食品辐照 食品加工与保藏原理教学资料.docx

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1、食品辐照教学资料第一节概述一、食品辐照的意义及其特点食品辐照是利用射线照射食品（包括原材料），延迟新鲜食物某些生理过程（发 芽和成熟）的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保 藏时间，稳定、提高食品质量目的的操作过程。自19世纪末（1895年）伦琴发现X-射线后，Mink （1896）就提出了 X.射线的 杀菌作用。但直到第二次世界大战以后，射线辐射保藏食品的研究和应用才有了 实质性的开始。此后30年，研究不断扩大深入，它尤其在许多发展中国家受到 很大的重视。在一些国际组织如联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）、世界卫 生组织（WHO）等的支持和组织下，进行

2、了种种国际协作研究，召开了多次国 际专业会议。到1976年，有25种辐射处理的食品在18个国家得到无条件批准 或暂定批准，允许作为商品供一般食用。这些批准的食品包括马铃薯、洋葱、大 蒜、蘑菇、芦笋、草莓及其他动植物食品和调料等。1976年日内瓦FAO-IAEA-WHO专家委员会宣布：经适宜剂量辐照的马铃薯、 小麦、鸡肉、番木瓜和草毒，对人体是无条件安全的，会上还暂定批准了辐照稻 米、洋葱和鱼可作为商品供一般食用。这是国际组织对辐射处理食品的首次批准, 具有重要的意义和影响。但也应指出，辐射处理保藏食品不过是强化贮藏效果的 一种措施，尤其对蔬菜、果品，辐射处理后仍须严密注意控制各种环境条件才有

3、可能获得好的综合效益。优点：杀死微生物效果显著，剂量可根据需要进行调节。一定的剂量（V5kGy）照射不会使食品发生感官上的明显变化。 即使使用高剂量（10kGy）照射，食品中总的化学变化也很微小。没有非食品物质残留。产生的热量极少，可以忽略不计，可保持食品原有的特性。在冷冻状态 素Bl、维生素C对辐照最不稳定。维生素的辐射稳定性一般与辐照时食品组成、 气相条件、温度及其他环境因素有关。一般来说，食品中的维生素要比单纯溶液中的维生素稳定性强。6.食品包装材料选择高分子材料作为辐照食品的包装时，除考虑包装材料的性能和使用效果 外，还应考虑到在辐照剂量范围内包装材料本身的化学、物理变化，以及与被包

4、装食品的相互作用。某此高分子材料对辐照作用很敏感，介质吸收辐照能后，会引起电离作用而 发生各种化学变化。如发生降解、交联、不饱和键的活化、析出气体（主要是氢 气）、促使氧化反应并形成氧化物（在有氧存在时）。三、食品辐照的生物学效应在较低剂量的电离辐射作用下，能引起某些蛋白质和核蛋白分子的改变，破 坏新陈代谢，抑制核糖核酸和脱氧核糖核酸的代谢，使自身的生长发育和繁殖能 力受到一定的危害。食品辐照的生物学效应也与生成的游离基和离子有关。当射线穿过生物有机体时, 会使其中的水和其他的物质电解，生成游离基和离子，从而影响到机体的新陈代 谢过程，严重时则杀死细胞。生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、

5、昆虫、寄生虫、植物等的影响， 这些影响是由于生物体内的化学变化造成的。（一）微生物1 .辐射对微生物的作用（1）直接效应：指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。A.细胞内蛋白质、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直接击中学说B.细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，这些分子的断裂造成细胞膜泄 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，从而使微生 物死亡（二）昆虫辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，对于昆虫细胞来说，辐 射敏感性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。处于幼虫期的昆 虫对辐射比

6、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，但 是成虫的性腺细胞对辐射是敏感的。因此，低剂量可造成绝育或引起遗传上的紊 乱。辐射对昆虫总的损伤作用是：致死、“击倒”(貌似死亡，随后恢复)、寿命 缩短、推迟换羽、不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸，这 些作用都是在一定剂量水平夏发生的，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。立即致死害虫受到射线照射后立即死亡所需要的剂量为立即致死量。立即致死剂量往 往很大，一般要在几千戈瑞才有效。如引起谷象立即死亡的剂量为2.7 kGy ,锯 谷盗为3.4kGy。这种剂量具有杀虫迅速的

