不同，不是加热，故又称为冷杀菌冷杀菌。二、放射性同位素与辐射二、放射性同位素与辐射u一个原子具有一个带正电荷的原子核，核外围有电子云。一个原子具有一个带正电荷的原子核，核外围有电子云。u原原子子核核内内有有质质子子和和中中子子,也也就就是是其其质质量量的的组组成成部部分分。质质子子带带正正电电荷荷,中

17、中子子不不带带电电荷荷.核核的的直直径径约约为为10-12cm,是是整整个个原原子子质质量量的的只只要要所所在在地地。整整个个原原子子(包包括括运运转转的的电电子子)的的直直径约为径约为10-8cm。1放射性同位素放射性同位素u原原子子核核=P+n，P+为为带带正正电电荷荷质质子子，n为为不不带带电电荷荷中中子子，核核内内质质子子数数确确定定化化学学元元素素的的特特性性，一一般般状状况况下下（指指在在轻原子核范围内）轻原子核范围内）P+=n，组成原子的质量。，组成原子的质量。u但但有有些些元元素素，P+相相同同而而n不不同同的的原原子子所所组组成成的的元元素素称称为为同位素，同位素，P+=n时

18、原子稳定，时原子稳定，P+n则不稳定。则不稳定。u当当原原子子序序数数在在84以以上上的的同同位位素素，原原子子核核是是不不稳稳定定的的，能能以以确确定定的的速速率率放放出出射射线线，由由这这种种原原子子组组成成的的元元素素称称为放射性同位素。为放射性同位素。u放射性同位素能放射放射性同位素能放射-、-、+-及及-射线射线。2.-、-、-及及X-射线射线u-射射线线：当当同同位位素素中中n：P+1.5：1，从从原原子子核核中中放放射射出出带带2P+和和2n的带正电高速粒子流（氦核）的带正电高速粒子流（氦核）称为称为-射线；射线；u-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

19、等时；u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+）unP+（带负电荷的高速离子）（带负电荷的高速离子）u若核内若核内P+n时，（这种状况一般指在加速器中）时，（这种状况一般指在加速器中）uP+1.02MeVn+（带正电荷的高速离子）（带正电荷的高速离子）u和和+-射线，即从原子核中射出的带电的高速电子。射线，即从原子核中射出的带电的高速电子。uX-射射线线：若若核核内内质质子子在在外外层层电电子子云云中中，从从K层层捕捕获获电电子子e，转转变变成成中中子子（k-捕捕获获），使使质质子子数数削削减减。P+enu当当K层层（低低能能态态）电电子子被被捕捕获获后后剩剩下

20、下一一空空穴穴，则则高高能能态态（外外层层）电电子子会会补补充充进进去去，释释放放出出能能量量X-射射线线，指原子核外电子所放出的能量。指原子核外电子所放出的能量。u-射射线线：当当原原子子核核在在放放射射了了和和或或捕捕获获之之后后，核核的的能能级级处处于于激激发发态态（高高能能态态），当当这这种种激激发发态态回回到到基基态态时时，原原子子就就发发出出光光子子流流（即即不不带带电电荷荷的的核核子子流流），称，称-射线，发源于原子核本身。射线，发源于原子核本身。u3.四种射线的特点四种射线的特点以上所讲的四种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程度的穿透实力。但是由于射线

21、性质的不同，从而电离实力和穿透实力各不相同。-射线：相对质量较大，电离实力很强，穿透实力很小；一张纸就能阻挡它的通过。u-射射线线：为为氢氢核核质质量量的的几几千千分分之之一一，带带电电量量为为-射射线线的的一一半半，电电离离实实力力比比-射射线线小小，穿透实力比穿透实力比-射线大；射线大；u-射射线线：电电离离实实力力比比、小小，但但穿穿透透实实力力比比、大；大；uX-射线：电离实力小，穿透力很高射线：电离实力小，穿透力很高4放射性衰变放射性衰变每每个个放放射射性性同同位位素素经经放放出出射射线线后后，就就转转变变成成另另一一个个原原子子核核，从从不不稳稳定定的的元元素素变变成成稳稳定定同同

