【正文】 受到一定程度的保護。但是，凍結(jié)狀態(tài)能阻止游離基的擴散和移動，降低了游離基與食品組分的接觸幾率，可顯著地約束間接作用對食品成分的影響。）。）?，F(xiàn)已知的中間產(chǎn)物有三種：①水合電子（eaq）。水分子對輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量后，首先被激活，然后和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。例如食品色澤或組織的變化可能是由于γ射線或高能β粒子與特殊的色素或蛋白質(zhì)分子直接撞擊而引起的。直接作用生物學(xué)家提出了射線與基質(zhì)直接碰撞的靶理論，認(rèn)為輻照作用主要是由于這種直接碰撞引起的。所以游離基具有較大的相互反應(yīng)、與其他分子反應(yīng)的趨勢，使其奇數(shù)電子成對并達到穩(wěn)定。游離基為分子的一部分、原子團或具有不成對電子的單個原子。當(dāng)中等能量級的電離輻射通過食品時，在電離輻射與分子級和原子級的食品粒子之間有撞擊現(xiàn)象，當(dāng)來自撞擊的能量足以使電子從原子軌道移去時，即導(dǎo)致產(chǎn)生離子對。β粒子一般具有較大的能力，能在它們通過物質(zhì)時產(chǎn)生電離作用。輻射作用時的效應(yīng)取決于其改變分子的能力及其電離電位。庫侖散射可以多次發(fā)生、甚至經(jīng)過多次散射后，帶電粒子會折返回去，發(fā)生所謂的“反向散射”。能否產(chǎn)生這種放射性（也稱感生放射性），取決于射線的能量和被輻照物質(zhì)的性質(zhì)。如果射線的光子與被照射物的電子發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)光子的能量略大于電子在原子中的結(jié)合能時，光子把部分能量傳遞給電子，自身的運動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，朝著另一方向散射，獲得能量的電子（也稱次電子，康普頓電子），從原子中逸出，上述過程稱康普頓散射（Compton Scattering）。輻照保藏食品，通常是用X射線、γ射線、電子射線照射食品，這些高能帶電或不帶電的射線照射食品會引起食品及食品中的微生物、昆蟲等發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使有生命物質(zhì)的新陳代謝、生長發(fā)育受到抑制或破壞，達到殺菌、滅蟲，改進食品質(zhì)量，延長保藏期的目的。（三）輸送與安全系統(tǒng) 工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴(yán)格的安全防護設(shè)施和自動輸送、報警系統(tǒng)。混凝土墻既是建筑結(jié)構(gòu)又是屏蔽物，混凝土中含有水可以較好地屏蔽中子。鐵用于制作防護門、鐵鉤和蓋板等。鉛的相對密度大，屏蔽性能好，鉛容器可以用來儲存輻射源。電離輻射對人體的作用有物理、化學(xué)和生物3種效應(yīng)，在短期內(nèi)受到很大劑量輻射時，會產(chǎn)生急性放射??；長期受小劑量輻射會產(chǎn)生慢性病。 （二）防護設(shè)備危害人體的兩種途徑：一種是外照射，即輻射源在人體外部照射；另一種是內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射。用于食品輻照處理的加速器主要有靜電加速器（范德格拉夫電子加速器），高頻高壓加速器（地那米加速器）、絕緣磁芯變壓器、微波電子直線加速器、高壓倍加器、脈沖電子加速器等。1. 放射性同位素輻射源食品輻照處理上用得最多的是60Coγ射線源，也有采用137CS γ輻射源。 三、輻射源與食品輻照裝置食品的輻照裝置包括輻射源、防護設(shè)備、輸送系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)。2. 吸收劑量測量食品輻照過程物質(zhì)吸收劑量是將劑量計暴露于輻射線之下而測得的，然后從劑量計所吸收的劑量來計算被食品所吸收的劑量。kg1 。