7、优点，但费用很高。缓期致死害虫受到射线照射后要经过一个星期以上的潜伏期才能大量死亡所需的剂 量为缓期致死剂量。缓期致死剂量一般在几十戈瑞到几百戈瑞。谷象为80-160Gy, 大豆象为84()Gy。35Gy可作为防治常见鞘翅目储粮害虫的有效致死剂量。不孕害虫受到射线照射后，丧失生殖能力，产生不孕现象所需的剂量为不孕剂量。 这种剂量一般在8()Gy以下。用不孕剂量不仅可以降低照射费用，而且可以避免 高剂量照射对食品的不良影响。3.植物辐射主要应用在植物性食品(主要是水果和蔬菜)抑制块茎、鳞茎类发芽， 推迟蘑菇破膜开伞，调节后熟和衰老上。抑制发芽电离辐射抑制植物器官发芽的原因是由于植物分生组织被破坏

8、，核酸和植物 激素代谢受到干扰，以及核蛋白发生变性。调节呼吸和后熟跃变型果实经适当剂量照射后，一般都表现出后熟被抑制、呼吸跃变后延、 慢等现象。辐射与乙烯代谢不论是跃变型或非跃变型果实，辐射都会对乙烯的产量有瞬时性的促进，从 而使呼吸加强(释放的CO2增多)。增长的程度因果实的种类、成熟度和辐射剂 量而异。但这种增长极短暂，随即就减低。辐射剂量较低的，乙烯的生成量再次 上升，达到顶峰后乂下降。乙烯的变化与呼吸的变化基本是吻合的。高剂量辐射 后，乙烯不再生成，呼吸也表现出紊乱。辐射与组织褐变组织褐变是辐射伤害最明显、最早表现的症状，也是其他诸如机械伤害、冷 害、病虫害等许多伤害的共同症状。作为辐

9、射损伤，即使在低照射量范围(50-400kGy),褐变程度也随剂量而增高， 并因植物品种、产地、成熟度等的不同而不同。第四节食品辐照工艺及条件控制一、应用于食品上的辐射类型在食品辐射保藏中，按照所要达到的目的把应用于食品上的辐射分为三大类, 即辐射阿氏杀菌、辐射巴氏杀菌和辐射耐贮杀菌。1 .辐射阿氏杀菌(radappertization)此杀菌也称商业性杀菌，所使用的辐射剂量可以使食品中的微生物数量减少 到零或有限个数。在这种辐射处理以后，食品可在任何条件下贮藏，但要防止再 污染。剂量范围为10-50kGy。2 .辐射巴氏杀菌(radicidation )此杀菌只杀灭无芽抱病原细菌(除病毒外)

10、。所使用的辐射剂量使在食品检 测时不出现无芽泡病原菌(如沙门氏菌)。剂量范围为5-l()kGy。3 .辐射耐贮杀菌(radu ri zat ion)这种辐射处理能提高食品的贮藏性，降低腐败菌的原发菌数，并延长新鲜食 品的后熟期及保藏期。所用剂量在5kGy以下。二、食品辐照工艺(一)食品辐照保藏食品受到射线的照射，食品中的营养成分、微生物和昆虫、寄生虫等，都会 产生能量和电荷，使其构成原子、分子发生一系列的变化。这些变化对食品中有 生命的生物物质的影响较大。1 .果蔬类果蔬辐照的目的主要是：防止微生物的腐败作用；控制害虫感染及蔓延；延 缓后熟期、防止老化。辐照延迟水果的后熟期，对香蕉等热带水果十

11、分有效，对绿色香蕉辐照剂量 常低于0.5kGy,但对有机械伤的香蕉一般无效。用2kGy剂量即可延迟木瓜的成 熟。对芒果用0.4kGy剂量辐照可延长保藏期8天，用1.5kGy可完全杀死果实中 的害虫。水果的辐照处理，除可延长保藏期外，还可促进水果中色素的合成，使涩柿 提前脱涩和增加葡萄的出汁率。通常引起水果腐败的微生物主要是霉菌，杀灭霉菌的剂量依水果种类及贮藏 期而定。生命活动期较短的水果，如草毒，用较小的剂量即可停止其生理作用。2 .粮食类造成粮食耗损的重要原因之一是昆虫的危害和霉菌活动导致的霉烂变质。辐照可以使昆虫不育，IkGy可使昆虫几天内死亡，3-5kGy可使 昆虫立即死亡；抑制谷类霉菌

