第一节 概述 一、食品辐射保藏 食品辐射保藏即利用射线能处理食品所产生的生物和生理效应，使食品的保藏期得以延 长的一种食品保藏技术。 利用射线照射食品可以起到杀虫、杀菌、抑制发芽、延迟后熟等作用。这一技术是继传 统的物理、化学方法之后以又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。 二、辐射保藏食品特点 与传统的方法相比，辐射保藏食品技术有许多优点，主要表现在： 1)杀死微生物效果显著，剂量可根据需要进行调节（准确控制） 2)食品受射线照射过程中升温甚微，从而可以保持食品原有的新鲜感官特征。 3)食品可以在包装以后不再拆包装的情况下接受照射处理，节约了材料，也避免了再 污染的可能 4)操作适应范围广。在同一射线处理场所可以处理多种体积、状态、类型不同的食品 5)没有非食品物质残留射线处理过的食品不会留下任何残留物，这与熏蒸杀虫和其 他化学处理相比是最突出的优点 6)节约能源 根据国际原子能机构通报的估计，与传统的冷藏、热处理、干燥脱水 方法相比，辐射处理可节约70%~90%的能源 7)辐射装置加工效率高整个工序可连续作业，易实现自动化 辐射处理食品主要缺点： 1)经过杀菌剂量的照射，一般情况下，酶不能完全被钝化 2)经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来讲是微乎其微的，但敏感强的食品 和经高剂量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化（食品中存在游离基）。 辐射不适用于所有食品，使用范围受到限制 3) 辐射剂量对人体有危害，所以使用辐射处理食品必须非常谨慎，做好运输及处理食 品的工作人员的安全防护工作。为此，要对辐射源进行充分遮蔽，必须经常连续的 对照射区和工作人员进行监测检查。 三、食品辐射保藏发展史 自1895年(19世纪末)伦琴发现x一射线后第二年，有人就发表论文，提出x一射线 对细菌的作用及其实际应用问题，但由于当时放射源强度不够和其他原因，以后三年时间研 究者得出结论：x一射线无杀菌作用。 后来，随着射线源的增大和实验的改进，开始着重研究射线灭菌机理，但应用研究较少。 二战期间，美国麻省理工学院的罗克多尔进行了射线处理应用于汉堡包保鲜的研究工 作，拉开了辐射保藏食品研究的序幕。 50年代起，北美、欧洲及日本等30多个国家先后抽入了大量的费用，逐步开展了辐射 保藏食品的研究。 60年代起，包括我国在内的一些发展中国家也加入了这一研究的行列。目前从事这方 面研究的国家有50多个。受到研究的食品种类有粮食、粮食制品、水果、蔬菜、各种肉类、 肉制品、家禽、水产品、香料和动物饲料等。人们从多方面对这项技术进行了研究。其中包 括食品辐照的机理和灭菌原理，辐照食品工艺，辐射食品化学、营养学、微生物学、毒理学 和剂量学等 与此同时，自60年代初起，联合国粮农组织、国际原子能机构、世界卫生组织联合主 持召开了国际辐射保藏食品的科学讨论会。1980年10月由以上三个组织的专家委员建议：
第一节 概述 一、食品辐射保藏 食品辐射保藏即利用射线能处理食品所产生的生物和生理效应，使食品的保藏期得以延 长的一种食品保藏技术。 利用射线照射食品可以起到杀虫、杀菌、抑制发芽、延迟后熟等作用。这一技术是继传 统的物理、化学方法之后以又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。 二、辐射保藏食品特点 与传统的方法相比，辐射保藏食品技术有许多优点，主要表现在： 1) 杀死微生物效果显著，剂量可根据需要进行调节（准确控制） 2) 食品受射线照射过程中升温甚微，从而可以保持食品原有的新鲜感官特征。 3) 食品可以在包装以后不再拆包装的情况下接受照射处理，节约了材料，也避免了再 污染的可能 4) 操作适应范围广。在同一射线处理场所可以处理多种体积、状态、类型不同的食品 5) 没有非食品物质残留 射线处理过的食品不会留下任何残留物，这与熏蒸杀虫和其 他化学处理相比是最突出的优点 6) 节约能源 根据国际原子能机构通报的估计，与传统的冷藏、热处理、干燥脱水 方法相比，辐射处理可节约 70%～90%的能源 7) 辐射装置加工效率高 整个工序可连续作业，易实现自动化 辐射处理食品主要缺点： 1) 经过杀菌剂量的照射，一般情况下，酶不能完全被钝化 2) 经辐射处理后，食品所发生的化学变化从量上来讲是微乎其微的，但敏感强的食品 和经高剂量照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化（食品中存在游离基）。 辐射不适用于所有食品，使用范围受到限制 3) 辐射剂量对人体有危害，所以使用辐射处理食品必须非常谨慎，做好运输及处理食 品的工作人员的安全防护工作。为此，要对辐射源进行充分遮蔽，必须经常连续的 对照射区和工作人员进行监测检查。 三、食品辐射保藏发展史 自 1895 年（19 世纪末）伦琴发现 x－射线后第二年，有人就发表论文，提出 x－射线 对细菌的作用及其实际应用问题，但由于当时放射源强度不够和其他原因，以后三年时间研 究者得出结论：x－射线无杀菌作用。 后来，随着射线源的增大和实验的改进，开始着重研究射线灭菌机理，但应用研究较少。 二战期间，美国麻省理工学院的罗克多尔进行了射线处理应用于汉堡包保鲜的研究工 作，拉开了辐射保藏食品研究的序幕。 50 年代起，北美、欧洲及日本等 30 多个国家先后抽入了大量的费用，逐步开展了辐射 保藏食品的研究。 60 年代起，包括我国在内的一些发展中国家也加入了这一研究的行列。目前从事这方 面研究的国家有 50 多个。受到研究的食品种类有粮食、粮食制品、水果、蔬菜、各种肉类、 肉制品、家禽、水产品、香料和动物饲料等。人们从多方面对这项技术进行了研究。其中包 括食品辐照的机理和灭菌原理，辐照食品工艺，辐射食品化学、营养学、微生物学、毒理学 和剂量学等 与此同时，自 60 年代初起，联合国粮农组织、国际原子能机构、世界卫生组织联合主 持召开了国际辐射保藏食品的科学讨论会。1980 年 10 月由以上三个组织的专家委员建议：
