食品辐射保藏技术.ppt

食品辐射保藏技术,第六章,第六章 食品辐射保藏技术,第六章 食品辐射保藏技术,问题一 食品辐射保藏技术的特点何在？ 问题二 辐射保藏对食品的成分会产生什么影响？ 问题三 辐射技术在食品保藏中有哪些应用？,,,,第六章 食品辐射保藏技术,§1.概述,§1.1.食品辐射保藏的概念 利用原子能射线照射食品，对食品进行杀菌、灭虫、抑制鲜活食品的生命活动等处理以延长食品保藏期的方法。,第六章 食品辐射保藏技术,§1.2.辐射保藏的特点,杀菌效果好； 食品的品质变化小； 应用范围广，无残毒； 节能，操作简便，生产效率高； 很难使食品中的酶失活； 具有适宜能量的射线种类很少； 不能适用于所有食品； 安全性问题。,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3 电离辐射的作用,电离辐射的物理效应 电离辐射的化学效应 电离辐射的生物学效应,,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3.1 电离辐照的物理学效应,x射线和γ射线与物质的作用 光电效应 低能光子（0～0.5MeV）与物质的原子作用，被照物质原子中的电子脱离原子成为光电子。 康普顿散射 当光子的能量（0.5～1.5MeV）略大于电子在原子中的结合能时，产生低能量光子和康普顿电子。 电子对效应。 当射线的光子能量较高时（>1.022MeV） ，产生的正负电子。,,,,,hν,hν`,T,第六章 食品辐射保藏技术,电离辐照的物理学效应,当射线的能量大于某一阈值时，可使被照射物产生诱感放射性。,注意： 为了严格防止辐射食品诱发产生放射性，必须谨慎选用不产生诱感放射性的辐射源，食品辐照采用的γ射线和 x 射线能量水平一般不超过5MeV。,第六章 食品辐射保藏技术,带电粒子与物质的作用,电子射线通过被照射物时，可发生： 激发、电离 使被照物原子中的电子被激发或脱离原子； 库仑散射 弹性碰撞，发生没有能量损失的偏转； 轫致辐射 非弹性碰撞，动能转变，放射出光子。 湮灭辐射 与反粒子碰撞，发生湮灭，放出两个光子。,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3.1电离辐照的物理学效应,x射线和γ射线与物质作用时，可发生： 光电效应→光电子 康普顿散射→低能量光子和康普顿电子 电子对效应→正负电子 带点粒子（电子射线）与物质作用时，可发生： 激发、电离→电子被激发或脱离原子 库仑散射→发生偏转 轫致辐射→放射出光子 湮灭辐射→放出两个光子,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3.2 电离辐射的化学效应,表达 用G表示辐照化学效应的强弱。 G值：物质吸收100eV能量所产生化学变化的分子数。 直接作用（初级辐射） 主要是由射线与基质直接碰撞，使之形成离子、激发态分子或分子碎片。 间接作用（次级辐射） 初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3.3 电离辐射的生物学效应,电离辐射对微生物的直接作用,电离辐射对微生物的间接作用 被激活的水分子或电离的游离基与微生物体内的活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。,第六章 食品辐射保藏技术,电离辐射对微生物的作用,病毒 一般采用加热和辐照并举的方法，可有效抑制病毒的活动。（杀灭病毒的辐射剂量：30～40kGy) 细菌 辐照剂量愈高，对细菌的杀灭率愈强。 霉菌和酵母菌 对辐照的敏感性与无芽孢细菌相同。