12、的蔓延发展的辐照剂量为2-4kGy,小麦和面粉杀虫 的剂量为0.2()0.75kGy,焙烤食品为IkGy。3 .畜、禽肉及水产类在通常的辐照量下不能使肉的酶失活(酶失活的剂量高达10()kGy),所以用 辐照方法保藏鲜肉，可结合热方法。如用加热方式使鲜肉内部的温度升高到70, 保持30min,使其蛋白分解酶完全钝化后才进行辐照。高剂量辐照处理肉类(己包装)，可达到灭菌保藏的目的，所用的剂量要能 杀死抗辐射性强的肉毒芽抱杆菌；对低盐、无酸的肉类(如鸡肉)需用剂量45kGy以上。肉类的高剂量辐照灭菌处理会使产品产生异味，此异味随肉类的品种不同而 异，牛肉产生的异味最强。目前防止异味最好的方法是在冷

13、冻温度-30-80C下辐照，因为异味的形成 大多数是间接的化学效应。4 .香辛料和调味品辐照处理既能控制昆虫的侵害，又能减少微生物的数量，保证原料的质量。全世界至少已有15个国家批准对8（）多种香辛料和调味品进行辐照。5 .蛋类蛋类辐照主要采用辐照巴氏杀菌剂量，以杀灭沙门氏菌为对象。一般蛋液及 冰蛋液辐照灭菌效果较好。带壳鲜蛋可用6射线辐照，剂量lOkGy,高剂量会使蛋白质降解而使蛋液粘 度降低或产生H2s等异味。（二）辐照改变食品品质白酒辐照处理；检疫安全处理（杀菌）。三、剂量的决定因素1.食品的耐辐射性食品的化学成分、物理结构在质量被认为受损坏之前，所能接受的变化程度 很不相同。天然食品的

14、化学成分、物理结构即使是同一种类型，甚至是同一品种， 也有较大差异。食品的耐辐射性可根据质量的可接受性来确定辐射剂量的上限, 而辐射剂量的上限都是通过反复研究获得的。Z微生物的耐辐射性食品中最能耐受辐射处理的微生物为肉毒梭状芽泡杆菌。3 .酶的耐辐射性在食品中发现的酶，一般比微生物更能耐受电离辐射。酶活性降低90%的 辐射剂量值的变化称为酶分解单位，用De表示。凡求稳定贮藏而要把酶破坏的食品，只靠辐射处理是不适宜的。4 .辐射费用用较强的辐射源或使食品较长时间露置于较弱的辐射下（以获得较高的剂 量），都会使加工费用增高。低剂量辐射处理已经能使冷冻水产品、水果和蔬菜的正常贮臧期从几天延长 到几个

15、星期，且每吨的辐射费用仅人民币50-85元。高剂量辐射处理，其辐射费用较高，有待通过加工工艺的改进降低其费用。四、影响食品辐照的因素1 .温度辐射杀菌中，在接近常温的范围内，温度对杀菌效果的影响不大。研究发现，X-射线对大肠埃希氏杆菌在0-30C范围内、B 射线对金黄色葡萄球菌 (Staph.Aurers)和肠膜芽抱杆菌(B.Mesentericus)的芽泡在0-50C范围内、a - 射线对粘质沙雷氏菌(Ser.Marcescens)在2.536范围内、丫射线对肉毒梭状 芽胞杆菌(CLBotulinum)的芽胞在065范围内,温度对杀菌效果没有影响。在冰点以下，辐射不产生间接作用或间接作用不显

16、著，因此，微生物的抗辐 射性会增强。不过，在冻结工艺控制不当时，由于细胞膜受到损伤，微生物对辐射的敏感性也 会增强。2 .氧的含量辐照时射线可以使空气中的氧电离，形成氧化性很强的臭氧。对于蛋白质和脂肪含量较高的鱼类和肉类食品，空气中氧的存在将会造成一 定的氧化作用。为了防止氧化生成过氧化物，在肉类食品辐照处理时就要采用真空包装或真空充 氮包装以降低氧的含量，有助于提高产品的质量。对于水果、蔬菜之类需低剂量辐照处理的食品来说，辐射氧化并不是主要作 用，但是采用小包装或密封包装进行辐照也是必要的。其原因是可以减少二次污 染的机会，同时在包装内可以形成一个小的低氧环境，使后熟过程变慢。一般情况下，杀