批准经兆拉德(1OKGy)以下处理的任何食品均可供食用。 在实际应用方面，一些国家先后批准了一批辐射产品的商业化应用。其中辐照马铃薯是 获得最多国家批准食用的一种商业化产品。其他一些辐射产品在不同范围和程度上获准产业 化生产。其中包括：鲜鳕鱼片、虾、去内脏鸡、谷物、面粉、芒果、草莓、蘑菇、芦笋、大 蒜、洋葱、调味品等 在所有的食品处理方法中，还没有其他任何一种技术受到如电离辐射技术那样旷日持 久、内容广泛、耗费巨大的研究。正如其他保藏方法一样，辐射保藏有其局限性，不完全适 用于所有食品，必须有选择地使用。从人们对这一新的技术观念，市场接受性和经济可行性 方面来看，这种方法的推广仍然受到其他传统保藏方法的很大挑战和阻碍。食品辐射保藏的 各种问题还有待进一步解决。 四、食品辐射处理发展动向 食品辐射保藏的研究，国际上一直有两种发展方向： 高剂量辐射：用于牛肉、鸡肉的辐射灭菌，特别着重于卫生安全性方面 低剂量辐射： 所用辐射剂量低，成本也较低，适于大量推广，用于杀虫、保鲜 第二节辐射的基本原理 一、辐射与射线的概念 辐射：也称电离辐射，是辐射源放出射线（电离辐射线），释放能量，能使受辐射物质的原 子发生电离作用的一种物理过程。电离辐射线有不同种类：如高速带正电粒子流构成的α一 射线，由带负电粒子流B一射线，在电磁波谱中的X和Y射线都可以引起物质发生电离作用。 辐射源辐射是一种能量转变的过程。如放射性同位素在放出射线的同时，自身从非稳定 态的放射性同位素变成了稳定的另一种元素，因此是一个原子能转变为辐射能的过程。又如， 电子束射线所得到的辐射能是通过加速器由电能转变而来的。因此射线所具有的能量往往称 为辐射能，其单位用eV(电子伏)来表示。KeV(千电子伏)，MeV(兆电子伏) 射线都具有程度不同的穿透物质的能力，并具有使受到作用的物质产生各种基本的物理 效应。能使受辐射物质的原子发生电离作用的辐射称为电离辐射。相应的射线称为电离辐射 线，但一般称为射线。 射线物质和使物质发生电离的能力与射线的带电情况和能量有关，一般不同种类的射线 有不同的带电情况和能量水平。同一种类射线也有不同能量水平。 二、核反应 原子核因外来的因素而引起核结构的变化，此过程就称为原子核的反应。现在已能实现 的核反应有1000多种，反应产物有稳定的也有不稳定的，利用人工反应所得到的放射性核 素称人工放射性核素。可用如下几种方法制得。 反应堆中子照射：慢中子反应 从核燃料废物中提取 加速器生产：加速器将带电粒子加速一一轰击靶核 三、核衰变 1、a-衰变 放射性原子核放出α一粒子变成另一种核的过程，即a一衰变 ā一粒子：2个单位正电荷，质量数4。其电离能力强，射程短，穿透力弱。 2、B一衰变 2.1B-衰变
批准经兆拉德（10KGy）以下处理的任何食品均可供食用。 在实际应用方面，一些国家先后批准了一批辐射产品的商业化应用。其中辐照马铃薯是 获得最多国家批准食用的一种商业化产品。其他一些辐射产品在不同范围和程度上获准产业 化生产。其中包括：鲜鳕鱼片、虾、去内脏鸡、谷物、面粉、芒果、草莓、蘑菇、芦笋、大 蒜、洋葱、调味品等 在所有的食品处理方法中，还没有其他任何一种技术受到如电离辐射技术那样旷日持 久、内容广泛、耗费巨大的研究。正如其他保藏方法一样，辐射保藏有其局限性，不完全适 用于所有食品，必须有选择地使用。从人们对这一新的技术观念，市场接受性和经济可行性 方面来看，这种方法的推广仍然受到其他传统保藏方法的很大挑战和阻碍。食品辐射保藏的 各种问题还有待进一步解决。 四、食品辐射处理发展动向 食品辐射保藏的研究，国际上一直有两种发展方向： 高剂量辐射： 用于牛肉、鸡肉的辐射灭菌，特别着重于卫生安全性方面 低剂量辐射： 所用辐射剂量低，成本也较低，适于大量推广，用于杀虫、保鲜 第二节 辐射的基本原理 一、辐射与射线的概念 辐射：也称电离辐射，是辐射源放出射线（电离辐射线），释放能量，能使受辐射物质的原 子发生电离作用的一种物理过程。电离辐射线有不同种类：如高速带正电粒子流构成的α－ 射线，由带负电粒子流β－射线，在电磁波谱中的 X 和γ射线都可以引起物质发生电离作用。 辐射源辐射是一种能量转变的过程。如放射性同位素在放出射线的同时，自身从非稳定 态的放射性同位素变成了稳定的另一种元素，因此是一个原子能转变为辐射能的过程。又如， 电子束射线所得到的辐射能是通过加速器由电能转变而来的。因此射线所具有的能量往往称 为辐射能，其单位用 eV（电子伏）来表示。KeV（千电子伏）,MeV（兆电子伏） 射线都具有程度不同的穿透物质的能力，并具有使受到作用的物质产生各种基本的物理 效应。能使受辐射物质的原子发生电离作用的辐射称为电离辐射。相应的射线称为电离辐射 线，但一般称为射线。 射线物质和使物质发生电离的能力与射线的带电情况和能量有关，一般不同种类的射线 有不同的带电情况和能量水平。同一种类射线也有不同能量水平。 二、核反应 原子核因外来的因素而引起核结构的变化，此过程就称为原子核的反应。现在已能实现 的核反应有 1000 多种，反应产物有稳定的也有不稳定的，利用人工反应所得到的放射性核 素称人工放射性核素。可用如下几种方法制得。 反应堆中子照射：慢中子反应 从核燃料废物中提取 加速器生产：加速器将带电粒子加速――轰击靶核 三、核衰变 1、α－衰变 放射性原子核放出α－粒子变成另一种核的过程，即α－衰变 α－粒子：2 个单位正电荷，质量数 4。其电离能力强，射程短，穿透力弱。 2、β－衰变 2.1 β －－衰变
B一粒子实际上即负电子，原子核内中子过多造成不平衡时，放出B一粒子 Bˉ一粒子具有连续能谱，穿透能力>ā一粒子 2.2B+-衰变 B+一离子即正电子，只有人工放射性核素才有B+一衰变 B+一离子能谱也连续 3、电子俘获(k一电子俘获) 原子核从一个轨道上俘获一个电子，使核内一个质子变成中子，并放出中微子。 电子俘获过程伴随着X一射线，Y一射线的产生。 4、Y一辐射 处于激发态的原子核通过放出Y一光子回到基态，这个过程称为Y一辐射。Y一射线穿 透力很强。 四、放射性衰变规律 4.1衰变定律 放射性核素的原子核是不断自发地发生衰变的，它们衰变时遵循一定规律，各种放射性 核素都有它自身的衰变规律。 单位时间内，衰变着的原子核的数目和其总数成正比。N=N。Mλ为衰变常数 又因为放射性强度A-心，而N与N成正比，即A=e如 dt at 4.2半衰期 放射性下降初始值一半所需的时间称为半衰期。用t12表示，对于某一种放射性核素而言， 半衰期和衰变常数（入）一样，是常数。它们有如下关系： 山以=h2=0.6913,即衰变常数与任意放射性核素的半衰期乘积为 75 0.6913。由此，可半衰期求入（衰变常数），常用半衰期表示放射性核素的衰变特性。 