食品加工新技術(shù)

1、食品加工新技術(shù),——食品的輻射保藏組員; 吳偉李鑠尹澤群,索引食品輻射保藏概述食品輻射保藏研究現(xiàn)狀和應(yīng)用食品輻射保藏安全問題及對策食品輻射保藏前景及展望,一、食品輻射保藏概述,食品的輻射保藏,概念食品的輻射保藏是利用射線照射食品，滅菌、殺蟲、抑制鮮果蔬的生命活動，從而達到防霉、延長食品貨架期目的的一種食品保藏方法食品輻射保藏的特點：“冷殺菌”具有良好的保鮮效果輻照處理事情能耗低對環(huán)境的污染小,

2、食品輻射保藏概述>>,食品輻射歷史保藏的歷史發(fā)展,美國最早本世紀四十年代開始進行輻射（照）保藏食品的研究，當(dāng)時主要用于軍事上。1943年發(fā)表了對漢堡包進行輻照殺菌的論文后，美國由此解決了海軍食品保存問題。爾后研究遍及美國90多所大學(xué)及科研單位。50年代初前蘇聯(lián)、歐洲和日本也相繼進行了廣泛的研究。我國食品輻射（照）的研究則最早于1958年開始，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、東北地區(qū)、湖南、廣東等地相繼開展了食品

3、輻照的研究。在國際原子能機構(gòu)（IAEA）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、和世界衛(wèi)生組織（WHO）的倡議下，1970年在巴黎成立了“食品輻射（照）國際計劃”（IFIP），先后共24個國家參與該計劃，分工協(xié)作進行研究。,我國自1958年開始，70年代的研究工作取得了一定的成效。1984年11月國家衛(wèi)生部批準7項輻照食品允許消費。之后又有28多種食品通過了不同價格的技術(shù)鑒定。80年代，一些省市建立了一起容量較大的輻射應(yīng)用試驗基地，如北京、上

4、海、天津、湖南、四川、廣東等地。1977年，衛(wèi)生部發(fā)布了啊6類輻照食品國家標(biāo)準。2002年，國家質(zhì)檢總局批準了17種輻照食品加工工藝標(biāo)準。,目前，國際上已有50多個國家批準了對240余種食品進行輻照處理。截止到2005年，我國輻照食品種類已達七大類56個品種，主要是①谷物、豆類及其制品輻照殺蟲②干果、果脯類輻照殺蟲殺菌③熟畜禽肉類食品輻照保鮮④冷凍包裝畜禽肉類輻照保鮮⑤脫水蔬菜、調(diào)味品、香辛料和茶的輻照殺菌⑥水果、蔬菜類

5、輻照保鮮⑦魚、貝類水產(chǎn)品類輻照殺菌等。,食品輻射保藏的基本原理,食品輻照時，射線把能量或電荷傳遞給食品以及食品上的微生物和昆蟲，引起的各種效應(yīng)會造成它們體內(nèi)的酶鈍化和各種損傷會迅速影響其整個生命過程，導(dǎo)致代謝、生長異常、損傷擴大直至生命死亡。而食品則不同，除了鮮活食品之外不存在著生命活動，鮮活食品得新陳代謝也處在緩慢的階段，輻射所產(chǎn)生的影響是進一步延緩了它們后熟的進程，符合儲藏的需要。,食品的輻照效應(yīng),1、輻射術(shù)語和單位（1）放射性

6、強度的單位 放射性強度是度量放射性強弱的物理量，常用的單位有居里（Ci）、貝克（Bq）和克鐳當(dāng)量。 輻射強度也可用輻射線的能量來表示，輻射能量的單位是電子伏特（eV），它表示任何帶電單位電荷的粒子彈其越過1V電位差事所需的能量。（2）照射量及其單位 照射量是用來量度X射線或g射線在空氣中電離能力的物理量，其單位為倫琴（R）。（3）吸收劑量及其單位 被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收量，其