17、菌效果因氧的存在而增强。辐射时是否需要氧，要根据辐射处理对象、性状、处理的目的和贮存环境条 件等加以综合考虑来选择。3 .含水量在干燥状态下照射，生成的游离基因失去了水的连续相而变得不能移动，游 离基等的辐射间接作用就会随之降低，因而辐射作用显著减弱。五、影响食品辐照效果的因素(一)辐照剂量剂量等级影响微生物、虫害等生物的杀灭程度，也影响食品的辐照物理化学 效应，两者要兼顾考虑。一般来说，剂量越高，食品保藏时间越长。剂量率也是影响辐照效果的重要因素。同等的辐照剂量，高剂量率辐照，照 射的时间就短；低剂量率辐照，照射的时间就长。通常较高的剂量率可获得较好 的辐照效果。（二）食品接受辐照时的状态污

18、染的微生物、虫害等种类与数量以及食品生长发育阶段、成熟状况、呼吸 代谢的快慢等，对辐照效应也影响很大。大米的品质、含水量不仅影响剂量要求，也影响辐照效果。同等剂量，品质好的 大米，食味变化小；品质差的大米，食味变化大。（三）辐照过程环境条件氧气；温度；压力；含水量；（四）辐照与其他保臧方法的协同作用高剂量辐照会不同程度地引起食品质构改变，维生素破坏，蛋白质降解，脂 肪氧化和产生异味等不良影响）因此在辐照技术研究中，比较注意筛选食品的辐 照损伤保护剂和提高、强化辐照效果的物理方法。如低温下辐照，添加自由基清除剂，使用增敏剂，与其他保藏方法并用和选 择适宜的辐照装置。此外，在食品辐照过程，辐照装置

19、的设计效果、食品在辐照过程剂量分布的 均匀性等都会影响辐照食品的质量。食品辐照并不是解决所有食品保藏问题的万能药方。它既不可能取代传统良 好的加工方法，也不是适用于所有食品。如牛奶和奶油一类乳制品经辐照处理时会变味。许多食品如肉、鱼、鸡等都有一 剂量阈值，高于此剂量就会发生感官性质的变化。第五节 食品辐照的安全卫生与法规一、辐照食品的安全性安全性试验是整个辐照保藏食品研究最早进行，且研究最深入的问题。辐照 食品可否食用，有无毒性，营养成分是否被破坏，是否致畸、致癌、致突变等所 涉及的毒理学、营养学、微生物学和辐照分解等许多学科的研究广度和深度，是 任何其他食品加工方法所没有的。研究结果已确认，

20、只要用合乎要求的剂量和在确保能实现预期技术效果的条件下 对食品进行辐照的辐照食品是安全的食品。20世纪90年代中期，世界卫生组织WHO回顾了辐照食品的安全与营养平 衡的研究，也已得出如下结论：1 .辐照不会导致时人类健康有不利影响的食品成分的毒性变化；2 .辐照食品不会增加微生物学的危害；3 .辐照食品不会导致人们营养供给的损失。1 .放射性的污染和放射性物质的诱发食品辐照是外照射，食品同辐射源不接触，不会产生污染。食品中放射能的 诱发受射线种类、能量、剂量及食品中含有成分等的影响。而受感应的同位素的 半衰期也很重要，倘若半衰期极短，还不等食品到达消费者手中，放射能就消失 了。2 .毒性物质的

21、生成照射会不会使食品产生有毒物质是一个很复杂的问题。迄今为止，研究结果 还未确证会产生有毒、致癌和致畸物质。3 .微生物类发生变异的危险至今尚没有人证明辐照微生物能增加其致病性，或者被辐照的细菌增加了毒 素的形成力或诱发了抗菌力。因此可以这样说，食品辐照不会增加细菌、酵母菌 和病毒的致病性。4 .对营养物质的破坏大多数研究结果表明，低剂量辐照，食品的营养损失是微不足道的。二、辐照食品的管理法规尽管目前有许多国家在其法规中有条款允许一些特定的产品在无条件或有 条件的基础上采用辐照技术，然而这些条款在不同国家是有差异的，这使得辐照 食品的国际贸易遇到困难。1983年FAO/W HO国际食品法规委员