22、位位素素。原原子子核核的的转转变变过过程程称称为为放放射性衰变。射性衰变。(1)衰变规律衰变规律u原子核衰变数原子核衰变数N与原子核总数与原子核总数N0有关。有关。u实践证明：在单位时间内，衰变着的原子核的实践证明：在单位时间内，衰变着的原子核的数目和其总数成正比，这一过程是不行逆的数目和其总数成正比，这一过程是不行逆的,可用公式表示如下可用公式表示如下:uN=N0e-tuN:原子核数原子核数N0:原子核总数原子核总数t:时间时间:衰变常数衰变常数（2）半衰期）半衰期放放射射性性强强度度因因衰衰变变降降低低到到原原来来一一半半所所需需的的时时间间称称为为半半衰衰期期。或或原原子子数数衰衰变变至

23、至一一半半时时所所需需的的时时间间。对对于于单单独独的的一一种种放放射射性性元元素素而而言言，半半衰衰期期和和衰衰变变常常数数一一样样也也是是常常数数。半半衰衰期期以以t1/2表表示示，则则依依据据前前面公式可得：面公式可得：1/2N0=N0e-t1/2t1/2=ln2=0.6931即即衰衰变变常常数数与与随随意意同同位位素素的的半半衰衰期期的的乘乘积积为为0.6931，这这样样可可利利用用半半衰衰期期求求出出其衰变常数。其衰变常数。常见放射性同位素的半衰期常见放射性同位素的半衰期常见放射性同位素的半衰期常见放射性同位素的半衰期三辐射用各种单位三辐射用各种单位（一）（一）能量单位能量单位电电子

24、子伏伏特特ev.表表示示辐辐射射能能量量单单位位一一般般用用eV，即即相相当当于于个个电电子子在在真真空空中中通通过过电电位位差为伏特的电场被加速所获得的动能。差为伏特的电场被加速所获得的动能。ev=1.60210-12尔格（尔格（erg）1Mev=106ev，1kev=103ev（二）放射性强度（二）放射性强度衡衡量量放放射射性性强强弱弱程程度度的的一一个个物物理理量量。指指单单位位时时间内发生核衰变的次数。间内发生核衰变的次数。u以以前前曾曾用用居居里里，1Ci=3.71010衰衰变变秒秒即即每每秒中有秒中有3.71010次原子核衰变。次原子核衰变。u现现法法定定单单位位用用贝贝克克Bq，

25、即即每每秒秒中中有有一一个个原原子子核核衰变为衰变为1贝克。贝克。u1Bq=1S1，因此，因此，1Ci=3.71010Bq。（三）辐射计量（三）辐射计量u指被照射物质吸取辐射能量程度的一些物理量。u常用辐射量、物料吸取剂量和吸取剂量速率来表示。u辐射（照射）量是用X-射线或-射线辐射源的辐射场内空气电离的程度来表示。u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。简称剂量。u单位质量的被照射物质在单位时间中所吸取的能量称为吸取剂量速率。u法法定定单单位位为为库库仑仑/千千克克（C/kg），以以前前曾曾用用伦伦琴琴（R）u在在 标标 准准 状状 况况 下下（0，760mmHg）

26、，1cm3空空 气气（0.00129g）能能形形成成一一个个正正电电或或负负电电的的静静电电单单位位的的X-射线或射线或-射线照射量射线照射量1R。u一一个个正正电电或或负负电电的的离离子子具具有有4.801010e.s.u（静静电电单单位位）。即即一一个个静静电电单单位位的的离离子子量量为为2.08109个个正正电电或或负负电电离离子子（离离子子对对），即即1伦伦琴琴可可使使1cm3空空气气产产生生2.08109个正电或负电离子（离子对）。个正电或负电离子（离子对）。u1R=2.58104C/kg（空气）（空气）1辐射量（照射量）辐射量（照射量）2吸取剂量吸取剂量是电离辐射授予被辐射物质单位

27、质量的平均能量，即被辐射物质吸取的辐射能量，法定单位为J/kg，也称为戈瑞（Gy）以前曾用拉德（Rad）即1克被辐射物质吸取100尔格（erg）射线能量为1Rad。1Rad=100erg/g=6.241013eV/g。1Gy=100Rad=104erg/g照射量和吸取剂量是完全不同的概念，有区分（照射量指空气电离程度来讲）但两者都是描述辐射计量的，又相互联系。1个个电电子子的的电电荷荷量量是是4.81010e.s.u.产产生生一一个个e.s.u.须须要要的的离离子子对对数数为为2.08109，而而电电子子在在空空气气中中产产生生一一对对离离子子所所消消耗耗的的平平均均能能量为量为33.73eV