,辐射剂量见P168,第六章 食品辐射保藏技术,电离辐射对虫类的作用,昆虫 辐射的损伤作用 致死、缩短寿命、不育、延迟发育、减少进食和抑制呼吸。（辐射剂量<1kGy) 寄生虫 辐射剂量（猪旋毛虫） 3~5kGy致死 0.2~.03 kGy抑制生长 0.12kGy不育,第六章 食品辐射保藏技术,电离辐射对植物的作用,干扰乙烯合成，抑制高峰期的出现； 改变果蔬的呼吸率，防止老化； 抑制发芽 使水果中的化学成分发生变化； 组织褐变,第六章 食品辐射保藏技术,影响辐射杀菌的因素,使用同一种辐射源，在相同的辐射剂量下，影响辐射杀菌效果的因素有： a.微生物的种类与菌龄 b.最初污染菌数 c.介质的组成 d.氧气 e.食品的物理状态,第六章 食品辐射保藏技术,§1.4.食品辐射保藏的机理,利用高能射线的电离能力和强大的穿透能力，引起生物体内部分子和原子的激发和电离，从而扰乱了生物体正常的新陈代谢，抑制了生命和酶的活动。 辐射处理可以杀灭食品中的微生物和昆虫，而对食品本身的营养价值并无明显的影响。,,Way？,第六章 食品辐射保藏技术,§1.3.食品辐射保藏的机理,食品辐照时，微生物或昆虫一般多集中在食品的表层，故它们和食品表层最先接受射线的作用。 在适量的辐射剂量下，食品内发生变化的分子、原子占食品分子的极少数。 分子的微小变化，都可能导致生物酶的失活，生理生化反应的延缓或停止，新陈代谢的中断、生长发育停顿、生命受到威胁，甚至死亡，因而对生命活动影响较大。 然而，作为动物性食品原料已无生命失去新陈代谢能力，植物性食品虽然有生命存在但新陈代谢非常缓慢，因此能发生变化的极少数分子对食品产生的影响很小，有的几乎不产生影响。,第六章 食品辐射保藏技术,§2. 辐射对食品成分的影响,电离辐射引起水分子的变化 辐射对蛋白质与氨基酸的影响 辐射对糖类的影响 辐射对脂类的影响 辐射对维生素的影响,第六章 食品辐射保藏技术,§2. 辐射对食品成分的影响,§2.1电离辐射引起水分子的变化 水分子对辐射很敏感，被活化的水与其他有机物反应，产生辐射的间接效应。,第六章 食品辐射保藏技术,§2. 1电离辐射引起水分子的变化,水分子的电离和激发 离子、分子反应生成自由基和氢离子 激发分子分解产生自由基 一部分水化电子与水生成自由基 自由基相互反应生成分子产物：,第六章 食品辐射保藏技术,§2.1 电离辐照引起水分子的变化,水化电子之间、水化电子与自由基之间反应，生成分子离子 纯水辐射的化学效应可概括为：,辐射能量约0.1Mev,,第六章 食品辐射保藏技术,§2.2 辐射对氨基酸与蛋白质的影响,化学变化 氨基酸经辐射发生脱氨基、氧化等反应； 蛋白质：结构破坏、辐射交联、辐射降解 如：发生巯基氧化、脱氨基和脱羧反应、裂解产生分子碎片； 导致蛋白质分子变性，发生凝聚、粘度下降和溶解度降低等变化。,对食品品质的影响 蛋白质因辐射而变性虽然只是很少部分，但仍可引起物理化学及感官的变化。P171 低温辐射可减少风味的降低。,第六章 食品辐射保藏技术,§2. 3 辐射对糖类的影响,在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物的形成。 多糖类经辐射后，多糖链断裂，产生链长不等的糊精碎片。 辐射可导致糖类的熔点↓、旋光度↓、褐变、结构变化。 P172 蛋白质和氨基酸对糖类辐解有保护作用。,商业辐射剂量导致的物理变化微小。,第六章 食品辐射保藏技术,脂肪酸长链中C-C键断裂； 受辐射感应而发生自动氧化（不饱和脂肪酸）； 发生非自动氧化性的辐射分解 。 辐解产物与热分解产物性质基本相似。 §2.5.