22、会采纳了“辐照食品的规范通用标准(世界范围标准)”和“食品处理辐照装置运行经验推荐规范”。许多国家都将上 述标准作为本国辐照食品立法的一种模式，将其条款纳入国家法规之中，既可以 保护消费者的权益，乂有利于促进国际贸易的发展。我国先后发布了有关法规和标准，如“辐射加工用60co装置的辐射防护规定” (GB 10252-88),“辐射防护规定”(GB 8703-88), “辐照食品标准”(GB 14891-94)。 1996年卫生部发布了“辐照食品卫生管理办法”，规定从事食品辐照加工的单位 和个人，必须取得食晶卫生许可证和放射工作许可证后方可开展工作。辐照食品 在包装上必须有统一制定的辐照食品标识

23、。下也能进行辐射处理。放射线的穿透能力强、均匀、瞬间即逝，而且对其辐照过程可以进行准 确控制。 食品进行辐照处理时，对包装无严格要求。缺点：经过杀菌剂量的照射，一般情况下，酶不能完全被钝化。 经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来讲虽然是微乎其微的， 但敏感性强的食品和经高剂量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化。这 些变化是因游离基的作用而产生的。 有些专家认为，辐照会诱发食品产生致突变、致畸形、致癌和有毒因子。 后来的研究则认为这是没有根据的（1977, FAQ/ IAEA/WHO Expert Committee）o辐射这种保藏方法不适用于所有的食品，要有选择性地应用。能够致死微

24、生物的剂量对人体来说是相当高的，所以必须非常谨慎，做 好运输及处理食品的工作人员的安全防护工作。为此，要对辐射源进行充分遮蔽, 必须经常、连续对照射区和工作人员进行监测检查。二、国内外食品辐照的进展辐射在食品上的利用，有关其有效性、安全性和经济性等方面的研究，以美 国为主已取得了进展。作为用放射线照射食品的开端，在用低剂量照射抑制马铃薯发芽方面，前苏 联（1958）、加拿大（I960）、美国（1964）已获得了法律认可；在防治小麦及面 粉中的害虫方面，前苏联（1959）、美国（1963）也获得了法律认可。在日本，从20世纪50年代后期就开始对农副产品、水产品、酿造食品和肉 类等进行辐射研究。用

25、辐射抑制马铃薯发芽作为一项研究成果获得了法律认可。国际上，以联合国原子能机构为中心，并以联合国粮农组织和卫生组织协作 的形式在食品辐射领域推动着国际性的合作，该联合国委员会从全世界的角度对 辐照食品的卫生安全性研究进行了统筹协调。1980年10月27日举行的第四届专门委员会会议作出的结论是：“用lOkGy 以下的平均最大剂量照射任何食品，在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不存 在问题，而且今后无须再对经低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验。”此结 论推动了世界各国对辐照食品研究的热潮。我国第一所核应用技术研究所于1962年在成都建成，开始了食品辐射研究 工作。有许多利用小型60co或电子辐射源

26、进行食品辐照研究的研究所遍及全国， 据统计有200多个单位从事过或正在进行着食品辐射的研究和生产工作。1984 年11月，经国家卫生部的批准有7项辐照食品（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、 谷物、蘑菇、香肠）允许食用消费，继批准马铃薯等7项辐照食品的卫生标准之 后，又有蔬菜、水果、粮食、酒类等20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。我国在辐照食品卫生安全性方面的研究工作在世界上处于领先地位。我国对 37种辐照食品在理化分析、毒理学试验及动物试验的基础上进行的人体试食试 验，得出的结论结束了由印度学者引起的世界上长达10多年的多倍体之争。总 之，我国辐照食品研究工作在下列方面有商业化、实用化的广阔前景。

