【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 物的每一次碰撞中抽去氫原子，但氫原子也可以迅速地加到二硫化物上，分裂 S S 鍵為 S. 和 HS；與蛋白質(zhì)的反應(yīng)主要可能是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。 ?水化電子（ e水化） ? 由相關(guān)電子產(chǎn)生，它比 HO具有 更多的選擇性。 ? 它可非?？斓?加成 到含低位空軌道的化合物上，如大部分芳香族化合物、梭酸、醛、酮、硫代化合物以及二硫化物。 ? 與蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)可加成到組氨酸、半胱氨酸和胱氨酸殘留物上，也可加成到其他氨基酸上，其反應(yīng)最初產(chǎn)物是簡(jiǎn)單電子加合物。 ? 由于大多數(shù)化合物含有成對(duì)電子，這種電子加合物通常是一種自由基。 ? e水化 與 HO不同，它們不一定與體系中的主要組分起反應(yīng)，但可以和少組分（如維生素、色素等）發(fā)生反應(yīng)。 ? 和脂肪醇或糖類反應(yīng)不顯著。 ?羥基自由基 (OH ） ? 加到芳香族化合物和烯烴化合物上； ? 從醇類、糖類、梭酸類、酯類、醛類、酮類、氨基酸類脂肪族化合物的 CH 鍵上抽除 H（其速度略小于加成反應(yīng)）； ? 從 硫化化合物的 SH 鍵上抽除 H（速度常數(shù)高）。 ? 與既含有芳香族也含脂肪族部分（如蛋白質(zhì)或核酸分子）作用時(shí)，部分 起加成反應(yīng) ，別一些則起 消除反應(yīng) ，不論是哪一種情況，反應(yīng)產(chǎn)物都是一種“有機(jī)”自由基。 ?水的輻射化學(xué) 水受輻射后可產(chǎn)生的總效應(yīng)： ?水在化學(xué)效應(yīng)中作用 ? 食品及其他生物有機(jī)體的主要化學(xué)組成是 水 、蛋白質(zhì)、糖類、脂類及維生素等。 ? 水分子對(duì)輻射很敏感，對(duì)于一般食品或新鮮食物水分子首先被激活，然后由活化了的水分子與食品中其他成分發(fā)生反應(yīng)。 ? 食品 (微生物、昆蟲等生物體 )多含豐富水分，由 γ和 X射線產(chǎn)生的快電子能夠沿著它們的徑跡無(wú)區(qū)別地激發(fā)和電離所遇的分子 (水分子為最 )。 ?化學(xué)效應(yīng)強(qiáng)弱的表示 ? 常用 G值表示。 G是指被照射物質(zhì)中每吸收 l00eV能量所產(chǎn)生化學(xué)變化的分子數(shù)量或分解和形成的物質(zhì)（分子、原子、離子和原子團(tuán)等）的數(shù)量。 ? 如麥芽糖溶液經(jīng)過(guò)輻照發(fā)生降解的 G值為 ，則表示麥芽糖溶液每吸收100eV的輻射能，就有 4個(gè)麥芽糖分子發(fā)生降解。 ? 不同物質(zhì)的 G值可能相差很大。 G值大，輻照引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈； ? G值相同者，吸收劑量大者引起的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)烈。 ?一般情形 ? 輻照的化學(xué)效應(yīng)是指被輻照物質(zhì)中的分子所發(fā)生的化學(xué)變化。 ? 初級(jí)輻射與次級(jí)輻射化學(xué)變化： ?初級(jí)輻射是使被照射物質(zhì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，由激發(fā)分子可進(jìn)行單分子分解產(chǎn)生新的分子產(chǎn)物或自由基，而轉(zhuǎn)化成較低的激發(fā)狀態(tài)。 ?次級(jí)輻射是初級(jí)輻射的產(chǎn)物相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物。 三、食品輻照的生物學(xué)效應(yīng) （一）微生物 （二）酶 （三）蟲類 （四）果蔬 ?與體內(nèi)的化學(xué)變化有關(guān) ?直接和間接作用。含水時(shí)以間接效應(yīng)為主導(dǎo)。干燥和冷凍組織中少有間接效應(yīng)。 ?見(jiàn)不同生產(chǎn)效應(yīng) 劑量關(guān)系（表 7 4） ?高活性代謝狀態(tài)生物細(xì)胞的敏感性比在休眠期大得多。 ?照射所造成的損傷與生物體生長(zhǎng)階段有關(guān)。 ?微生物致死解釋：新陳代謝紊亂，細(xì)胞核活動(dòng)紊亂，核蛋白形成推遲 阻礙細(xì)胞核增殖。細(xì)胞受輻照后過(guò)一段時(shí)間才死亡。 大 小 低 高 （一）微生物 輻射殺菌主要目的是降低或殺滅食品中的腐敗微生物及致病微生物 影響輻射對(duì)微生物作用的因素 電離輻射殺菌所需劑量 細(xì)菌 酵母與霉菌 病毒 ? 病毒 ? 通常要求使用高劑量輻照（水溶液狀態(tài) 30kGy，干燥狀態(tài) 40kGy）才能使其鈍化， ? 過(guò)高的劑量時(shí)對(duì)新鮮食品的質(zhì)量有影響，因此常用加熱與輻照并舉的方法，降低輻照劑量及抑制病毒的活性。 ?酵母與霉菌 酵母與霉菌對(duì)輻照的敏感性與非芽孢細(xì)菌相當(dāng)。種類不同，其輻照敏感性也有差異。 殺滅引起水果腐敗和軟化的霉菌所需的劑量常高于 水果的耐輻照量 ，對(duì)酵母也有類似狀況，通過(guò)熱處理或其他方法再結(jié)合低劑量輻照可克服上述缺陷。 ?細(xì)菌 ? 細(xì)菌對(duì)輻照敏感性因種類不同而異。劑量越高，殺滅率越高。 ? 常見(jiàn)幾種 病原微生物的 D10值見(jiàn)表 75。 ? 沙門氏菌 ? 肉毒芽孢桿菌 ? 常污染魚貝類的假單胞菌（是一種低溫菌），其對(duì)輻射線抵抗力也較弱，低劑量輻照即可保持產(chǎn)品的鮮度。 ?肉毒芽孢桿菌 肉毒芽孢桿菌中能引起食物中毒且耐熱性特強(qiáng)的 A型和 B型，其抗輻射性也強(qiáng)，其 D10值在 ～。 肉毒芽抱桿菌的 D10值可因菌型和菌株而異．且與被輻照時(shí)介質(zhì)的狀態(tài)關(guān)系很大。 按照微生物學(xué)安全性要求，經(jīng)輻照后殘存菌數(shù)減少10～ 12數(shù)量級(jí)（即 l2D10），可以計(jì)算出殺菌所需的最小輻照劑量（ MRD）， MRD值的大小主要決定于輻照對(duì)象微生物種類、被輻照的食品種類和輻照時(shí)的溫度等。通常條件下，帶芽孢菌體比無(wú)芽孢者對(duì)輻照有較強(qiáng)的抵抗力。 ?沙門氏菌 是非芽孢菌中最耐輻照的致病微生物，平均 D10值 。對(duì)禽肉輻照～ ，可殺滅 ％到 ％微生物。除了肉毒芽孢桿菌，在這個(gè)劑量下，其他致病菌都可獲得控制。 沙門氏菌是常見(jiàn)污染食品的致病菌。工業(yè)中常用熱處理殺滅該菌，但熱處理會(huì)使食品的形狀和組織發(fā)生變化。例如對(duì)鮮蛋的殺菌，熱處理就受到限制，用 ～ ，可殺滅污染的沙門氏菌，又可使其風(fēng)味和制成的蛋制品不發(fā)生改變。 電離輻射殺菌所需劑量 電離輻射殺滅微生物一般以殺滅 90％微生物所需的劑量（ Gy）來(lái)表示，即殘存微生物數(shù)下降到原菌數(shù) 10％時(shí)所需用的 Gy劑量，并用 D10值來(lái)表示。當(dāng)知道D10值時(shí)，就可以按下式確定輻照滅菌的劑量（ D值）。 微生物的射線致死對(duì)數(shù)規(guī)律 100l o gDDNN ??