食品辐射保藏

食品辐射保藏 第一节 概述

一、食品辐射的意义

利用高能量射线的辐射能量，对食品或产品进行杀虫、杀菌、抑制发芽、延迟后熟等处理，达到保藏食品的目的。 优点：

（1）无化学残留物。

（2）可对包装的物品杀菌，而包装种类不限。 （3）较好地保持食品的品质。 （4）节约能源。

（5）工艺简单，可大量连续地处理食品。 （6）可在冻结状态下杀菌。 （7）杀菌效果可靠性高。 （8）适用范围广。 缺点：

（1）一次性投资大。

（2）不能适用于所有食品。

有可能产生不好的感官性变化。 二、食品辐射的国内外情况

第二节 辐射的基本原理

概念：辐射（电离辐射）是辐射源放出射线、释放能量、能使受辐射物质的原子发生电离作用的一种物理过程。 一、放射性同位素及辐射 1.同位素.放射性同位素

同位素：核电荷（质子数）相同，中子数不同的元素。

有些同位素是不稳定的，它们按一定规律（指数规律）衰变。不稳定同位素在衰变过程中，以一定速率放出辐射线。这些不稳定同位素——放射性同位素。 2.几种辐射线

α-射线：氦核粒子线，穿透力弱，电离性大。

β-射线：高速电子流，穿透力较α-射线大，但电离能力比α-射线弱

γ-射线：γ光子组成的电磁波，能量大，穿透力强，但电离能力比α-射线、β-射线弱。 二、放射性衰变及放射性比度 1. 放射性衰变

放射性元素放出射线后，它们的原子核就转变成另一种原子核。射线是从原子核内放射出来的，放射性是原子核转变的结果，通常把这种原子核的转变过程称为放射性衰变。

半衰期：放射性原子核数因衰变而减少到原来的一半所需的时间。 2.放射性强度 是衡量放射性强弱的程度 常用单位：

1012

1居里（Ci）=3.7×10 个原子衰变/秒=2.22×10个原子衰变/分

1克镭当量：相当于1克镭的放射性强度。即凡放出γ射线的物质，和1克镭在同样条件下所引起的电离作用相等时，则其放射性强度为1克镭当量。

1贝可（Bq ）=1个原子衰变/秒

3. 放射性比度 同位素中含放射性同位素的浓度 三、辐射能量

单位：电子伏特（ev） 1ev相当于1个电子在真空中通过电位差为1v的电场中被加速所获得的动能。

-12-19

1ev=1.6×10尔格（erg）=1.6×10焦耳

60137

在食品辐射研究与加工中常用的辐射源：Co、Csγ辐射源。

5960

Co 27Co - β=0.306 Mev

γ1=1.17 Mev

γ2=1.33 Mev

60 28Ni 60

Co的半衰期：5.27年。 137

Cs的衰变图 P265 四、辐射源

1.放射性同位素源

2.电子加速器（电子束辐射源）

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。 电子加速器也称人工β射线源。

用来产生X射线的加速器也称X射线源。

利用高能电子冲击原子量较大的金属靶（如金靶）时，可得X射线。 电子加速器作为辐射源有如下优点： （1）产生的电子流强度大，剂量率高。

（2）加速器产生的电子的能量流强可调节，便于改变穿透距离及剂量率。

（3）加速器的启动和停机可根据需要任意控制，停机后即不产生辐射，又无放射性污染，便于检修。

（4）电子射线的定向性能好，易于控制，穿透力弱，所以辐射能量利用率高。 （5）电子束射程短，防护较简单。 缺点：

（1）装置较复杂。

（2）造价高，一次性投资较高。 （3）只适用于食品表层的照射。 五、辐射食品的安全性问题

1.辐射食品是否会沾染放射性物质？ 一般不会

2.关于感生放射性问题 一般不会

主要取决于辐射的类型及所用的辐射能量。 目前，食品辐射处理允许使用的辐射源有：

60

①Co γ1=1.17 Mev γ2=1.33 Mev t1/2=5.27年

137

②Cs γ=0.66 Mev t1/2=30年 ③束能≤10 Mev的加速电子 ④束能≤5 Mev的X-射线源

3.关于辐射食品是否会产生毒性物质的问题 未发现

4.致癌、致畸、致突变 未发现 六、辐照或辐照剂量单位 （一）辐射或照射的量

凡是用电子束的叫辐射，用射线的叫照射。

伦琴的定义是标准状况下（0℃，760mmHg），每立方厘米空气（0.00129克）在X-射线

9

或γ-射线照射下能产生2.08×1 0离子对或形成一个正电或负电的静电单位时的照射量为1伦琴（1R）。 （二）吸收剂量

在辐射源的辐射场内，单位质量（克）被辐射物质吸收的辐射能量称吸收剂量。简称剂量。

单位：戈瑞（Gy） 1戈瑞（Gy）=100拉德=1焦耳/千克 （三）剂量率：单位时间内吸收的剂量 Gy/s(hr)