7、單位為J/Kg，專用名為戈瑞（Gy），或拉德（rad）。,2、食品輻射效應(yīng),（1）食品輻射的物理效應(yīng)a.γ射線和X射線的作用 康普 散射 感生放射性b.電子射線的作用 電離 散射 韌性輻照 湮沒輻射 契倫科夫輻射,（2）食品輻射的化學(xué)效應(yīng),輻射的化學(xué)效的物質(zhì)，除了食品本事及包裝材料之外，還有附著在食品表面及內(nèi)部應(yīng)是指被輻射物

8、質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化。食品的輻射處理，發(fā)生化學(xué)變化的微生物、昆蟲和寄生蟲等生物體。,a.水 水輻射的化學(xué)效應(yīng)可概括為,b.蛋白質(zhì)和酶 蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)破壞 輻射交聯(lián) 輻射降解蛋白質(zhì)輻照時交聯(lián)與降解同時發(fā)生，而往往是交聯(lián)大于降解，所以諒解常被掩蓋而不易覺察。,c.糖類 糖類再輻射過程中發(fā)生的變化主要是降解作用和輻解產(chǎn)物打形成，若干固態(tài)糖類的輻解產(chǎn)物見表,d.脂類脂肪

9、和脂肪酸被射線照射時，飽和脂肪比較穩(wěn)定，而不飽和脂肪容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氧化、脫氨等作用，飽和脂肪也會被氧化。輻射促進自動氧化過程可能是由于促進自由基的形成和氫過氧化物的分解，并使抗氧化劑遭到破壞。食品中的脂類組分受輻射而產(chǎn)生的化合物，除了有輻射誘導(dǎo)的自動氧化產(chǎn)物外，也有非氧化的分解產(chǎn)物。 e.維生素 食品中維生素在輻射中的穩(wěn)定性和食品的性質(zhì)及成分有密切的關(guān)系，其損失率隨著輻射劑量的增大而增大。,（3）食品輻射的生物學(xué)效應(yīng),a

10、.抑制蔬菜發(fā)芽和果實后熟 蔬菜中的馬鈴薯和洋蔥，主要是通過抑制其休眠來進行儲藏的，在結(jié)束休眠后，如果溫度和濕度適宜時，便會旺盛地發(fā)芽；果實采收后的成熟現(xiàn)象稱為后熟，后熟的速度影響著儲藏期的長短。,b.導(dǎo)致微生物和昆蟲的死亡食品經(jīng)輻射后，附著在食品上的微生物和昆蟲發(fā)生了一系列生理學(xué)與生物學(xué)效應(yīng)而導(dǎo)致死亡，其機理是一個十分復(fù)雜的問題，目前還沒有完全搞清楚，一般認為與下面兩點有密切關(guān)系：（1）造成遺傳物質(zhì)DNA的損傷（2

11、）輻射化學(xué)效應(yīng)的產(chǎn)物與細胞組成發(fā)生反應(yīng),食品輻射裝置,食品的輻射裝置包括輻射源、防護設(shè)備、輸送系統(tǒng)和自動控制與安全系統(tǒng) 1、輻射源輻射源是食品輻射加工的核心部分，它可以分為放射性同位素和電子加速器兩大類 （1）放射性同位素 （2）電子加速器電子射線射程短，密度大，穿透力差，一般適用于食品表面的照射，如對易腐食品輻射時，選定適當(dāng)?shù)摹凹铀倌堋保涂墒股渚€不穿透食品內(nèi)部，只進行表面殺菌。,二、食品輻射保藏研究

12、現(xiàn)狀和應(yīng)用,食品輻射保藏的現(xiàn)狀,食品從生產(chǎn)、貯藏、銷售到最終消費，都會由于微生物、酶和害蟲等生物作用，氧氣、水份和光線等化學(xué)作用，吸潮和蒸發(fā)等物理作用而產(chǎn)生質(zhì)變，造成不同程度的損失據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，每年谷物平均損失達25拓，其他食品在世界不同地區(qū)的損失大約為20-50拓。因此，搞好食品保藏，盡量減少各種原因造成的損失，是一種特殊形式的生產(chǎn)。長期以來，人們創(chuàng)造了許多保藏食品的方法。食品輻射保藏是繼傳統(tǒng)保藏方法之后，又一種發(fā)展較快的新技

