食品辐照技术的应用及影响全面科普

时间：2023-08-15作者：广州辐锐高能技术有限公司浏览：66

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。
食品辐照生物学、化学效应
生物学效应
使细胞分子产生辐射诱变，干扰微生物代谢，特别是其中脱氧核糖核酸的合成受影响。
破坏微生物细胞内膜，引起微生物酶系统紊乱，导致微生物死亡。
水分子受辐射后离子化，形成—H、—OH、—HO2、—H2O2等基团，这些中间产物能在不同途径中参与化学反应，在水基团的作用下，生物活性物质钝化，细胞受损，当损伤达一定程度后，微生物细胞生活机能完全丧失。
生理学效应
微生物被照射→DNA损伤→代谢异常→细胞组织死亡
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。
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
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。
电离辐射对虫类的作用
昆虫辐照的损伤作用：致死、缩短寿命、不育、延迟发育、减少进食和抑制呼吸。
寄生虫3~5 kGy 致死;0.2~.03 kGy 抑制生长;0.12 kGy 不育。
化学效应
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;
初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。
辐射处理的食品也会发生若干化学变化，而且剂量越大，变化程度也越大，但在适当的剂量下，这些变化不明显，而且这些变化在采用其它方法加工或处理时也同样存在。
辐照对食品成分的影响
辐照对蛋白质与氨基酸的影响
蛋白质：结构破坏、辐射交联、辐射降解
氨基酸经辐射发生脱氨基、氧化和脱羧反应;
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。
辐照对维生素的影响
水溶性维生素、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。
辐照对糖类的影响
一般来说，碳水化合物对辐照处理是相当稳定的，只有在大剂量辐照处理下，才引起氧化和分解。
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。
蛋白质和氨基酸对糖类辐解有保护作用。
对果蔬方面的研究，辐照的大蒜，其糖的浓度未受影响;辐照的洋葱经贮藏后，糖的浓度与对照无差别。用1.5kGy辐照苹果和苹果制品，其糖的浓度也没有变化。
辐照对脂类的影响
辐照对脂肪的变化，取决于脂肪的类型、剂量、温度和氧化速度以及环境条件诸因素。但其主要作用是使脂肪酸长链中的C—C键发生断裂，因而形成链烷，继发反应可生成通常的链烯。
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。
食品辐照的安全性
毒性物质生成：未确证会产生有毒、致癌、和致畸物质。
微生物类变异：不会增加细菌、酵母菌和病毒的致病性。
营养物质破坏：低剂量辐射的营养损失微不足道。
放射性物质残留：食品在进行辐照时是外照射，没有直接接触放射性核素，因此，不会污染放射性物质，这与核爆炸和核源泄漏事故截然不同，故不存在残留问题。
放射性污染：由电离辐射使食品中某些元素变成放射性元素。食品辐照的能量都低于在食品中可能诱导放射性的能量阈值，所以不会产生诱导放射性核素及其化合物。
允许食品辐射的较大能量水平γ射线：
5 MeV
x射线：5 MeV
电子射线：10 MeV
与传统食品储存方法相比，辐照技术的优点：
辐照保藏不同于化学熏蒸法和腌制法，不需要加入添加物，与加热、冷冻等方法一样，是一种物理保藏法，具有许多传统保藏法不可比拟的优点:
射线穿透力强，可对通过控制剂量和辐照工艺对带包装熟食进行均匀彻底处理，相比于热处理杀菌，辐照过程较易控制;
辐照处理是“冷加工”，可保持食品原有的鲜度和风味，有的甚至可提高食品的工艺质量;
辐照食品无残留物，无“三废”产生，不污染环境，可提高食品卫生质量并有利于环保;
节约能源，电子直线加速器运行过程中只需消耗电能，与热处理、干燥和冷冻保藏食品法相比，能耗降低几倍到十几倍;
可对带包装的食品进行杀菌处理，了在食品生产和制备过程中可能出现的严重交叉污染问题;
杀菌效果好，并可通过调整辐照剂量达到对各类食品杀菌的要求;
电子直线加速器能量高，辐照灭菌速度快，设备智能化程度高，实现工艺自动调整，加工过程易控制，可连续长时间加工，经济、省力，适于大规模加工。
常见几类食品的辐照杀菌
禽畜肉类制品、蛋类、水产品及某些水果蔬菜含有丰富的营养成分，造成这类食品变质的主要原因是受微生物的作用，这几类食品辐射处理主要是为了杀菌。
畜禽肉类 的变质主要是由细菌引起的，一般在辐照前都采用适当的热处理使自溶酶钝化，但过高的温度又会影响肉类的口感和品质，所以采取辐照灭菌完善工艺，同时为了防止辐照过程中的“二次污染”，一般会采用真空包装来隔绝空气、水汽、微生物。低剂量辐射处理方式通常只是为了延长肉类产品的货架期。
水产品 捕捞后容易死亡，也容易腐烂。世界卫生组织、联合国粮农组织、国际原子能机构共同认定并批准，以10～20万Gy辐射剂量来处理鱼，可以减少微生物，延长鲜鱼在3℃以下的保鲜期。
蛋类 的应用辐照针对性杀菌，其中沙门氏菌是对象致病菌。蛋白质在受到辐射时会发生降解使蛋液的粘度降低，因此，一般蛋液及冰冻蛋液用电子射线或γ射线辐射，灭菌效果都比较好。而对带壳鲜蛋可用电子射线处理，剂量应控制在10kGy左右，更高的剂量会使蛋带有H2S等异味。
水果 大多是由霉菌引起的，通常辐射处理是为了抑制霉菌的生长。
蔬菜类 辐射处理的主要是为了抑制发芽和延缓新陈代谢作用。对脱水蔬菜采用6～10kGy剂量范围的γ射线，不仅可以有效杀灭脱水蔬菜中的微生物，还可以使贮藏保鲜效果达1年以上，而且经生物学检验、营养成分分析和吸收剂量测定，各项指标均符合标准。
谷物及其制品 的辐照处理应以控制虫害及霉菌的繁殖为主。针对昆虫处理所需的剂量范围按立即致死、几天内死去和不育要求分别为3～5kGy、1kGy和0.1～0 .2kGy。而控制谷类中霉菌所需的剂量范围约在2～4kGy之间。

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