27、应用范围|有:进出口水果及农畜产品的辐照检疫处理。低质酒类辐照改性。干果、脱水蔬菜和肉类辐照杀虫。调味品的辐照灭菌。辐照处理和其他保藏处理方法综合应用的研究。第二节辐照的基本概念一、放射性同位素与辐射有些同位素，其质子数和中子数差异较大，其原子核是不稳定的，它们按照一定 的规律（指数规律）衰变。自然界存在着一些天然的不稳定同位素，也有一些不 稳定同位素是利用原子反应堆或粒子加速器等人工制造的。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。低频辐射线（非电离辐射）|：波长较长、能量小（频率低），仅能使物质分子产生转动或振动而产生热， 也可起到加热杀菌作用。高频辐射

28、线（电离辐射）|：频率较高、能量大，如X，丫射线，可使物质的原子受到激发或电离，因 而可起到杀菌作用（冷杀菌）。放射性同位素能放射出。、8 （B+及厂）和丫射线，其过程称为辐射。Q-射线（称a _粒子）是快速运动的氮核（He）,每一家核含有两个质子和 两个中子。a-射线的穿透物质的能力很小，但电离能力很强。B+、旷是带正电荷与负电荷的高速电子，穿透物质的能力比。射线强，但 电离能力不如Q-射线。Y-射线是波长非常短的电磁波束（波长1-0.001纳米）， 其本质与可见光相同丫 射线的能量较高，穿透物质的能力很强，其电离能力较。、B射线小。a、 B、 丫等射线辐射的结果能使被辐射体产生电离作用故又

29、称电离辐射。 低质子数的天然同位素中（除正常的氢以外），几乎中子数与质子数相等（N=Z）, 所以通常是很稳定的。当元素的原子量增加时，其中子数增加超过了质子数，结 果造成核的不稳定。在大多数天然放射性同位素中，其中子数与质子数之比为 1.5 :1 时。放射性下降至初始值一半所需的时间称为半衰期，以t 1/2表示。二、辐照量单位与剂量测量（一）放射性强度与放射性比度1 .放射性强度放射性强度，有称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。单位贝可勒尔（Becqurel,简称贝可 Bq）。2 .放射性比度一个放射性同位素常附有不同质量数的同一元素的稳定同位素，此稳定同位 素称为载体，因此将一个化合物或

30、元素中的放射性同位素的浓度称为“放射性比 度“，也用以表示单位数量的物质的放射性强度。（二）照射量照射量（Exposure）是用来度量X射线或Y射线在空气中电离能力的物理 量，以往使用的单位为伦琴（Roentgen,简写R）,现改为Si单位库仑/千克（Ckg ）, I 伦琴=2.58X10 C kg o1 .吸收剂量单位被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量，单位戈瑞（Gray,简称Gy）o2 .吸收剂量测量食品辐照过程物质吸收剂量是将剂量计暴露于辐射线之下而测得的，然后从 剂量计所吸收的剂量来计算被食品所吸收的剂量。常用的剂量测量体系有量热计、 液体或固体化学剂量计及目视剂量标签。三、辐射

31、源与食品辐照装置食品的辐照装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制系统与安全系 统。（一）辐射源辐射源是食品辐照处理的核心部分，辐射源有人工放射性同位素和电子加速 器。1 .放射性同位素辐射源食品辐照处理上用得最多的是6忆。丫射线源，也有采用137cs 丫辐射源。2 .电子加速器电子加速器（简称加速器）是用电磁场使电子获得较高能量，将电能转变成 射线（高能电子射线，X射线）的装置。用于食品辐照处理的加速涔主要有静电加速器（范德格拉夫电子加速器）， 高频高压加速器（地那米加速器）、绝缘磁芯变压器、微波电子直线加速器、高 压倍加器、脉冲电子加速器等。电子加速器可以作为电子射线和X射线的两用辐射

32、源。（二）防护设备危害人体的两种途径：一种是外照射，即辐射源在人体外部照射；另一种是 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的叫（如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。电离辐射对人体的作用有物理、化学和生物3种效应，在短期内受到很大剂 量辐射时，会产生急性放射病；长期受小剂量辐射会产生慢性病。人体对辐射有一定的适应能力和抵御能力，目前一般规定全身每年最大允许剂量值为5 x 10-2Svo铅的相对密度大，屏蔽性能好，铅容器可以用来储存辐射源。在加工较大的 容器和设备中常需用钢材作结构骨架。铁用于制作防