13、術(shù)，也是和平利用原子能的一個重要方面。,食品輻射保藏的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用>>,目前輻射在食品保藏中的主要應(yīng)用a、殺菌。有不完全殺菌、殺滅食品中致病性細菌和徹底性殺菌三種。 不完個性殺菌(輻射選擇性殺菌)用于延長肉類、禽類、魚貝類、水果和蔬菜等貯藏期，適宜劑量為0.1-0.3兆拉德。 殺滅食品中致病性細菌(輻照針對性殺菌)一般用于殺滅肉類和蛋制品中的沙門氏菌，適宜劑量為0.5-0.8

14、兆拉德。 徹底性殺菌(輻照完全性殺菌)用于肉類及魚制品類、發(fā)酵原料、飼料及宇航員與特殊患者(如自血病、燒傷和器官移植等)食品等，適宜劑量為3.0-5.0兆拉德。,b、殺蟲。射線可以殺滅諸如柑桔、芒果等果上的果蠅(20-25千拉德)，大米、小麥和雜糧等糧食中害蟲(10-30千拉德)，豬肉等肉類中的旋毛蟲等寄生蟲(50千拉德)，香料、干菜和果千等食品中的瞞蟲等(50-70千拉德)。c、促使果疏生長發(fā)育異?；?。射線可

15、以抑制馬鈴薯、洋蔥、大蒜、番薯等生根發(fā)芽(5-15千拉德);延緩菇類開傘(20-50千拉德)，香蕉、番茄等后熟(20-80千拉德);促進桃子、柿子等水果的成熟(100一拉德)，辣椒等蔬菜中的類胡蘿卜素、番茄中的番茄紅素的積}IY '(500千拉德)。 d、輻照改質(zhì)。利用輻照處理可以增加干制食品的復(fù)水性(1兆拉德);加速酒的陳化(5兆拉德)，提高面粉加工面包的性能(5兆拉德);促使高分子物質(zhì)(如淀粉、蛋白質(zhì)等)變性，使之更加適

16、合食品及其他用途的加工(1兆拉德)，提高酶類(諸如發(fā)醉飼料及一般飼料中各種酶類)分解粗纖維、淀粉及蛋白質(zhì)的能力(10兆拉德)。,,三、食品輻射保藏安全問題及對策,食品的輻射劑量及輻照食品安全,1、食品輻射的類型 聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、國際原子能機構(gòu)（IAEA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合專家委員會把食品輻射分為下列三類:低劑量輻照、中等劑量輻照、大劑量輻照。,,食品輻射保藏安全問題及其對策>>,2、食品輻照的衛(wèi)生

17、與安全 輻照食品的安全性通過以下五個方面研究:（1）、食品的輻照劑量（2）、食品的包裝方法和包裝材料（3）、輻射化學(xué)變化（4）、動物或家畜喂養(yǎng)實驗（5）、輻照食品的毒理學(xué)研究,FAO、IAEA和WHO聯(lián)合專家委員會得出結(jié)論，任何商品食物輻照總平均劑量達10KGy水平時，不具有毒理學(xué)上的危害性，這樣處理的食品毋需進行毒理學(xué)檢查，用10KGy劑量輻照過的食品，不會引起特殊的營養(yǎng)或微生物問題。 FAO、IAEA和WH

18、O聯(lián)合專家委員會于1980年10月27日至11月3日在日內(nèi)瓦召開了關(guān)于輻照食品衛(wèi)生會議。依據(jù)以前各屆專家委員會的建議和這些機構(gòu)組織的其他技術(shù)或法律專家會議所作出的結(jié)論，允許食品輻照的最大能量水平是:電子射線為10MeV；γ射線和X射線為5MeV。我國立法:《輻照食品衛(wèi)生管理辦法》（衛(wèi)生部令第47號）《輻照食品人體試食試驗暫行規(guī)程》有關(guān)輻照食品的國家衛(wèi)生標(biāo)準,食品輻射保藏仍然存在的問題及對策輻射裝置對人體的危害途徑電離輻射