4.3放射性强度单位 定义：单位时间内核衰变的数目表示。 居里(ci)贝克勒尔(Ba) 1ci=3.7×10次核衰变数/秒， 1Bq=1次衰变/秒 1mci=3.7×10次核衰变数/秒 1ci=3.7X101Bq 1μci=3.7×10'次核衰变数/秒 放射性比度/比放射性：单位质量的物质内所含的放射性强度。Bq/g 放射性浓度：单位容积的溶液内所含的放射性强度。Bq/ml 五、辐射源 照射食品的装置及设施要根据照射目的的临界剂量、食品种类、杀菌程度和防止照射 后再污染的方法等因素来确定。用于食品辐射处理的辐射源有以下三种： 5.1放射性核燃料 在核反应堆中产生的天然放射性元素和人工感应放射性同位素，会在衰变过程中发射各 种放射物和能量粒子。有ā一粒子，B一粒子，Y一粒子及中子。 食品进行辐射处理时希望1、辐射深入食品内部杀菌及钝化酶， 2、不使食品中原子结构破坏和使食品呈放射性。 食品辐射处理主要用Y一粒子，B一粒子 5.2电子加速器产生B一粒子。辐射剂量可通过调节电压实现 5.3X一射线源 采用高能电子束轰击高质量金属靶，电子被吸收，能量一部分变为短波长射线，另一部
β －－粒子实际上即负电子，原子核内中子过多造成不平衡时，放出β－－粒子 β －－粒子具有连续能谱，穿透能力＞α－粒子 2.2 β ＋－衰变 β ＋－离子即正电子，只有人工放射性核素才有β＋－衰变 β＋－离子能谱也连续 3、电子俘获（k－电子俘获） 原子核从一个轨道上俘获一个电子，使核内一个质子变成中子，并放出中微子。 电子俘获过程伴随着 X－射线，γ－射线的产生。 4、γ－辐射 处于激发态的原子核通过放出γ－光子回到基态，这个过程称为γ－辐射。γ－射线穿 透力很强。 四、放射性衰变规律 4.1 衰变定律 放射性核素的原子核是不断自发地发生衰变的，它们衰变时遵循一定规律，各种放射性 核素都有它自身的衰变规律。 单位时间内，衰变着的原子核的数目和其总数成正比。 t N N e − = 0 λ为衰变常数 又因为放射性强度 dt dN A = ，而 dt dN 与 N 成正比，即 t A A e − = 0 4.2 半衰期 放射性下降初始值一半所需的时间称为半衰期。用 t1/2 表示，对于某一种放射性核素而言， 半衰期和衰变常数（λ）一样，是常数。它们有如下关系： ln 2 0.6913 2 t 1 = = ，即衰变常数与任意放射性核素的半衰期乘积为 0.6913。由此，可半衰期求λ（衰变常数），常用半衰期表示放射性核素的衰变特性。 4.3 放射性强度单位 定义：单位时间内核衰变的数目表示。 居里（ci）贝克勒尔（Bq） 1ci=3.7×1010 次核衰变数/秒， 1Bq=1 次衰变/秒 1mci=3.7×107 次核衰变数/秒 1ci=3.7×1010Bq 1μci=3.7×104 次核衰变数/秒 放射性比度/比放射性：单位质量的物质内所含的放射性强度。Bq/g 放射性浓度：单位容积的溶液内所含的放射性强度。Bq/ml 五、辐射源 照射食品的装置及设施要根据照射目的的临界剂量、食品种类、杀菌程度和防止照射 后再污染的方法等因素来确定。用于食品辐射处理的辐射源有以下三种： 5.1 放射性核燃料 在核反应堆中产生的天然放射性元素和人工感应放射性同位素，会在衰变过程中发射各 种放射物和能量粒子。有α－粒子，β－粒子，γ－粒子及中子。 食品进行辐射处理时希望 1、辐射深入食品内部杀菌及钝化酶， 2、不使食品中原子结构破坏和使食品呈放射性。 食品辐射处理主要用γ－粒子，β－粒子 5.2 电子加速器 产生β－粒子。辐射剂量可通过调节电压实现 5.3 X－射线源 采用高能电子束轰击高质量金属靶，电子被吸收，能量一部分变为短波长射线，另一部
分能量在靶内被消耗掉。电子束能量越高，转换为X一射线的效率就越高。X一射线波长由 电压、电子束对靶的入射角度、靶的材料性质及窗孔的性质决定。 波长较长 软X一射线，≤100kv电压产生，穿透能力较小 波长较短 硬X一射线，>100kv电压产生，穿透能力较大 人们普遍认为电子束（类似物：阴极射线和B一粒子）和Y一射线(X一射线)最适用 于食品辐射保藏，原因：这些方法可以保证处理过的食品不产生放射性物质，具有一定穿透 能力，产热少。目前食品工业常用的辐射源有6Co,13Cs,≤10MeV加速电子，X一射线源（束 能≤5MeV)。 六、辐射能量及剂量单位 6.1辐射能量是由 1、辐射源的原子结构发生破裂而发射的。 60C0-→60Ni, 137Cs-→137Ba+y-光子 2、高速电子流产生 不同的放射源所发出的放射能有几种形式，它们属于辐射的电磁波谱，其波长频率穿透 力和作用异。目前在食品保藏中，有几种辐射能量己经得到了有限的应用。例如紫外线 (200-280nm),表面杀菌，而X一射线仅处于实验阶段。 食品辐射处理：指用有限种类的辐射能进行加工，统称为电离辐射。食品辐射保藏也称 为冷食品保藏。 6.2辐射的剂量单位 1、辐射量（辐照量）：仅用于X一射线和Y一辐射光子 是X/Y射线在单位质量空气中打出的全部电子被空气阻止时，在空气中产生一种符号 离子的总电荷量。单位：库仑/千克，以前曾用伦琴(R)表示。1R=2.58×10C/kg。 2、吸收剂量 电离辐射授与单位质量任何物质的平均能量。吸收剂量的法定单位J/kg,戈瑞(Gy)以 前曾用拉德表示(rad)1rad=0.01Gy 吸收剂量不同于照射剂量，它适用于任何电离辐射及被辐射的物质。 3、吸收剂量率 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量率。单位Gy/s 吸收剂量率与照射距离和辐射源有关。距离越近，受到的吸收剂量率越大，距离相同时， 辐射源越大，受到的吸收剂量率也越大。 6.3剂量的分布及测定方法 1、辐射剂量的分布 辐射剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品所能耐受的最大剂量确定，在食 品辐照中，包装内部和单位包装之间的剂量分布是不均匀的。这就要求同一批食品的最高剂 量和最低剂量都处在允许的剂量范围内。这样才能毅辐照处理的目的。 目前要求，最高剂量和最低剂量的比值<2，实际定为1.7。这样的辐照加工才符合要 求。 2、剂量的测定方法 绝对标准剂量计，最热计。可以直接读出吸收剂量 常规检查中使用钴玻璃计量计，硫酸亚铁剂量计 食品辐照时，除了控制最大剂量，最小剂量还要注意辐照剂量率，如果辐照剂量率越高， 则辐照时间越短，食品本身组织越不容易受至损伤