33、护门、铁钩和盖板等。用水 屏蔽的优点是具有可见性和可入性，因此常将辐射源储存在深井内。混凝土墙既是建筑结构乂是屏蔽物，混凝土中含有水可以较好地屏蔽中子。 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要防止 产生空洞及缝隙过大等问题，防止了射线泄漏。（三）输送与安全系统工业用食品辐照装置是以辐射源为核心，并配有严格的安全防护设施和自动 输送、报警系统。第三节食品的辐照效应与辐照保藏原理食品经射线照射会发生一系列的辐照效应，主要有物理学效应、化学效应和 生物学效应。辐照保藏食品，通常是用X射线、丫射线、电子射线照射食品，这些高能 带电或不带电的射线照射食品会引起食品及食品中的微

34、生物、昆虫等发生一系列 物理、化学反应，使有生命物质的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，达到杀 菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的目的。（一）。射线和Y射线与物质的作用Q射线、Y射线都是高能电磁辐射线，它们又常被称为“光子”，当与被照 射物（如食品、微生物、昆虫和包装材料）原子中的电子相遇，光子有时会把全 部能量交给电子（光子被吸收），使电子脱离原子成为光电子。如果射线的光子与被照射物的电子发生弹性碰撞，当光子的能量略大于电子 在原子中的结合能时，光子把部分能量传递给电子，自身的运动方向发生偏转, 朝着另一方向散射，获得能量的电子（也称次电子，康普顿电子），从原子中逸 出，上述过程称康普顿散

35、射（Compton Scattering）。如果了射线和X射线的能量大于某一阂值时，能量和某些原子核作用而射 出中子或其他粒子，因而使被照射物产生犷放射性（Radioactivity）。能否产生这种放射性（也称感生放射性），取决于射线的能量和被辐照物质的性 质。（二）电子射线的作用当辐射源射出的电子射线（高速电子流）通过被照射物时，受到原子核库仑 场的作用，会发生没有能量损失的偏转，称库仑散射。库仑散射可以多次发生、 甚至经过多次散射后，带电粒子会折返回去，发生所谓的“反向散射工二、食品辐照的化学效应电离辐射穿透食品物料的程度取决于食品性质和辐射的特性。辐射作用时的 效应取决于其改变分子的能力

36、及其电离电位。Y-射线的穿透力比B-粒子大。粒子一般具有较大的能力，能在它们通过物质时产生电离作用。能量级较高的电子束具有较高的穿透深度，并能沿着其径迹（比能量低的电 子束）产生更多的变更分子和电离作用。当中等能量级的电离辐射通过食品时，在电离辐射与分子级和原子级的食品 粒子之间有撞击现象，当来自撞击的能量足以使电子从原子轨道移去时，即导致 产生离子对。当撞击现象提供足够能量使原子之间的化学键断裂时，即发生分子变化，形 成游离基。游离基为分子的一部分、原子团或具有不成对电子的单个原子。稳定 分子几乎总是具有偶数电子的，不成对电子构型是不稳定的形式。所以游离基具 有较大的相互反应、与其他分子反应

37、的趋势，使其奇数电子成对并达到稳定。氧 气经辐射后导致臭氧的形成，氮气和氧气混合后经辐射形成氮的氧化物，溶于水 可成硝酸等化合物。直接作用生物学家提出了射线与基质直接碰撞的靶理论，认为辐照作用主要是由于这 种直接碰撞引起的。此作用的理论经过延伸来解释在食品中的变化。例如食品色 泽或组织的变化可能是由于丫 -射线或高能B -粒子与特殊的色素或蛋白质分子 直接撞击而引起的。间接作用食品中的水分也会因辐照而产生辐射效应。水分子对辐射很敏感，当它接受 了射线的能量后，首先被激活，然后和食品中的其他成分发生反应。水接受辐射 后的最后产物是氢和过氧化氢等，形成的机制很复杂。现已知的中间产物有三种：水合电子