初始菌數(shù) 使用 D劑量后殘留的菌數(shù) 劑量 使菌數(shù)下降到原來(lái)計(jì)數(shù) 10%所需的劑量 ，反映微生物的耐輻射性，越大，越耐輻射 一些微生物的 D10值 菌種 基 質(zhì) D10 （ kGy） 菌種 基質(zhì) D10 （ kGy） 肉毒桿菌 A 食品 4 啤酒酵母 緩沖液 2~ 肉毒桿菌 B 緩沖液 嗜熱脂肪芽孢桿菌 緩沖液需氧 1 短小芽孢桿菌 緩沖液厭氧 3 鼠傷寒沙門氏菌 冷凍蛋 產(chǎn)氣莢膜桿菌 肉 ~ 產(chǎn)黃青霉 緩沖液 枯菌桿菌 緩沖液 2~ 大腸桿菌 肉湯 ?影響輻射對(duì)微生物作用的因素 電離輻射對(duì)微生物的作用受下列因素的影響： ? 輻照量 ? 種類及狀態(tài) ? 菌株濃度（含菌量） ? 環(huán)境（介質(zhì)化學(xué)成分和物理狀態(tài)） ? 輻照后的貯藏條件等。 （二）酶 ?多數(shù)食品酶非常耐輻射（其 D10達(dá) 50kGy）這給食品的輻照滅酶保藏帶來(lái)一定的限制。 ?酶的耐輻射性可用于酶制劑輻射殺菌消毒，則具有比熱處理方法優(yōu)越的特點(diǎn)。 （三）蟲類 2．寄生蟲 ： 豬旋毛蟲（ trichinosis）不育 ， 抑制生長(zhǎng) ～ ， 致死 ； 牛肉滌蟲（ beeftapeworm）致死 3～ 5kGy。 ? 的輻射效應(yīng)與其細(xì)胞構(gòu)成密切相關(guān)。成蟲的性腺細(xì)胞對(duì)射線相當(dāng)敏感，低劑量就可起絕育或遺傳紊亂等效果，稍高劑量就可將昆蟲殺死。 ? 損傷作用表現(xiàn)形式：致死、“擊倒”（貌似死亡，隨后恢復(fù)）、縮短壽命、推遲換羽、不育、減少卵的孵化、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食量和抑制呼吸。這些作用都在一定的劑量水平發(fā)生，而在某些劑量（低劑量）下，甚至可能出現(xiàn)相反的效應(yīng)，如延長(zhǎng)壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。 ? 不同生長(zhǎng)階段昆蟲的輻射效應(yīng) ? 輻射滅昆蟲的一些處理效果 ?輻射滅昆蟲的一些處理效果 ? 3～ 5kGy防止食品中昆蟲的傳播，立即將其殺死 ? 1kGy足以使昆蟲在數(shù)日內(nèi)死亡； ? ，并使存活昆蟲不育。 ? 一次給予足夠的劑量比分次逐步增加的殺滅效果好。 ? 對(duì)某些昆蟲輻照前升高溫度，可增加它們對(duì)輻照的敏感性； ? 降低大氣氧壓，將會(huì)增加昆蟲的耐輻照性。 ?不同生長(zhǎng) 階 段昆蟲的輻射效應(yīng) 卵和幼蟲： ～ 阻止其發(fā)育到成蟲階段； ～ 阻止發(fā)育到下一階段。 成蟲甲蟲： ～ 不育， 蛾 ： ～ 不育 蛹 ： ～ 不育。 （四）果蔬 ? 輻照處理呼吸高峰前的果實(shí)，可干擾其乙烯的合成，抑制其高峰的出現(xiàn)，延長(zhǎng)果實(shí)的貯存期。 ? 輻照水果可產(chǎn)生的化學(xué)成分變化：如 VC破壞；原果膠變成果膠質(zhì)和果膠酸鹽；纖維素及淀粉的降解；某些酸的破壞及色素的變化等。 ? 輻照對(duì)新鮮蔬菜作用效果：與種類和劑量有關(guān)?？梢愿淖兪卟说暮粑?，防止老化，改變化學(xué)成分。如輻照馬鈴薯，在輻照后的短期內(nèi)能快速且大量地增加其攝氧率，但隨后又下降。若采用極低或很高的劑量并不產(chǎn)生這種效應(yīng)。 ? 馬鈴薯、洋蔥等經(jīng)輻照后可抑制發(fā)芽，輻照使組織內(nèi)脫氧核糖核酸（ DNA）和核糖核酸（ RNA）受到損傷，干擾了 ATP的合成，植物體生長(zhǎng)點(diǎn)上的細(xì)胞不能發(fā)生分裂，而抑制了植物體發(fā)芽。 ? 輻照蘑菇可防止開(kāi)傘，延長(zhǎng)保鮮期。 