分能量在靶内被消耗掉。电子束能量越高，转换为 X－射线的效率就越高。X－射线波长由 电压、电子束对靶的入射角度、靶的材料性质及窗孔的性质决定。 波长较长 软 X－射线， ≤100kv 电压产生，穿透能力较小 波长较短 硬 X－射线， ＞100kv 电压产生，穿透能力较大 人们普遍认为电子束（类似物：阴极射线和β－粒子）和γ－射线（X－射线）最适用 于食品辐射保藏，原因：这些方法可以保证处理过的食品不产生放射性物质，具有一定穿透 能力，产热少。目前食品工业常用的辐射源有 , , 60 137 Co Cs ≤10MeV 加速电子，X－射线源（束 能≤5MeV）。 六、辐射能量及剂量单位 6.1 辐射能量是由 1、辐射源的原子结构发生破裂而发射的。 Co Ni 60 →60 ， 137Cs→137Ba + −光子 2、高速电子流产生 不同的放射源所发出的放射能有几种形式，它们属于辐射的电磁波谱，其波长频率穿透 力和作用异。目前在食品保藏中，有几种辐射能量已经得到了有限的应用。例如紫外线 （200-280nm），表面杀菌，而 X－射线仅处于实验阶段。 食品辐射处理：指用有限种类的辐射能进行加工，统称为电离辐射。食品辐射保藏也称 为冷食品保藏。 6.2 辐射的剂量单位 1、辐射量（辐照量）：仅用于 X－射线和γ－辐射光子 是 X/γ射线在单位质量空气中打出的全部电子被空气阻止时，在空气中产生一种符号 离子的总电荷量。单位：库仑/千克，以前曾用伦琴（R）表示。1R＝2.58×10-4 C/kg。 2、吸收剂量 电离辐射授与单位质量任何物质的平均能量。吸收剂量的法定单位 J/kg,戈瑞（Gy）以 前曾用拉德表示（rad） 1rad=0.01Gy 吸收剂量不同于照射剂量，它适用于任何电离辐射及被辐射的物质。 3、吸收剂量率 单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量率。单位 Gy/s 吸收剂量率与照射距离和辐射源有关。距离越近，受到的吸收剂量率越大，距离相同时， 辐射源越大，受到的吸收剂量率也越大。 6.3 剂量的分布及测定方法 1、辐射剂量的分布 辐射剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品所能耐受的最大剂量确定，在食 品辐照中，包装内部和单位包装之间的剂量分布是不均匀的。这就要求同一批食品的最高剂 量和最低剂量都处在允许的剂量范围内。这样才能榖辐照处理的目的。 目前要求，最高剂量和最低剂量的比值＜2，实际定为 1.7。这样的辐照加工才符合要 求。 2、剂量的测定方法 绝对标准剂量计，最热计。可以直接读出吸收剂量 常规检查中使用钴玻璃计量计，硫酸亚铁剂量计 食品辐照时，除了控制最大剂量，最小剂量还要注意辐照剂量率，如果辐照剂量率越高， 则辐照时间越短，食品本身组织越不容易受至损伤
第三节辐射引发的食品化学和生物化学效应 物质受到放射线照射时所发生的反应大致有以下几种情况： 吸收辐射能 发生一系列辐射性化学变化 发生一系列生物化学性变化 细胞/个体死亡/出现遗传性变异等生物效应。如果剂量小可以恢复。 决定食品发生变化的因素主要是射线种类。如 电子束/B一射线：使原子或分子变成阳离子，分子被激发。 Y一射线，X一射线：可以发生光电效应，射线能量低 康普顿效应：射线能量中等，产生康普顿电子（康普顿效应：英文 名称：Compton effect其他名称：康普顿散射(Compton scattering)定义：短波电磁辐射（如X 射线，伽玛射线)射入物质而被散射后，除了出现与入射波同样波长的散射外，还出现波长向长波 方向移动的散射现象) 电子对效应：射线能量高，电子对 一、食品的辐射化学效应 辐射穿透食品物料的程度于食品性质和辐射的特性。 辐射作用时效应取决于其改变分子的能力及其电离电位 当中等能级的电离辐射通过食品时，发生撞击现象，能量足够大时产生离子对，使原子 之间的化学键断裂，发生分子变化产生游离基。 (一)直接作用及间接作用产（效应） 辐射对食品及其他生物物质的化学效应，至今有许多机理未弄清，但一般认为电离辐射 使食品或其他生物体产生各种离子、粒子或质子的基本过程可分为直接作用和间接作用。直 接作用使物质形成离子，激发态分子或分子碎片。 间接作用是辐射直接作用形成产物间的相互作用，生成与原始物质不同的化合物。直接 作用一般无特殊条件，而间接作用与温度等其他条件相关。 (二)约束间接作用的途径（同时保护微生物、酶所以需要提高辐射处理剂量，达到保藏目 的) 在食品辐射保藏中，直接作用和间接作用均可使酶和微生物钝化，食品中的其他成分也 会受到来自水解作用所产生的游离基的间接作用影响。为了减少食品在辐照过程中的变化， 人们研究约束间接作用的途径，以减少游离基的影响。 1、冻结状态下的辐射 可以阻止游离基扩散和移动，降低游离基与食品接触几率。约束间接作用对食品成分影 响 2、真空/惰性氧化环境中辐射 该状态下可以除去氧，防止产生过氧化氢，但同时保护微生物，辐射效果降低。 3、添加游离基接受体 可消耗游离基，保护敏感性色素、香味化合物和食品成分。 (三)辐射对食品成分的影响 1、氨基酸和蛋白质
第三节 辐射引发的食品化学和生物化学效应 物质受到放射线照射时所发生的反应大致有以下几种情况： 吸收辐射能 发生一系列辐射性化学变化 发生一系列生物化学性变化 细胞/个体死亡/出现遗传性变异等生物效应。如果剂量小可以恢复。 决定食品发生变化的因素主要是射线种类。如 电子束/β－射线：使原子或分子变成阳离子，分子被激发。 γ－射线，X－射线：可以发生光电效应，射线能量低 康普顿效应：射线能量中等，产生康普顿电子（康普顿效应 ：英文 名称：Compton effect 其他名称：康普顿散射(Compton scattering) 定义：短波电磁辐射(如 X 射线，伽玛射线)射入物质而被散射后，除了出现与入射波同样波长的散射外，还出现波长向长波 方向移动的散射现象） 电子对效应：射线能量高，电子对 一、食品的辐射化学效应 辐射穿透食品物料的程度于食品性质和辐射的特性。 辐射作用时效应取决于其改变分子的能力及其电离电位 当中等能级的电离辐射通过食品时，发生撞击现象，能量足够大时产生离子对，使原子 之间的化学键断裂，发生分子变化产生游离基。 （一）直接作用及间接作用产（效应） 辐射对食品及其他生物物质的化学效应，至今有许多机理未弄清，但一般认为电离辐射 使食品或其他生物体产生各种离子、粒子或质子的基本过程可分为直接作用和间接作用。直 接作用使物质形成离子，激发态分子或分子碎片。 间接作用是辐射直接作用形成产物间的相互作用，生成与原始物质不同的化合物。直接 作用一般无特殊条件，而间接作用与温度等其他条件相关。 （二）约束间接作用的途径（同时保护微生物、酶所以需要提高辐射处理剂量，达到保藏目 的） 在食品辐射保藏中，直接作用和间接作用均可使酶和微生物钝化，食品中的其他成分也 会受到来自水解作用所产生的游离基的间接作用影响。为了减少食品在辐照过程中的变化， 人们研究约束间接作用的途径，以减少游离基的影响。 1、冻结状态下的辐射 可以阻止游离基扩散和移动，降低游离基与食品接触几率。约束间接作用对食品成分影 响 2、真空/惰性氧化环境中辐射 该状态下可以除去氧，防止产生过氧化氢，但同时保护微生物，辐射效果降低。 3、添加游离基接受体 可消耗游离基，保护敏感性色素、香味化合物和食品成分。 （三）辐射对食品成分的影响 1、氨基酸和蛋白质
氨基酸经辐照后生成物及数量与氨基酸种类、数量、氧所及水是否存在有关。例如：甘 氨酸经辐照处理可生成氢气、二氧化碳、氨及甲胺、乙酸、甲酸、甲醛、乙醛酸 谷氨酸经辐照处理：α一氧代戊二酸，有机酸，氨，甲醛 赖氨酸经辐照处理：多羟基胺，B一丙氨酸、α一氨基正丁酸，氧化氨基酸、戊撑二胺，谷 氨酸，天冬氨酸 含硫氨基酸经辐照处理可以生成含硫部分氧化，游离基反应最终分解。如 半胱氨酸：生成胱氨基，氨、硫化氢、丙氨酸、游离硫 芳香族和杂环氨基酸可以发生羟化、脱氨基、氧化、脱羧反应 对辐射敏感性：组氨酸>苯丙氨酸>酪氨酸>色氨酸 蛋白质经辐射处理后，蛋白质变性凝聚，粘度下降，溶解度降低。 可能发生变化：巯基氧化，脱氨基、脱羧基、芳香族杂环氨基酸游离基氧化，最终导致 食品结构变化如： 肉类经杀菌剂量照射后，挥发性成分浓度随辐照剂量增加而增加，随辐照温度升高而增 加。虽然生成多种微量的挥发性物质，但可以认为只要进行的辐射不引起氨基酸的组分发生 变化，就不会造成肉类蛋白质营养性损失。 水产品经低剂量的辐射处理会使制品中游离氨基酸增加，发生褐变，酶反应等问题 牛乳经辐照处理后风味变化显著，巯基，二硫键数目增加，粘度提高 蛋清 经辐照处理后粘度下降 面筋经辐照处理后吸水性降低，酶消化性提高 小结：辐射对蛋白质和氨基酸的各种影响与许多因素有关。如浓度，有效氧量，温度，蛋白 质和氨基酸的性质或其他伴生物质性质。 2、酶 无氧条件下，干燥的酶经过辐照处理后失活，在不同种酶之间，一般变化不大。 水溶液中经过辐照处理后失活，过程因酶的种类不同而有差别。 酶的辐射敏感性受pH和温度的影响，并且受共存物的保护。 3、碳水化合物 单糖（固体，溶液）经辐照处理后，旋光度降低，褐变，还原性和吸收光谱变化。产生 氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体 多糖经辐照处理后，熔点下降，旋光度下降，吸收光谱变化，褐变，结构变化等现象， 当用<200kGy剂量照射，淀粉粒结构几乎无变化，但直链、支链淀粉，葡萄糖及各种禾谷 类、薯类等淀粉相对分子量降低，碳链长度降低。淀粉经辐照后的粘度下降要比经过热处理 的显著。多糖类经辐照后，其结构发生了变化，因此对酶作用的敏感性也随之发生变化，并 引起α一1,4一糖苷键偶发性断裂及产生氢气，一氧化碳，二氧化碳。 以上是辐射对单独存在时的糖类产生的影响。但是，在食品辐射保藏的剂量下，所引起 的物质性质的变化极小。 4、脂类 辐射对脂类所产生的影响可分为以下三个方面：整个理化性质改变，受辐射感应而发生 自动氧化变化，发生非自动氧化性的辐射分解
氨基酸经辐照后生成物及数量与氨基酸种类、数量、氧所及水是否存在有关。例如：甘 氨酸经辐照处理可生成氢气、二氧化碳、氨及甲胺、乙酸、甲酸、甲醛、乙醛酸 谷氨酸经辐照处理：α－氧代戊二酸，有机酸，氨，甲醛 赖氨酸经辐照处理：多羟基胺，β－丙氨酸、α－氨基正丁酸，氧化氨基酸、戊撑二胺，谷 氨酸，天冬氨酸 含硫氨基酸经辐照处理可以生成含硫部分氧化，游离基反应最终分解。如 半胱氨酸：生成胱氨基，氨、硫化氢、丙氨酸、游离硫 芳香族和杂环氨基酸可以发生羟化、脱氨基、氧化、脱羧反应 对辐射敏感性： 组氨酸＞苯丙氨酸＞酪氨酸＞色氨酸 蛋白质经辐射处理后，蛋白质变性凝聚，粘度下降，溶解度降低。 可能发生变化：巯基氧化，脱氨基、脱羧基、芳香族杂环氨基酸游离基氧化，最终导致 食品结构变化如： 肉类经杀菌剂量照射后，挥发性成分浓度随辐照剂量增加而增加，随辐照温度升高而增 加。虽然生成多种微量的挥发性物质，但可以认为只要进行的辐射不引起氨基酸的组分发生 变化，就不会造成肉类蛋白质营养性损失。 水产品 经低剂量的辐射处理会使制品中游离氨基酸增加，发生褐变，酶反应等问题 牛乳 经辐照处理后风味变化显著，巯基，二硫键数目增加，粘度提高 蛋清 经辐照处理后粘度下降 面筋 经辐照处理后吸水性降低，酶消化性提高 小结：辐射对蛋白质和氨基酸的各种影响与许多因素有关。如浓度，有效氧量，温度，蛋白 质和氨基酸的性质或其他伴生物质性质。 2、酶 无氧条件下，干燥的酶经过辐照处理后失活，在不同种酶之间，一般变化不大。 水溶液中经过辐照处理后失活，过程因酶的种类不同而有差别。 酶的辐射敏感性受 pH 和温度的影响，并且受共存物的保护。 3、碳水化合物 单糖（固体，溶液）经辐照处理后，旋光度降低，褐变，还原性和吸收光谱变化。产生 氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体 多糖经辐照处理后，熔点下降，旋光度下降，吸收光谱变化，褐变，结构变化等现象， 当用＜200kGy 剂量照射，淀粉粒结构几乎无变化，但直链、支链淀粉，葡萄糖及各种禾谷 类、薯类等淀粉相对分子量降低，碳链长度降低。淀粉经辐照后的粘度下降要比经过热处理 的显著。多糖类经辐照后，其结构发生了变化，因此对酶作用的敏感性也随之发生变化，并 引起α－1，4－糖苷键偶发性断裂及产生氢气，一氧化碳，二氧化碳。 以上是辐射对单独存在时的糖类产生的影响。但是，在食品辐射保藏的剂量下，所引起 的物质性质的变化极小。 4、脂类 辐射对脂类所产生的影响可分为以下三个方面：整个理化性质改变，受辐射感应而发生 自动氧化变化，发生非自动氧化性的辐射分解