28、（电离功）（电离功）1R照照 射射 量量 相相 当当 于于 0.0129g空空 气气 中中 吸吸 取取 了了2.0810933.73eV=7.021010eV=0.112erg能量。能量。1R照照 射射 量量 时时，1g空空 气气 的的 吸吸 取取 能能 量量 为为0.112erg/0.00129=86.8erg/g=0.868Rad即即 空空气的吸取剂量为气的吸取剂量为0.868Rad=8.68103Gy。3吸取剂量速率吸取剂量速率单单位位质质量量的的被被照照射射物物质质在在单单位位时时间间中中所所吸吸取的能量称为吸取剂量速率。单位为取的能量称为吸取剂量速率。单位为Gy/s。吸吸取取剂剂量量

29、速速率率与与照照射射距距离离和和辐辐射射强强度度有有关关。距距离离越越近近，吸吸取取剂剂量量速速率率越越大大，距距离离相相同同，辐射强度越大，则吸取剂量越大。辐射强度越大，则吸取剂量越大。物料不同，吸取剂量速率也是不一样的。物料不同，吸取剂量速率也是不一样的。四、辐射源四、辐射源（一）（一）人工放射性同位素人工放射性同位素在在食食品品辐辐射射时时供供电电离离辐辐射射用用的的放放射射线线主主要要为为-和和-射射线线，常常常常接接受受人人工工制制备备的的放放射射性性同同位位素素60Co（钴钴，半半衰衰期期5.26年年）和和137Cs（铯，半衰期（铯，半衰期30.3年）年）钴和铯衰变图钴和铯衰变图6

30、0Co经经-衰变后放出两个能量不同的衰变后放出两个能量不同的-光子最终变为光子最终变为60Ni；137Cs经经-衰变后放出衰变后放出-光子最终变为光子最终变为137Bau制制备备方方法法，将将自自然然界界中中存存在在的的稳稳定定同同位位素素59Co金金属属制制成成棒棒形形、长长方方形形、薄薄片片形形、颗颗粒粒形形、圆圆筒筒形形或或所所须须要要的的形形态态，置置于于反反应应堆堆活活性性区区，经经中中子子确确定定时时间间照照射射，少少量量59Co原原子子吸取一个中子后即生成吸取一个中子后即生成60Co辐射源。辐射源。u目前在商业上接受目前在商业上接受60Co作为作为-射线源。射线源。（二）电子加速

31、器（二）电子加速器利用电磁场作用，使电子获得较高能量，即将电能转变成辐射能，这样仪器设备装置有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯变压器，直流加速器有两种方式：1.干脆加高压，很高电压使电子获得动能如范德格拉夫加速器（静电加速器）；2.不是干脆利用高电压，但反复多次将电子加速，如回旋加速器，电子感应加速器。利用加速器使电子带电形成高能量粒子人工-射线源。范德格拉夫加速器直流高压电源直流高压电源6通过针尖通过针尖电晕放电将负电荷喷射电晕放电将负电荷喷射到高速运行的输电带到高速运行的输电带4上，上，电荷被带到球型高压电电荷被带到球型高压电极极1内，电刷内，电刷7收集电荷。收集电荷。在电荷累积下，在

32、球型在电荷累积下，在球型电极形成高压电场。电电极形成高压电场。电子枪子枪5放射的电子，在高放射的电子，在高压电场下，沿着加速管压电场下，沿着加速管3被加速，即得到电子射被加速，即得到电子射线。线。u用用高高能能电电子子来来轰轰击击重重金金属属靶靶，则则产产生生X-射射线线X-射线发生器。射线发生器。u特特点点：电电子子加加速速器器优优点点是是可可以以限限制制开开停停，能能量量可可以调整限制。以调整限制。u可可得得到到比比放放射射性性同同位位素素源源辐辐射射能能量量高高得得多多，如如1万万Ci60Co150W，而加速器可达，而加速器可达10-15kW。uX-射线转换率不高，一般不用于食品辐射。射

33、线转换率不高，一般不用于食品辐射。思索题1辐射保藏食品优点及缺点？2辐射的类型及划分的界限3放射性同位素放射的射线种类、产生的条件及各自的特点4辐射量、吸取剂量、吸取剂量速率及相应的单位5食品辐射常用的人工放射性同位素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电电离离辐辐射射之之所所以以用用来来保保藏藏食食品品，这这是是由由辐辐射射对对被被照照射射物物质质中中发发生生的的化化学学效效应应与与生物学效应所确定的。生物学效应所确定的。一、食品辐射化学效应一、食品辐射化学效应电离辐射使物质产生化学变更的问题至今仍不是很清晰。电离辐射使物质产生化学变更的问题至今仍不是很清