第四節(jié) 輻照對(duì)食品質(zhì)量的影響 一、蛋白質(zhì) 二、糖類 三、脂類 四、維生素 食品三大營(yíng)養(yǎng)素及維生素的輻照效應(yīng)是人們最為關(guān)心的內(nèi)容 一、蛋白質(zhì) ? 變性 ：射線會(huì)使某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵和醚鍵等斷裂，從而使蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 ? 一級(jí)結(jié)構(gòu) ：輻照也會(huì)促使蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，除了 SH氧化外，還會(huì)發(fā)生脫（ α）氨基作用、脫（ α ）羧作用和氧化作用。 ? 交聯(lián) ：蛋白質(zhì)水溶液經(jīng)射線照射會(huì)發(fā)生交聯(lián)，由巰基氧化生成分子內(nèi)或分子間的二硫鍵，也可以由酪氨酸和苯丙氨酸的苯環(huán)偶合而發(fā)生。交聯(lián)導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生凝聚作用，甚至出現(xiàn)一些不溶解的聚集體。 ? 降解 ：用 X 射線照射血纖蛋白會(huì)引起部分裂解，產(chǎn)生較小的碎片。卵清蛋白在等電點(diǎn)照射也發(fā)現(xiàn)黏度減?。òl(fā)生了降解）。 ? 降解與交聯(lián)同時(shí)發(fā)生 ，往往交聯(lián)大于降解，所以降解常被掩蓋而不易察覺(jué)。 ? 含蛋白質(zhì)食品輻照變化的復(fù)雜性 ：因?yàn)楹芸赡苓@種食品的全部成分都吸收電離輻射線而發(fā)生化學(xué)變化，再對(duì)蛋白質(zhì)作用，同時(shí)全部成分的輻射產(chǎn)物之間也可能發(fā)生相互作用。 ? 高劑量輻照含蛋白質(zhì)食品 ，如肉類及禽類、乳類，常會(huì)產(chǎn)生變味（輻照味），已鑒定出各種揮發(fā)性輻解產(chǎn)物，大部分是通過(guò)間接作用產(chǎn)生的，在低于凍結(jié)點(diǎn)的溫度下進(jìn)行輻照可減少輻照味的形成。 二、糖類 ?低分子糖 類 ?水對(duì)低分子糖輻解作用的影響 ?商業(yè)輻照劑量下，輻照對(duì)糖類熔點(diǎn)、折射率、旋光度和顏色等物理特性影響微小。 ?多糖 ?多糖 ?聚合度和粘度下降 輻照會(huì)引起多糖鏈的斷裂 從而引起聚合度和黏度變化 ， ? 產(chǎn)物 糊精碎片等：輻照小麥淀粉：葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、麥芽四糖和麥芽五糖。 ? 混合物保護(hù)作用，特別是蛋白質(zhì)和氨基酸對(duì)糖類輻解的保護(hù)作用是值得注意的?；旌衔锏慕到庑?yīng)通常比單個(gè)組分的輻解效應(yīng)小。雖然在輻照純淀粉時(shí)，觀察到有大量的產(chǎn)物形成，但在更復(fù)雜的食物中，也不一定會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果。 ?水對(duì)低分子糖的輻解作用的影響 ? 輻照固態(tài)糖時(shí)，水有保護(hù)作用，這可能是由于通過(guò)氫鍵的能量轉(zhuǎn)移，或者由于水和被輻照糖的自由基反應(yīng)重新形成最初產(chǎn)物所致。 ? 輻照糖溶液時(shí)，輻照除對(duì)糖和水有直接作用外，還有水的羥基自由基等與糖的間接作用，通常輻解作用隨輻照劑量的增加而增加。 ?小分子糖類 降解形成輻解產(chǎn)物 ：低聚糖或單糖的降解產(chǎn)物有羥基化合物、酸類、過(guò)