38、(euq)。氢氧基(OH)。氢基(H)。其反应的可能途径如下卜约束间接作用的途径在冻结状态下辐射：即使在冻结水中也会产生游离基，虽然程度可能较轻。但是，冻结状态能阻 止游离基的扩散和移动，降低了游离基与食品组分的接触几率，可显著地约束间 接作用对食品成分的影响。在真空中或在惰性气体环境中辐射：氢基与氧起反应会产生过氧化物基，过氧化物基又可生成过氧化氢。若将氧 从系统中除去，此反应则降低到最小限度，食品成分可受到一定程度的保护。但 是，除氧和尽量减少这些反应对食品中的微生物也有同样的保护作用，其辐射效 果就会大大降低。添加游离基的接受体：抗坏血酸是一种对游离基有较大亲和力的化合物，将抗坏血酸和某

39、些其他物 料添加到食品中，通过与之起反应而导致游离基的消耗，从而可保护敏感性色素、 香味化合物和食品成分。在采用以上途径保护食品成分的同时，也降低了辐射对 微生物和酶的作用。因此，在实际应用中，需相应地提高辐射处理剂量，以达到 食品保藏的目的。1 .氨基酸和蛋白质氨基酸经辐射后，可鉴定的生成物及生成物的数量都因氨基酸的种类、辐射 剂量、氧和水分的存在与否等因素而发生变化。若以甘氨酸为例，经辐照后就可得到氢、二氧化碳、氨、甲胺、乙酸、甲酸、 乙醛酸和甲醛。如果是赖氨酸之类的二氨基一元竣酸，经辐照后，除生成多羟基胺外，还可 生成B-丙氨酸、Q-氨基正丁酸、氧代氨基酸、戊撑二胺、谷氨酸和天冬氨酸。

40、具有筑基或二硫基的含硫氨基酸对射线的敏感性极强，经辐照后，会因含硫部分 氧化和游离基反应而发生分解。蛋白质随着辐射剂量的不同，会因琉基氧化、脱氨基、脱梭、芳香族和杂环 氨基酸游离基氧化等而引起其一级、二级和三级结构发生变化，导致分子变性, 发生凝聚、粘度下降和溶解度降低等变化。贮藏肉类需用lOkGy以上的高剂量进行辐照。从辐照肉中分离出来的挥发 性物质，主要是甲硫醇、链烷烧类和链烯烧类。肉类经杀菌剂量照射后，会生成 多种微量的挥发性物质，但可以认为，只要所进行的辐照不引起氨基酸的组分发 生变化，就不会造成肉类蛋白质的营养性损失。水产品经低剂量辐射后也会出现游离氨基酸增加、褐变和酶反应等问题；牛

41、乳经辐照后，风味变化显著，SH基、-S-S-基增加，粘度增加；蛋清经辐照后粘度下降；小麦(面筋)经辐照后吸水性下降，酶消化性增强。2 .酶在无氧条件下，干燥的筋经过辐照后的失活在不同种醐之间，一般变化不大; 但在水溶液中，其失活过程因酶的种类不同而有差别。关于酶因辐照而引起的失 活中的分子损伤，目前还了解的不够。不过据研究，核糖核酸酸受辐照后形成聚 集体，其失活与特定原子团的损伤无关。3 .碳水化合物研究发现对低分子糖类进行辐照时，不管是固体状态还是水溶液，随着辐照 剂量的增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化等现象，而且 在辐照过程中还会有H2、CO、CO2、CH4等气体生成。

42、多糖类经辐照后会发生熔点降低、旋光度降低、吸收光谱变化、褐变和结构 变化等现象。在低于2()()kGy的剂量照射下，淀粉粒的结构几乎没有变化，但研 究发现，直链淀粉、支链淀粉、葡聚糖及各种禾谷类、薯类等淀粉的相对分子质 量和碳链的长度会降低。4 .脂类辐射对脂类所产生的影响可分为以下三个方面：整个理化性质发生变化。 受辐射感应而发生自动氧化变化。发生非自动氧化性的辐射分解。饱和的脂类在无氧状态下辐照时，会发生非自动氧化性分解反应,产生H2、 CO、C02、碳氢化合物、醛和高分子化合物。不饱和脂肪酸经辐照后也会生成与饱和脂肪酸相类似的物质，其生成的碳氢 化合物为链烯烧、二烯烧、二烯垃和二聚物形成的酸。5 .维生素维生素对辐照的敏感性在评价辐照食品的营养价值上是一个很重要的指标。 在脂溶性维生素中，维生素E的辐照敏感性最强；水溶性维生素中，维生