辐射对维生素的影响 水溶性维生素对辐照的敏感性（P173）； 脂溶性维生素对辐照均很敏感。 其损失率随着辐射剂量的增大而增大。,§2.4.辐射对脂类的影响,第六章 食品辐射保藏技术,约束间接作用的途径,在冻结状态下辐射 在真空或惰性气体环境中辐射 添加自由基的接受体,第六章 食品辐射保藏技术,§3.辐射技术在食品保藏中的应用,§3.1.辐射源 a. 放射性燃料 60Co辐射源——γ射线 137Cs辐射源——γ射线 b.电子加速器 静电加速器——高能电子射线 x射线辐照装置——x射线,第六章 食品辐射保藏技术,,§3.辐射技术在食品保藏中的应用,§3.1.辐射源 a. 放射性同位素 60Co辐射源： 经β衰变后放出两个能量不同的γ光子 特点： 价格较便宜； 操作使用与维修方便； 对防护设备要求高。,第六章 食品辐射保藏技术,,§3.辐射技术在食品保藏中的应用,§3.1.辐射源 a. 放射性同位素 137Cs辐射源： 经β衰变后放射出一个γ光子。 特点： 可从废料中提取； 装置成本高； 防护困难。,第六章 食品辐射保藏技术,§3.辐射技术在食品保藏中的应用,§3.1.辐射源 b.电子加速器 利用电磁场使带电粒子获得很高的速度，从而将电能转化为高能电子射线或x射线的装置。,第六章 食品辐射保藏技术,静电加速器,1.球形高压电极 2.支架 3.真空加速管 4.输电带 5.电子枪 6.直流高压电源 7.电刷 8.金属靶 9.均压环 10.转轴 11.真空泵,,静电加速器结构原理图,特点： 射线强度高，可调； 无射线污染，易控制可检修； 防护简单； 照射不均匀； 装置复杂造价高。,第六章 食品辐射保藏技术,§3.2. 辐射在食品保藏中的应用,食品辐照处理的视频,第六章 食品辐射保藏技术,§3.2. 辐射在食品保藏中的应用,§3.2.1. 食品辐射杀菌的类型 辐射耐贮杀菌（Radurization） 低剂量照射（平均辐射剂量在1kGy以下） 辐射巴氏杀菌（Radicidation） 中剂量照射（平均辐射剂量在1～10kGy之间） 辐射商业杀菌（Radappertization） 高剂量照射（平均辐射剂量在10 ～50kGy之间）,抑制发芽；杀灭昆虫和寄生虫；延缓水果和蔬菜的后熟过程,杀菌、防腐；延长保藏期；改良食品的工艺品质,香料、调味品的商业杀菌,第六章 食品辐射保藏技术,§3.2.2. 食品辐射保藏的工艺流程,第六章 食品辐射保藏技术,辐照装置,辐照装置简图,第六章 食品辐射保藏技术,§3.2.3. 典型食品辐照工艺,第六章 食品辐射保藏技术,§3.2.4 辐照食品的包装,目的 调节气体氛围； 防止污染； 提高辐照效率。 要求 透气性低、机械强度高、密封性能好、防潮、耐热、耐辐射。 材料,第六章 食品辐射保藏技术,§3.3. 辐射食品的安全性,放射性污染 目前我国使用的射线类型、剂量都不会产生诱感放射性。 毒性物质的生成 未确证会产生有毒、致癌、和致畸物质。 微生物类发生变异的危险 不会增加细菌、酵母菌和病毒的致病性。 对营养物质的破坏 低剂量辐射的营养损失微不足道。,辐射食品安全性研究的结论见P177,第六章 食品辐射保藏技术,§3.3. 辐射食品的安全性,允许食品辐射的最大能量水平 电子射线：10 MeV； γ射线：5 MeV； x射线：5 MeV,第六章 食品辐射保藏技术,第六章 思考题,基本概念：G值、诱感放射性、初级辐射、次级辐射。 试述食品辐射保藏的原理。 为什么说辐射能杀虫、灭菌，而对食品的营养价值无明显的影响？ 用于食品加工的辐射源有哪些？ 食品辐照杀菌有哪些特点？在食品保藏中有哪些应用？,Thank You !,第六章 食品辐射保藏技术,§2. 3 辐射对糖类的影响,辐射不同固态糖类的主要辐解产物,