脂肪酸酯和某些天然脂肪在受到50kGy以下的剂量照射时，品质变化极小。但是另一些 脂类则成为辐照食品中异臭的发生源。如经20kGy左右剂量辐照后，肉类会发生风味变化， 牛乳的脂肪会产生蜡烛气味，鱼的脂类因高级不饱和脂肪酸发生氧化酸败而产生很重的异臭 味。 辐照可促使脂类的自动氧化，当辐照时及辐照后，有氧存在时，其促进作用就更显著， 从而促使了游离基的生成，使氢过氧化物及抗氧化物质的分解反应加快，并生成醛、醛酯、 含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。因此，辐射剂量、剂量率，温度，是否有氧存在，脂 肪组成，抗氧化物质等都对辐射所引起的自动氧化变化有很大的影响。 饱和的脂类在无氧状态下辐射时，会发生非自动氧化性分解反应，产生氢气，一氧化碳， 二氧化碳，碳氢化合物，醛和高分子化合物。不饱和脂肪酸经辐照后也会生成与饱和脂肪酸 相类似的物质，其生成的碳氢化合物为链烯烃，二烯烃，二烯烃和二聚物形成的酸。 磷脂的辐照分解物也是碳氢化合物类，醛类和酯类 对含有脂类的食品进行辐照时，也鉴定出了过氧化物、羰基物、酯类、酸类和碳氢化合 物类等物质，这与天然脂肪和典型脂类的情况相同。但是，应该注意的是，与则照射后相比， 这种影响多显现于贮藏期中。 5、维生素 维生素辐射稳定性与辐射时食品组成，气相条件，温度及其他环境因素有关。一般情况 下，食品中维生素稳定性>单纯溶液中维生素的稳定性。 脂溶性维生素中，V最敏感，水溶性维生素，VB,V易损失。大部分维生素对加热和 辐射具有不同的反应，对辐射不稳定维生素在光、热、氧这三个因素中至少易受其中一个因 素的影响而发生分解。 6、水 水对辐射敏感，吸收射线能量后，首先水被电离激活，随后产生中间产物。如水合电子， 氢自由基，氢氧根自由基，过氧化氢，过氧化氢自由基，最终产生氢气和水。 水的辐射中间产物对食品和其他生物物质辐射效应有着重要影响，因为这些中间产物可 以和其他有机体的分子接触进行反应。 二、食品的辐射生物学效应 电离辐射可以引起生物有机体的组织及生理发生各种变化。当生物有机体吸收射线能以 后，将会产生一系列的生理生化反应，使新陈代谢受到影响。在较低剂量的电离辐射作用下， 能引起某些蛋白质和核蛋白分子的改变，破坏新陈代谢，抑制核糖核酸和脱氧核糖核酸的 代谢，使自身的生长发育和繁殖能力受到一定的危害。 同时，食品辐照的生物学效应也与生成的游离基和离子有关。当射线穿过生物有机体时， 会使其中的水和其他的物质电解，生成游离基和离子，从而影响机体的新陈代谢过程，严重 时则杀死细胞。从食品保藏的角度来说，就是利用电离辐射的直接作用和间接作用，杀虫、 杀菌，防霉，调节生理系列化反应等效应来保藏食品。 1、微生物抗辐射能力G>酵母菌>霉菌 机理：当辐射作用于微生物时，微生物本身DNA分子本身受损致死。可以分为直接作用 和间接作用两方面
脂肪酸酯和某些天然脂肪在受到 50kGy 以下的剂量照射时，品质变化极小。但是另一些 脂类则成为辐照食品中异臭的发生源。如经 20kGy 左右剂量辐照后，肉类会发生风味变化， 牛乳的脂肪会产生蜡烛气味，鱼的脂类因高级不饱和脂肪酸发生氧化酸败而产生很重的异臭 味。 辐照可促使脂类的自动氧化，当辐照时及辐照后，有氧存在时，其促进作用就更显著， 从而促使了游离基的生成，使氢过氧化物及抗氧化物质的分解反应加快，并生成醛、醛酯、 含氧酸、乙醇、酮等十多种分解产物。因此，辐射剂量、剂量率，温度，是否有氧存在，脂 肪组成，抗氧化物质等都对辐射所引起的自动氧化变化有很大的影响。 饱和的脂类在无氧状态下辐射时，会发生非自动氧化性分解反应，产生氢气，一氧化碳， 二氧化碳，碳氢化合物，醛和高分子化合物。不饱和脂肪酸经辐照后也会生成与饱和脂肪酸 相类似的物质，其生成的碳氢化合物为链烯烃，二烯烃，二烯烃和二聚物形成的酸。 磷脂的辐照分解物也是碳氢化合物类，醛类和酯类 对含有脂类的食品进行辐照时，也鉴定出了过氧化物、羰基物、酯类、酸类和碳氢化合 物类等物质，这与天然脂肪和典型脂类的情况相同。但是，应该注意的是，与则照射后相比， 这种影响多显现于贮藏期中。 5、维生素 维生素辐射稳定性与辐射时食品组成，气相条件，温度及其他环境因素有关。一般情况 下，食品中维生素稳定性＞单纯溶液中维生素的稳定性。 脂溶性维生素中，VE 最敏感，水溶性维生素，VB1，VC 易损失。。大部分维生素对加热和 辐射具有不同的反应，对辐射不稳定维生素在光、热、氧这三个因素中至少易受其中一个因 素的影响而发生分解。 6、水 水对辐射敏感，吸收射线能量后，首先水被电离激活，随后产生中间产物。如水合电子， 氢自由基，氢氧根自由基，过氧化氢，过氧化氢自由基，最终产生氢气和水。 水的辐射中间产物对食品和其他生物物质辐射效应有着重要影响，因为这些中间产物可 以和其他有机体的分子接触进行反应。 二、食品的辐射生物学效应 电离辐射可以引起生物有机体的组织及生理发生各种变化。当生物有机体吸收射线能以 后，将会产生一系列的生理生化反应，使新陈代谢受到影响。在较低剂量的电离辐射作用下， 能引起某些蛋白质和核蛋白分子的改变，破坏新陈代谢，抑制核糖核酸和脱 氧核糖核酸的 代谢，使自身的生长发育和繁殖能力受到一定的危害。 同时，食品辐照的生物学效应也与生成的游离基和离子有关。当射线穿过生物有机体时， 会使其中的水和其他的物质电解，生成游离基和离子，从而影响机体的新陈代谢过程，严重 时则杀死细胞。从食品保藏的角度来说，就是利用电离辐射的直接作用和间接作用，杀虫、 杀菌，防霉，调节生理系列化反应等效应来保藏食品。 1、微生物 抗辐射能力 G +＞酵母菌＞霉菌 机理：当辐射作用于微生物时，微生物本身 DNA 分子本身受损致死。可以分为直接作用 和间接作用两方面
直接作用：碱基分解，氢键断裂，糖和磷酸的结合部位断裂，导致酶被破坏，细胞内胶 体状态变化 间接作用：水因受到辐射而电离产生的中间产物对食品成分及微生物有影响 耐热微生物一般对辐射抵抗性强，但也有例外。如嗜热脂肪芽孢杆菌抗热性强，但对射 线敏感。小球菌不耐热，但对辐射不敏感。 2、昆虫 昆虫幼虫细胞对辐射敏感性强，成虫性腺细胞对辐射敏感性强。高剂量辐射有致死效果， 低剂量引起害虫生理变化。如不育。 立即致死剂量：害虫受到射线照射后，立即死亡所需要的剂量，常为几千Gy 缓期致死剂量：害虫受到射线照射后要经过一周以上潜伏期才可死亡所需剂量。（几十~几 百Gy) 不孕剂量：害虫受到射线照射后丧失生殖能力，产生不孕现象所需要的剂量。(30kGy,干燥状态需40kGy的剂量才可抑制其活动。 但剂量过高对新鲜食品的质量有影响。若使用加热和辐射并举方法，可以达到低剂量抑 制活动的目的