第三节 食品辐射技术的化学与生物学效应

一、食品的辐射化学效应 初级辐射效应 次级辐射效应 1.水的辐射效应

最后产物是H2和H2O2等。

G值：吸收100 ev能量的物质所产生化学变化的分子数。 2.食品中其他成分的辐射效应 （1）氨基酸和蛋白质

纯氨基酸——脱氨基，产生氨 含硫氨基酸——产生H2S

其他氨基酸——胺类、二氧化碳、脂类、酸类等

食品中氨基酸对辐射的稳定性要大于溶液中的氨基酸。 蛋白质被照射时，产生变性、断裂和聚合作用。 食品中的蛋白质比纯的蛋白质稳定。 （２）酶

总的来说，酶存在的环境条件越复杂，其对辐射敏感性越低。 一般来说，食品中的酶对辐射稳定，需大剂量照射才能使之钝化。 （３）糖类

对射线相当稳定，只有在大剂量照射下才引起氧化和分解作用。 （４）脂类

脂肪酸长链在C-C键上断裂，会产生脂肪氧化 （５）维生素

辐射后，维生素最容易受破坏。 二、食品辐射的生物学效应

代谢异常、细胞分裂异常、细胞或组织死亡、生物体死亡。洋葱不发芽、蘑菇不开伞亦属此类。

细胞机能越旺盛，越易受伤害。

１.直接作用学说（中靶说）：高能射线照射生物体时，某些活性物质（DNA、RNA、酶）失活引起生物体死亡。

２.间接作用学说（离子化说）：高能射线照射生物体时，使生物体细胞内外的水分子离子化，引起各种反应，造成生物体死亡。

３.作用特点 （１）病毒 （２）微生物

D10：杀死某种微生物９０％所需的辐射剂量。 肉毒梭状芽孢杆菌（孢子）A型 D10=5KGy 沙门氏菌 D10=0.5KGy 假单胞杆菌 D10=0.4KGy 霉菌、酵母菌 D10=2KGy

（３）昆虫 杀虫剂量10Gy～1KGy （４）寄生虫

（５）植物 延缓后熟

第四节 辐射在食品保藏中的应用 一、应用在食品保藏上的辐射类型

1.辐射阿氏杀菌（辐射灭菌）Radappertization 此剂量可使食品的微生物减少到零或有限个数。 剂量范围：10～50 KGy

2.辐射巴氏杀菌（辐射消毒）Radicidation

此剂量使食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌（如沙门氏菌）。 剂量范围：5～10 KGy

3.辐射耐贮杀菌（辐射防腐）Radurization

此剂量只降低其腐败菌数并延长新鲜食品的后熟期及保藏期。 剂量范围：＜5KGy

鳕鱼 剂量 保鲜时间（0℃保藏） 0.5-1.5 KGy 2周 4-5 KGy 1个月 7-8 KGy 2-3个月 4.杀灭寄生虫（卵） 0.3-1.0 KGy 5.除虫（杀虫使之不育） 0.2-1.0 KGy 6.抑制发芽 0.03-0.15 KGy 二、食品辐射与食品卫生法的允可

FAO、WHO、IAEA三个组织研究结果，10 KGy以下的剂量照射，食品是安全的。若超过10 KGy，则要做毒理学实验。 三、放射线的杀菌作用

1.照射后的微生物残存率曲线

（1）大肠菌和沙门氏菌、革兰氏阴性无芽孢菌呈直线减少。 表示微生物只遭受一次辐射打击，细胞即死亡。

（2）肠球菌等革兰氏阳性菌或肉毒梭状芽孢杆菌等芽孢杆菌受照射后在低剂量范围内先缓慢减少，再直线减少。

表示微生物遭受两次或两次以上辐射打击而致死。 2.影响辐射杀菌效果的因素 （1）细菌种类

（2）食品的含水量

食品含水量高，杀菌效果较好。 （3）细菌的生理状态

处于繁殖阶段或是以营养细胞存在的较易杀死。 （4）共存物质 保护性物质 敏化剂

（5）辐射温度

处理冻品，须增加剂量。 （6）氧气的浓度

氧的存在，杀菌效果会提高。 四、食品的辐射 1.肉禽类

辐射剂量≤45 KGy

高剂量处理常使之产生异味（辐射味）

猪肉用60

Coγ射线照射：

1 KGy——出现辐射味

10-20 KGy——辐射味较明显 30 KGy——辐射味较重 含脂量高的易出现辐射味

用适当的措施（低温辐射、真空辐射）可减少辐射味

剂量 对照 50万伦 100万伦 200万伦存放天数 1 5-15 60-90 120-360 12.水产品

辐射剂量≤3 KGy 3.蛋类

辐射剂量≤10 KGy 4.果蔬类 目的：

a.防腐 辐射剂量≤1 KGy b.控制虫害 辐射剂量≤1 KGy

c.延缓后熟，防止老化 辐射剂量≤0.5 KGy d.抑制发芽 辐射剂量≤80Gy 5.谷物及其制品 目的：杀虫、防霉。 五、辐射食品卫生的研究 1.毒理学的研究 2.致癌物的研究

3.诱变及细胞毒素的研究 4.营养学的研究

5.微生物学方面的研究 6.诱发放射性的研究 7.包装的研究

万伦 年以上 300