08(1)食品工艺学导论——食品的辐射保藏

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1、食品加工与保藏原理第七章食品的辐射保藏食品的辐射保藏是是利用射线照射食品，灭菌、杀虫，抑制鲜活食品的生命活动，从而达到防霉、防腐、延长食品货架期目的的一种食品保藏方法。第一节食品辐射(照)的意义及特点与微波的区别：辐射是利用原子核衰变产生的电磁波来处理食品，而微波则是将电能转化为电磁波来处理食品。一、原子辐射研究的历史发展1896年，亨利·贝克莱在研究各种物质的磷光现象时，发现了放射性。1896年，Roentgen发现了X射线，并对这种射线的特性做了完整而准确的计算。1898年斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化合物发射类似的射线。同

2、时居里夫妇从铀盐中分离出了一个新元素，取名镭(由拉丁词radius而来，意为射线)。1921年Schraty获得X射线杀菌专利。美国最早于本世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究，当时主要是用于军事上。1943年发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。五十年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。我国食品辐射(照)的研究则最早于1958年开始，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。在国际原子能机构(

3、IAEA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的倡议下，1970年在巴黎成立了“食品辐射(照)国际计划”(IFIP)，先后共有24个国家参加该计划，分工协作进行研究。二、食品辐射的特点“冷杀菌”；具有良好的保鲜效果；辐照处理食品能耗低；对环境的污染小。第二节食品辐射的基本原理一、核辐射与半衰期1、核辐射a射线b射线g射线2、半衰期不同的放射性同位素，其半衰期是不同的。例如：t1/2(238U)=4.5×109年t1/2(212P)=3.0×10-7s用作食品辐射加工的辐射源60Co的半衰期为5.27年，137Cs为3

4、0年。二、食品辐射的基本原理食品辐照时，射线把能量或电荷传递给食品以及食品上的微生物和昆虫，引起的各种效应会造成它们体内的酶钝化和各种损伤会迅速影响其整个生命过程，导致代谢、生长异常、损伤扩大直至生命死亡。而食品则不同，除了鲜活食品之外均不存在着生命活动，鲜活食品的新陈代谢也处在缓慢的阶段，辐射所产生的影响是进一步延缓了它们后熟的进程，符合储藏的需要。第三节食品的辐照效应一、食品辐射加工的计量单位1.放射性强度的单位(量度放射性同位素的)放射性强度是度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里(Ci)、贝克(Bq)和克镭当量。2.照射

5、量及其单位(量度放射性同位素放射出的射线的)照射量(Exposure)是用来量度X射线或g射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦琴(R)。3.吸收剂量、剂量率及其单位(量度被辐射物体吸收量的)被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德(rad)或戈瑞(Gy)。剂量当量、剂量当量率及其单位剂量当量就是用来量度不同类型的辐射所引起的不同的生物学效应，其单位为雷姆(rem)或希沃特(Sv)。单位时间内的剂量当量称为剂量当量率，其单位用rem·s-1或rem·h-1等表示。食品的辐射装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控

6、制与安全系统。二、食品辐射装置1.辐射源辐射源是食品辐射加工的核心部分，它可以分为放射性同位素和电子加速器两大类。(1)放射性同位素60Co辐射源、137Cs辐射源(2)电子加速器电子射线电子射线射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射。如对易腐食品辐射时，选定适当的“加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌。X射线X射线具有高穿透能力，可以用于食品辐射加工。但是由于电子加速器作X射线源效率低，而且能量中包含大量低能部分，难以均匀照射大块样品，故没有得到广泛的应用。2.防护设备3.输送与安全系统三、食品辐射效应

7、(一)食品辐射的物理效应1.g射线和X射线的作用康普顿散射、感生放射性2.电子射线的作用库仑散射、库仑散射、契连科夫效应电子射线经散射、电离轫致辐射等作用后，消耗了大部分能量，速度大为减慢，有的被所经过的原子所俘获，使原子或原子所在的分子变成负离子，有的与阳离子相碰发生阴、阳离子湮灭，放出两个光子，其光子对被照射物的作用与上述的光子一样。为了防止被照射物诱发产生放射性，电子射线的能量不得超过10MeV，大多数采用5MeV。(二)食品辐射的化学效应辐射的化学效应是指被辐射物质中的分子所发生的化学变化。食品的辐射处理，发生化学变化的物

8、质，除了食品本身及包装材料之外，还有附着在食品表面及内部的微生物、昆虫和寄生虫等生物体。辐射化学效应的强弱用G值表示，所谓G值就是介质中每吸收100eV能量时发生变化的分子数。例如，麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G值为4.0，则表示麦芽糖溶液每吸收1