19、對人體的作用輻射源的防護措施輻照室,輻射裝置對人體的危害途徑：輻射對人體危害的兩種途徑外照射，即輻射源在人體外部照射內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射食品輻照一般使用的是嚴格密封在不銹鋼中的鈷-60輻射源和電子加速器，輻照對人體的危害主要是外輻射造成的。,電離輻射對人體的作用：電離輻射對人體的作用主要有物理、化學(xué)和生物三種效應(yīng)。短期大劑量輻射，產(chǎn)生急性放射病長期小劑量輻射，產(chǎn)生

20、慢性病人體有一定的適應(yīng)能力和抵御能力,輻射源的防護措施：為了防止射線傷害輻射源附近的工作人員和其他生物，必須對輻射源和射線進行嚴格的屏蔽鉛的密度大，屏蔽性能好，鉛容器可以用來貯存輻射源鋼材在加工較大的容器和設(shè)備中常需用作結(jié)構(gòu)骨架。鐵用于制造防護門、鐵鉤和蓋板等。水屏蔽的優(yōu)點是具有可見性和可入性，常用深水井貯存輻射源。（如鈷-60、銫-137等）混凝土墻，既是建筑結(jié)構(gòu)又是屏蔽物，混凝土中含有水可以較好的屏蔽中子各種屏蔽材

21、料的厚度必須大于射線所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工過程中要防止產(chǎn)生空洞及縫隙過大等問題，防止γ射線泄露。,輻照室：輻照樣品的場所，其防護墻的幾何形狀和尺寸的設(shè)計，不僅要滿足食品輻照條件的要求，還要有利于γ射線的散射，使鐵門外的劑量達到自然本底。輻照室空氣氧經(jīng)鈷-60γ射線照射后會產(chǎn)生臭氧，臭氧生成的濃度大小與使用的輻射源強度成正比例關(guān)系，為防止其對輻射樣品質(zhì)量的影響力保護工作人員健康，在輻照室內(nèi)需有送排（ 通風(fēng)）設(shè)備。,,四、食品

22、輻射保藏前景及展望,食品輻射保藏的前景,食品輻射保藏技術(shù)與其他傳統(tǒng)方法相比，具有很多優(yōu)點。(1)放射源能自發(fā)地放出射線，不需要外加能源，與蒸煮和冷藏相比，大約可節(jié)能70-97拓。(2)輻射保藏在食品中無殘留物，可提高食品的衛(wèi)生質(zhì)量，安全可靠，較殺蟲殺菌劑和食品防腐劑為優(yōu)。(3)基本上不產(chǎn)生“三廢”，有利于環(huán)境保護。(4)輻射加工過程溫度幾乎沒有升高，故能較好地保持新鮮食品、冷凍食品等的原有特性、風(fēng)味和鮮度。(5)丫射線穿透力

23、強，對各種各樣大小不一包好的一食品表面及內(nèi)部處理均勻，能有效地防止微生物的二次感染，若與其他方法相配合則效果吏佳。(6)輻照食品可以在常溫下貯運，這對于發(fā)達國家和發(fā)展中國家都具有重要意義，而對冷藏、分配系統(tǒng)尚不發(fā)達的國家尤為垂要。,,食品輻射保藏的前景及展望>>,對食品輻射保藏的展望,總之食品輻照將對人類帶來很多好處，尤其是能為陸地、海洋、水下、空中和外層空問作業(yè)的人們提供新鮮食品，并能滿足部隊的特殊需要，正因為如此，所以

24、它受到國內(nèi)外的高度重視。目前已建成了世界上最大的600萬居里“一鉆Y射線”輻照裝置。中國一家公司正在籌建1000萬居里的“一鉆源”?？梢韵嘈?，隨著技術(shù)的進步和輻射源在規(guī)模上的增加，食品輻射保藏將會取得巨大的經(jīng)濟效益。和其他方法相配合，將大大減少食品腐敗，為解決世界性食品缺乏，特別是動物性蛋白質(zhì)的缺乏作出巨大貢獻。,,參考文獻:[1]張淑芬. 食品輻射保藏實際應(yīng)用的新近進展[J]. 核農(nóng)學(xué)通報,1987,01:1-6. [2]馮一兵

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