食品辐射保藏技术.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 食品辐射保藏技术,*,单击此处编辑母版标题样式,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,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,射线和,x,射线能量水平一般不超过,5MeV,。,由电离辐射使食品中某些元素产生的放射性。,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,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,微生物被照射,分子的离子化,DNA,损伤,代谢异常,细胞组织死亡,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,P,168,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,）,35kGy,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。,P,171,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。,P,172,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,（,P,173,）,；,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,60,Co,辐射源,射线,137,Cs,辐射源,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,60,Co,辐射源：,经,衰变后放出两个能量不同的,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,137,Cs,辐射源：,经,衰变后放射出一个,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,采收或宰杀,预处理包装,运输,贮存,辐照,品质检查,剂量控制,品质检查,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,食品,处理目的,采用剂量,处理条件,猪肉,淡水鲈鱼,番木瓜,鲜鸡蛋,马铃薯、洋葱,谷类,调味品,杀灭细菌,延长保藏期,控制霉菌、乙烯,杀灭沙门氏菌,抑制发芽,杀虫、灭霉菌,商业杀菌,45kGy,12kGy,0.75kGy,10kGy,0.050.15kGy,24kGy,1520kGy,加热,70,灭酶,3,以下辐照,50,60,水洗,3,辐照,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,P,177,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,；,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？,第六章 食品辐射保藏技术,Thank You!,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,糖,辐解产物,G,值,500krad,时浓度,(10mgkg,-1,),葡萄糖,甲醛,0.06,0.095,乙醛,丙酮,葡糖醛酸,0.4,4.1,葡糖酸,0.8,8.2,5-,脱氧葡糖酸,0.32,3,果糖,甲醛,2.5,4,蔗糖,甲醛,0.16,0.25,果糖,葡萄糖,甘露糖醇,甲醛,0.8,1.26,果糖,0.56,5.2,第六章 食品辐射保藏技术,