直接作用：碱基分解，氢键断裂，糖和磷酸的结合部位断裂，导致酶被破坏，细胞内胶 体状态变化 间接作用：水因受到辐射而电离产生的中间产物对食品成分及微生物有影响 耐热微生物一般对辐射抵抗性强，但也有例外。如嗜热脂肪芽孢杆菌抗热性强，但对射 线敏感。小球菌不耐热，但对辐射不敏感。 2、昆虫 昆虫幼虫细胞对辐射敏感性强，成虫性腺细胞对辐射敏感性强。高剂量辐射有致死效果， 低剂量引起害虫生理变化。如不育。 立即致死剂量：害虫受到射线照射后，立即死亡所需要的剂量，常为几千 Gy 缓期致死剂量：害虫受到射线照射后要经过一周以上潜伏期才可死亡所需剂量。（几十～几 百 Gy） 不孕剂量：害虫受到射线照射后丧失生殖能力，产生不孕现象所需要的剂量。（＜80 Gy） 3、植物 辐射可以抑制植物发芽，调节呼吸和后熟，影响乙烯代谢，导致组织褐变。 3.1 抑制发芽 辐射破坏植物组织，干扰核酸和植物激素代谢，使核蛋白变性。抑制核酸在组织中积累， 抑制发芽。 3.2 调节呼吸和后熟 跃变型果实经辐射处理后，后熟被抑制，呼吸跃变延后，叶绿素分解减慢，抑制乙烯产 生。 非跃变型果实经辐射处理后，促进成熟。如涩柿，绿色柠檬变黄。 3.3 辐射与乙烯代谢 不论是跃变型或非跃变型果实，辐射都会对乙烯的产量有瞬时性的促进，从而使呼吸加 强。增长的程度因果实的种类、成熟度和辐射剂量而异。但这种增长极短暂，随即就减低。 当辐射剂量较低时，乙烯的生成量再次上升，达到顶峰后又下降。乙烯的变化与呼吸的变化 基本是吻合的。高剂量辐射后，乙烯不再生成，呼吸也表现出紊乱。跃变型果实经适当剂量 辐照后，会抑制内源乙烯的产生。 3.4 辐射与组织褐变 植物组织褐变随剂量增高而增加，并因植物品种，产地，成熟度不同等不同而不同。原 因，辐射导致植物体内酚类物质增多，在氧化酶作用下，物质产生褐变。另外辐射使多酚氧 化酶和过氧化物酶活性增强。 4、寄生虫 随着照射剂量增加，出现的辐射效应依次为：雌性成虫不育，抑制正常成熟和死亡。 5、病毒 最小的生活体，无呼吸作用。以食品和酶为寄主。如脊髓灰白质病毒，传染性肝炎病毒， 口蹄疫病毒＞30kGy,干燥状态需 40 kGy 的剂量才可抑制其活动。 但剂量过高对新鲜食品的质量有影响。若使用加热和辐射并举方法，可以达到低剂量抑 制活动的目的
第四节辐射在食品保藏中的应用 一、应用于食品中的辐射保藏分类 1、按照所要达到的目的可以将食品上的辐射分为三大类 辐射阿氏杀菌：商业杀菌可使食品中微生物数量减至0或有限个数，10~50KGy 辐射巴氏杀菌： 杀灭无芽孢病原菌，5~10KGy 辐射耐贮杀菌： 降低腐败菌原发菌数，延长新鲜食品期提高贮藏性，20KGy,聚乙烯，聚酯，乙烯基树 脂，聚苯乙烯薄膜则会发生变化。如剂量>10KGy,玻璃纸，氯化橡胶会变脆。可能产生异 味。 金属箔和各种复合包装材料抗辐射性能较好，甚至60KGy剂量照射时不变质： 3、辐射时剂量控制 辐射时，选择适宜的辐照剂量应从以下几方面着手： 1)食品的耐辐射性：食品的化学成分，物理结构在质量被认为受损坏之前，所能接受的变 化程度很不相同。食品的耐辐射性可根据质量的可接受性来确定辐射剂量上限。 2)微生物的耐辐射性：不同微生物的耐辐射性能不同。常用D,钝化系数表示。 Dm为减少90%菌群的辐射剂量。最耐辐射的肉毒梭状芽孢杆菌Dm=4KGy,其12Dm 为48KGy,此剂量可提供广泛范围的安全性。 钝化系数：表示受到一定剂量照射后存活菌数减少至1个时的原菌数的值。 Di Dm= No:原始菌数，N:经Di照射后存活菌数。Di:照射剂量 lgN。-lgW
第四节 辐射在食品保藏中的应用 一、应用于食品中的辐射保藏分类 1、按照所要达到的目的可以将食品上的辐射分为三大类 辐射阿氏杀菌：商业杀菌 可使食品中微生物数量减至 0 或有限个数，10～50KGy 辐射巴氏杀菌： 杀灭无芽孢病原菌，5～10KGy 辐射耐贮杀菌： 降低腐败菌原发菌数，延长新鲜食品期提高贮藏性，＜5 KGy 2、依照辐照处理时剂量可分 高剂量照射 ≥10 KGy,配合低温贮藏，否则食品品质下降，只限于肉类食品 中剂量照射 1～10 KGy 不能彻底杀菌，只能杀死腐败菌，降低食品中微生物数量， 附以低温贮藏 低剂量照射 ＜1 KGy，抑制发芽，杀虫，延迟生理过程 二、食品辐射保藏工艺 1、食品采收/制备 食品的辐射保藏是在原有食品品质优良的基础上进行加工的。虽然辐射可以杀菌，可以 提高食品卫生质量，降低食品中致病菌或腐败菌的数量，直至全部杀灭，但是不允许用已变 质或细菌繁殖很多的次劣食品来进行辐射杀菌。 在辐照之前，必须了解原有食品基本情况。如采收或加工时间，采收成熟度，加工质量 （原始含菌量，感官质量等）以及保藏的目的和要求。其中了解微生物污染的类型和程度非 常重要。因为不同微生物减少一个数量级的剂量不同。（表 1－4－13，P235） 产品收获或加工后要尽可能快地辐照，放置时间越长，辐照效果越差。 食品收获或加工后微生物数量增加很快，可导致辐射剂量增加，进而使成本提高。 贮放有可能使微生物变得更加耐辐射。 辐射调节果蔬新陈代谢，辐照效果与产品生理状态相关。辐射可以抑制发芽，在休眠期 结束前辐照效果好，另外辐射可以推迟后熟，果实即将进入跃变期时照射效果好。 2、辐射食品包装 包装目的：创造良好的气体环境；防止气体污/二次污染；便于集中堆垛，提高辐照效率 包装应根据产品性状，辐射处理目的，运输和贮存要求，方便出售合理选择包装材料和 形式。 常见的包装材料有金属罐，塑料，金属箔和各种复合包装材料。 金属罐为镀锡薄板和铝罐。在普通杀菌课题内照射稳定，形状最好为立方形。 塑料当受≤20 KGy 照射时，不会发生变化，剂量＞20 KGy，聚乙烯，聚酯，乙烯基树 脂，聚苯乙烯薄膜则会发生变化。如剂量＞10 KGy，玻璃纸，氯化橡胶会变脆。可能产生异 味。 金属箔和各种复合包装材料抗辐射性能较好，甚至 60 KGy 剂量照射时不变质。 3、辐射时剂量控制 辐射时，选择适宜的辐照剂量应从以下几方面着手： 1) 食品的耐辐射性：食品的化学成分，物理结构在质量被认为受损坏之前，所能接受的变 化程度很不相同。食品的耐辐射性可根据质量的可接受性来确定辐射剂量上限。 2) 微生物的耐辐射性：不同微生物的耐辐射性能不同。常用 Dm,钝化系数表示。 Dm 为减少 90%菌群的辐射剂量。最耐辐射的肉毒梭状芽孢杆菌 Dm＝4 KGy，其 12Dm 为 48 KGy，此剂量可提供广泛范围的安全性。 钝化系数：表示受到一定剂量照射后存活菌数减少至 1 个时的原菌数的值。 N N Di Dm lg 0 − lg = N0：原始菌数，N：经 Di 照射后存活菌数。Di：照射剂量