34、晰。由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：干脆干脆初级辐射初级辐射即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片与辐射程度有关。与辐射程度有关。间接间接次级辐射次级辐射初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物与温度等其他条件有关。与温度等其他条件有关。1.水分子水分子u水水分分子子对对辐辐射射很很敏敏感感，当当它它接接受受了了射射线线的的能能量量后后，水水分分子子首首先先被被激激活活，然然后后由由激激活活了了的的水水分分

35、子和食品中的其他成分发生反应。子和食品中的其他成分发生反应。u水水接接受受辐辐射射后后的的最最终终产产物物是是氢氢和和过过氧氧化化氢氢，形形成成的的机机制制很很困困难难。现现已已知知的的中中间间产产物物主主要要有有三三种种：水水合合电电子子（eaq），氢氢氧氧基基（OH），氢氢基基（H）。见）。见P222水分子被辐射后可能反应水分子被辐射后可能反应途径途径（eaq）+H2O=H+OHH+OH=H2OH+H=H2OH+OH=H2O2H+H2O2=H2O+OHOH+H2O2=H2O+HO2H2+OH=H2O+HH+O2=HO2HO2+HO2=H2O2+O2u这些中间产物能在不同的途这些中间产物能在

36、不同的途径中进行反应，径中进行反应，eaq是一个是一个还原剂，还原剂，OH是一个氧化剂，是一个氧化剂，H有时是氧化剂但有时又是有时是氧化剂但有时又是还原剂。还原剂。u这些中间产物很重要，因为这些中间产物很重要，因为它们可以和其他有机体的分它们可以和其他有机体的分子接触而进行反应，特殊是子接触而进行反应，特殊是在稀溶液中或含水的食品中，在稀溶液中或含水的食品中，大多由于水的辐射而产生了大多由于水的辐射而产生了间接效应进行了氧化反应。间接效应进行了氧化反应。u从从上上可可看看出出物物质质分分子子吸吸取取了了辐辐射射能能而而发发生生了了化化学学效应，表示物质辐射化学效应的数值称效应，表示物质辐射化学

37、效应的数值称G值。值。uG值值即即吸吸取取100eV能能量量的的物物质质所所产产生生化化学学变变更更的的分分子子数数。辐辐射射的的化化学学效效应应是是以以每每吸吸取取100eV（电电子子伏伏）能能量量时时被被照照射射物物质质产产生生化化学学变变更更的的分分子子数数目来表示的。（即能传递目来表示的。（即能传递100eV能量的分子数）能量的分子数）2氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质有有机机化化合合物物因因辐辐射射而而分分解解的的产产物物也也很很困困难难，取取决决于于原原物物质质的的化化学学性性质质和和辐辐射射条条件件，有有的的从从高高分子分子-低分子，有的反而从低分子低分子，有的反而从低分子-高分子。

38、高分子。射射线线照照射射到到食食品品蛋蛋白白质质分分子子，很很简简洁洁使使它它的的二二硫硫键键、氢氢键键、盐盐键键、醚醚键键断断裂裂，破破坏坏蛋蛋白白质质分分子子的三级、二级结构，变更物理性质。的三级、二级结构，变更物理性质。射线照射，引起氨基酸、蛋白质分子的化学变更有：射线照射，引起氨基酸、蛋白质分子的化学变更有：（1）脱氨）脱氨如甘氨酸如甘氨酸e-+NH3+CH2COOH-NH3+CH2COO-（2）放出）放出CO2a.脱氨的脱羧反应脱氨的脱羧反应b.不脱氨的脱羧反应不脱氨的脱羧反应（3）含硫氨基酸的氧化（巯基）含硫氨基酸的氧化（巯基）e-+NH3+CH2CH（CH2SH）COO-H2S+

39、NH2CH（CH2）COO-（4）交交联联蛋蛋白白质质凝凝合合（该该蛋蛋白白质质分分子子通通过过硫硫氢氢基基的的氧氧化化生生成成分分子子内内或或分分子子间间的的二二硫硫键键，或或由由酪酪氨氨酸酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生交联）。和苯丙氨酸的苯环偶合而发生交联）。（5）降解降解蛋白质发生裂解，产生较小的碎片。蛋白质发生裂解，产生较小的碎片。（6）辐辐射射降降解解与与交交联联同同时时发发生生，若若降降解解小小而而交交联联大大，则交联会掩盖降解，故降解不易视察到。则交联会掩盖降解，故降解不易视察到。3酶酶酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组成是蛋白质，故它对辐射的

40、反应与蛋白成是蛋白质，故它对辐射的反应与蛋白质相像，如变性作用等。质相像，如变性作用等。纯酶稀溶液对辐射敏感，若增加其浓度也纯酶稀溶液对辐射敏感，若增加其浓度也必需增加辐射剂量才能产生同样的钝化必需增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果。效果。若在食品体系中，酶很简洁受到爱护，同若在食品体系中，酶很简洁受到爱护，同时也受外界条件变更（温度、时也受外界条件变更（温度、pH、含氧、含氧量）的影响。如提高温度会增加酶对辐量）的影响。如提高温度会增加酶对辐射的敏感度，在有氧状态下干燥胰蛋白射的敏感度，在有氧状态下干燥胰蛋白酶极易钝化。酶极易钝化。此外，有时酶由于蛋白质分子降解，使酶此外，有时酶由于蛋白质分

41、子降解，使酶活性中心暴露出来，反而致使酶反应更活性中心暴露出来，反而致使酶反应更有利。因此对分解酶类活性的食品，在有利。因此对分解酶类活性的食品，在辐射前应先通过加热灭酶。辐射前应先通过加热灭酶。酶会因有巯基（酶会因有巯基（-SH）的存在而增加其对）的存在而增加其对辐射的敏感性。辐射的敏感性。4脂类脂类一一般般来来说说，饱饱和和脂脂肪肪是是稳稳定定的的，不不饱饱和和脂脂肪肪简简洁洁发发生生氧氧化化。辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。键外断裂。辐辐射射对对脂脂类类所所产产生生的的影影响响可可分分为为三三个个方方面面：理理化化性性质质的的变变更

42、更；受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。脂脂肪肪酸酸酯酯和和某某些些自自然然油油脂脂在在受受50kGy以以下下剂剂量量照照射射，品品质质变变更更极极少少；但但其其他他成成为为异异臭臭发发生生源源。如如肉肉类类风风味味变变更更，牛牛奶奶产产生生蜡烛味，鱼类产生异臭。蜡烛味，鱼类产生异臭。辐辐照照可可促促使使脂脂类类的的自自动动氧氧化化，有有氧氧存存在在，其其促促进进作作用用更更明明显显，从从而而促促进进游游离离基基的的生生成成，使使氢氢过过氧氧化化物物和和抗抗氧氧化化物物质质分分解解反反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮

43、等。应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等。u饱饱和和脂脂类类在在无无氧氧状状态态下下辐辐照照时时会会发发生生非非自自动动氧氧化化性性分分解解反反应应，产产生生H2、CO、CO2、碳碳氢氢化化合合物物、醛醛和和高高分分子子化化合合物物。不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸也也会会产产生生类类似似的的物物质质，其其生生成成的的碳碳氢氢化化合合物物为为链链烯烯烃烃、二二烯烯烃烃、二烯烃和二聚物形成的酸。二烯烃和二聚物形成的酸。u磷磷脂脂类类的的辐辐射射分分解解物物也也是是碳碳氢氢化化合合物物类类、醛醛类类和和酯类。酯类。u对对含含有有脂脂肪肪的的食食品品辐辐照照时时也也鉴鉴定定出出了了过过氧氧化化物物、酯酯

44、类类、酸酸类类、和和碳碳氢氢化化合合物物等等，这这与与自自然然脂脂肪肪和和典典型型脂脂肪肪的的状状况况相相同同。但但是是应应留留意意的的是是，与与刚刚照照射后相比，这种影响多出现于贮藏期中。射后相比，这种影响多出现于贮藏期中。5碳水化合物碳水化合物一般来说相当稳定，只有大剂量照射下一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。在食品辐射保藏的才引起氧化和分解。在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变更微小。剂量下，所引起的物质性质变更微小。辐照对单独存在时的糖类的影响如下：辐照对单独存在时的糖类的影响如下：单糖只有在单糖只有在C4上发生氧化产生糖酮酸上发生氧化产生糖酮酸低分子糖类：旋光