假定N/N。和剂量Di之间有指数性关系成立，则有 N/N。=eDi,可由Dm求钝化系数Noe 微生物的耐辐射性，在同属，同种甚至同种间的不同菌株间变化幅度都很大，一般来讲， 芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌所产生的细菌芽孢耐辐射性远大于营养型菌体。 不产芽孢的细菌：革兰氏阳性>革兰氏阴性 酵母>霉菌（无芽孢细菌相同可略低） 3)酶的耐辐射性 酶的耐辐射性要比微生物耐辐射性强，酶活性降低90%的辐射剂量值的变化称为酶分解 单位DE。一般4D:可近乎破坏所有的酶，但是过高剂量破坏食品成分，损害食品安全性。为 提高保持期，破坏酶活性，食品只靠辐射达到理想效果，所以要与热处理结合使用。 4)辐射费用 用较强的辐射源或使食品较长时间露置于较弱的辐射下，都会使加工费用增高。凡是辐 射处理的目的是为了保藏食品，选择辐射必须考虑食品的安全性和卫生性，食品对感官质量 受损坏的耐受性，微生物和酶的耐受性及辐射费用等问题。 4、影响食品辐照的因素 1)温度 辐射杀菌时，接近常温范围内，温度对杀菌效果影响不大。在低于0℃温度照射，结果 表现不一致。对于凝结芽孢杆菌、生芽孢梭状芽孢杆菌，冻结或不冻结无影响：而金黄色葡 萄球菌(-78℃)Dm=5Dm常温，温度越低，抗性越高 一般认为，在冰点以下，辐射不产生间接作用或作用不明显。因此微生物抗辐射性提高， 不过冻结工艺不当时，由于细胞膜受损，微生物对辐射敏感性会增强。 辐射前进行热处理，可有效抑制酶活性，如在辐射后进行热处理，则杀死细菌芽孢效果 更好。 2)氧的含量 当射线穿过空气时，可使氧气电离，形成氧化性很强的臭氧。如食品中的蛋白质、脂肪 含量高，中剂量照射时较严重。为防止肉类照射时产生过氧化物，需真空包装或充氮包装。 果蔬、食品，辐射时氧化并非导致食品品质下降因素，但同样要求用小包装/密封包装。 其目的是为了减少二次污染。隔离氧气，推迟后熟，防止维生素E损失。 辐射处理时，杀菌效果因氧气存在而增强，辐射时是否需氧要根据辐射处理对象、性状、 处理目的和贮存环境条件等条件综合考虑而确定。 3)含水量 随着含水量降低，Dm有逐渐增大的趋势。原因：在干燥状态下照射，生成的游离基因 失去了水的连续相而变得不能移动，游离基等的辐射间接作用随之降低，辐射作用显著减弱。 4)操作方式 在操作过程中可采用一次达到规定的杀菌剂量，也可进行分段照射，即将给定剂量分次 作用于微生物，结果表明：分段照射不影响杀菌效果。 对于食品照射，人们持不同观点。在现有的技术和知识水平下，分段辐照应遵循以下原 则：适用于水分含量低的食品：受辐照加工的食品中有受过低剂量处理的食品：受辐照食品 中含有少量辐照过的调味料。 这些食品可以进行重复照射原因：最终产品中增加的辐解产物的数量对产品影响小。 5)辐照时食品添加剂的应用 抗氧化剂：防止食品辐照时发生氧化，保持某些成分 敏化剂：如维生素K5,氯化钠，儿茶酚等。可以降低辐照时的杀虫，灭菌剂量，加强杀
假定 N/N0 和剂量 Di 之间有指数性关系成立，则有 ADi N N e − / 0 = ，可由 Dm 求钝化系数 N0。 微生物的耐辐射性，在同属，同种甚至同种间的不同菌株间变化幅度都很大，一般来讲， 芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌所产生的细菌芽孢耐辐射性远大于营养型菌体。 不产芽孢的细菌：革兰氏阳性＞革兰氏阴性 酵母＞霉菌（无芽孢细菌相同可略低） 3) 酶的耐辐射性 酶的耐辐射性要比微生物耐辐射性强，酶活性降低 90%的辐射剂量值的变化称为酶分解 单位 DE。一般 4DE 可近乎破坏所有的酶，但是过高剂量破坏食品成分，损害食品安全性。为 提高保持期，破坏酶活性，食品只靠辐射达到理想效果，所以要与热处理结合使用。 4) 辐射费用 用较强的辐射源或使食品较长时间露置于较弱的辐射下，都会使加工费用增高。凡是辐 射处理的目的是为了保藏食品，选择辐射必须考虑食品的安全性和卫生性，食品对感官质量 受损坏的耐受性，微生物和酶的耐受性及辐射费用等问题。 4、影响食品辐照的因素 1) 温度 辐射杀菌时，接近常温范围内，温度对杀菌效果影响不大。在低于 0℃温度照射，结果 表现不一致。对于凝结芽孢杆菌、生芽孢梭状芽孢杆菌，冻结或不冻结无影响；而金黄色葡 萄球菌（-78℃）Dm=5 Dm常温，温度越低，抗性越高 一般认为，在冰点以下，辐射不产生间接作用或作用不明显。因此微生物抗辐射性提高， 不过冻结工艺不当时，由于细胞膜受损，微生物对辐射敏感性会增强。 辐射前进行热处理，可有效抑制酶活性，如在辐射后进行热处理，则杀死细菌芽孢效果 更好。 2) 氧的含量 当射线穿过空气时，可使氧气电离，形成氧化性很强的臭氧。如食品中的蛋白质、脂肪 含量高，中剂量照射时较严重。为防止肉类照射时产生过氧化物，需真空包装或充氮包装。 果蔬、食品，辐射时氧化并非导致食品品质下降因素，但同样要求用小包装/密封包装。 其目的是为了减少二次污染。隔离氧气，推迟后熟，防止维生素 E 损失。 辐射处理时，杀菌效果因氧气存在而增强，辐射时是否需氧要根据辐射处理对象、性状、 处理目的和贮存环境条件等条件综合考虑而确定。 3) 含水量 随着含水量降低，Dm 有逐渐增大的趋势。原因：在干燥状态下照射，生成的游离基因 失去了水的连续相而变得不能移动，游离基等的辐射间接作用随之降低，辐射作用显著减弱。 4) 操作方式 在操作过程中可采用一次达到规定的杀菌剂量，也可进行分段照射，即将给定剂量分次 作用于微生物，结果表明：分段照射不影响杀菌效果。 对于食品照射，人们持不同观点。在现有的技术和知识水平下，分段辐照应遵循以下原 则：适用于水分含量低的食品；受辐照加工的食品中有受过低剂量处理的食品；受辐照食品 中含有少量辐照过的调味料。 这些食品可以进行重复照射原因：最终产品中增加的辐解产物的数量对产品影响小。 5) 辐照时食品添加剂的应用 抗氧化剂：防止食品辐照时发生氧化，保持某些成分 敏化剂：如维生素 K5，氯化钠，儿茶酚等。可以降低辐照时的杀虫，灭菌剂量，加强杀