45、度降低、褐变、还原性低分子糖类：旋光度降低、褐变、还原性和吸取光谱变更、产生和吸取光谱变更、产生H2、CO、CO2、CH4等气体。等气体。u多多糖糖类类：熔熔点点降降低低、旋旋光光度度降降低低、褐褐变变、结结构构和和吸取光谱变更。吸取光谱变更。u如直链淀粉黏度下降（淀粉降解）如直链淀粉黏度下降（淀粉降解）u果胶果胶植物组织受损（解聚）植物组织受损（解聚）u经经辐辐照照后后结结构构发发生生变变更更，对对酶酶的的敏敏感感性性也也随随之之发发生生变变更更，并并引引起起-1，4-糖糖苷苷键键偶偶发发性性断断裂裂及及生生成成H2、CO、CO2气体。气体。6维生素维生素维生素是食品中重要的微量养分物质。维

46、生素对辐照食品的敏感性在评价辐照食品的养分价值上是一个很重要的指标。水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1、VB2、泛酸、VB6、叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE、VK更敏感二食品辐射的生物学效应二食品辐射的生物学效应生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植物等的影响。这种影响是由于生物体内的化学变更造成的。已证明辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发觉带有毒性的不正常代谢产物。辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的复原实力而异，这还取决于所运用的辐射总剂量的大小。

47、（一）（一）微生物微生物1辐射对微生物的作用(机制）（1）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。细胞内DNA受损即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等。由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡-干脆击中学说细胞内膜受损膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡。（2）间间接接效效应应（来来自自被被激激活活的的水水分分子子或或电电离离所所得的游离基）得的游离基）当当水水分分子子被被激激活活和和电电离离后后，成成为为游游离离基基，起起氧氧化化还还原原反反应应作作用用，这这些些激激活活的的水水

48、分分子子就就与与微微生生物物内内的的生生理理活活性性物物质质相相互互作作用用，而而使使细细胞胞生生理理机机能受到影响。能受到影响。那那么么对对微微生生物物来来说说须须要要多多大大的的辐辐射射剂剂量量才才能能杀杀死死微生物呢？这取决于微生物对辐射的敏感性。微生物呢？这取决于微生物对辐射的敏感性。2微生物对辐射的敏感性微生物对辐射的敏感性为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死90%微生物所需用的戈瑞数来表示，即残存微生物数下降到原数的10%时所需用戈瑞的剂量，并用DM值来表示。人们通过大量的试验发觉，微生物（细菌）残存数与辐射剂量存在如下关系:logN/N0=-D/DMN0：初始微生物数

49、N：运用D剂量后残留的微生物数D：初始剂量DM：微生物残留数减到原数的10%时的剂量辐射剂量与微生物残存数的关系辐射剂量与微生物残存数的关系u微生物（细菌）种类不同，对辐射的敏感性各不同，因微生物（细菌）种类不同，对辐射的敏感性各不同，因而而DM也不同。见也不同。见P227表表1-4-8.u并且微生物所处环境不同，则辐射敏感也不相同。并且微生物所处环境不同，则辐射敏感也不相同。辐射保藏的灭菌对象辐射保藏的灭菌对象在低酸性和中性食品（在低酸性和中性食品（pH4.5）中，嗜热脂）中，嗜热脂肪芽孢杆菌（平盖酸败菌）比肉毒杆菌肪芽孢杆菌（平盖酸败菌）比肉毒杆菌A型或型或B型更耐热，若用加热灭菌则（嗜热

50、）型更耐热，若用加热灭菌则（嗜热）D121=4050min，而肉毒杆菌加热灭菌，而肉毒杆菌加热灭菌为为D121=612S。但对于辐射则简洁被杀。但对于辐射则简洁被杀灭（敏感，灭（敏感，小），因而在辐射保藏中是小），因而在辐射保藏中是将肉毒杆菌将肉毒杆菌A型作为彻底灭菌的对象菌。型作为彻底灭菌的对象菌。以对这种菌的杀菌程度定为以对这种菌的杀菌程度定为10-12为指标，为指标，则完全杀菌剂量为：则完全杀菌剂量为：12D=50kGy一般来说，一般来说，MG+G-,酵母菌酵母菌霉菌霉菌(敏敏感感)留意：辐射并不能使微生物毒素除去，如留意：辐射并不能使微生物毒素除去，如黄曲霉素对黄曲霉素对射线相当稳定，