（二）照射量照射量（Exposure）是用來度量X射線或Y射線在空氣中電離能力的物理量，以往使用的單位為倫琴（Roentgen，簡寫R），現(xiàn)改為Si單位庫侖/千克（C單位貝可勒爾（Becqurel，簡稱貝可Bq）。 放射性下降至初始值一半所需的時間稱為半衰期，以t 1/2表示。當(dāng)元素的原子量增加時，其中子數(shù)增加超過了質(zhì)子數(shù)，結(jié)果造成核的不穩(wěn)定。α、β、γ等射線輻射的結(jié)果能使被輻射體產(chǎn)生電離作用故又稱電離輻射。β＋、β是帶正電荷與負(fù)電荷的高速電子，穿透物質(zhì)的能力比α射線強，但電離能力不如α射線。α射線（稱α粒子）是快速運動的氦核（He），每一氦核含有兩個質(zhì)子和兩個中子。 高頻輻射線（電離輻射）： 頻率較高、能量大，如X，γ射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。不穩(wěn)定同位素衰變過程中伴有各種輻射線產(chǎn)生，這些不穩(wěn)定同位素稱為放射性同位素。第二節(jié) 輻照的基本概念一、放射性同位素與輻射 有些同位素，其質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)差異較大，其原子核是不穩(wěn)定的，它們按照一定的規(guī)律（指數(shù)規(guī)律）衰變。④調(diào)味品的輻照滅菌。②低質(zhì)酒類輻照改性?？傊?，我國輻照食品研究工作在下列方面有商業(yè)化、實用化的廣闊前景。我國在輻照食品衛(wèi)生安全性方面的研究工作在世界上處于領(lǐng)先地位。有許多利用小型60Co或電子輻射源進行食品輻照研究的研究所遍及全國，據(jù)統(tǒng)計有200多個單位從事過或正在進行著食品輻射的研究和生產(chǎn)工作?！贝私Y(jié)論推動了世界各國對輻照食品研究的熱潮。國際上，以聯(lián)合國原子能機構(gòu)為中心，并以聯(lián)合國糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織協(xié)作的形式在食品輻射領(lǐng)域推動著國際性的合作，該聯(lián)合國委員會從全世界的角度對輻照食品的衛(wèi)生安全性研究進行了統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。在日本，從20世紀(jì)50年代后期就開始對農(nóng)副產(chǎn)品、水產(chǎn)品、釀造食品和肉類等進行輻射研究。二、國內(nèi)外食品輻照的進展 輻射在食品上的利用，有關(guān)其有效性、安全性和經(jīng)濟性等方面的研究，以美國為主已取得了進展。⑤ 能夠致死微生物的劑量對人體來說是相當(dāng)高的，所以必須非常謹(jǐn)慎，做好運輸及處理食品的工作人員的安全防護工作。后來的研究則認(rèn)為這是沒有根據(jù)的（1977，F(xiàn)AQ/ IAEA/WHO Expert Committee）。這些變化是因游離基的作用而產(chǎn)生的。缺點：① 經(jīng)過殺菌劑量的照射，一般情況下，酶不能完全被鈍化。⑥ 放射線的穿透能力強、均勻、瞬間即逝，而且對其輻照過程可以進行準(zhǔn)確控制。⑤ 產(chǎn)生的熱量極少，可以忽略不計，可保持食品原有的特性。③ 即使使用高劑量（10kGy）照射，食品中總的化學(xué)變化也很微小。 優(yōu)點：① 殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。這是國際組織對輻射處理食品的首次批準(zhǔn)，具有重要的意義和影響。這些批準(zhǔn)的食品包括馬鈴薯、洋蔥、大蒜、蘑菇、蘆筍、草莓及其他動植物食品和調(diào)料等。在一些國際組織如聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、國際原子能機構(gòu)（IAEA）、世界衛(wèi)生組織（WHO）等的支持和組織下，進行了種種國際協(xié)作研究，召開了多次國際專業(yè)會議。但直到第二次世界大戰(zhàn)以后，射線輻射保藏食品的研究和應(yīng)用才有了實質(zhì)性的開始。食品工藝學(xué)課程教案14第一篇 食品加工與保藏原理第一章 食品的輻照第一節(jié) 概述一、食品輻照的意義及其特點食品輻照是利用射線照射食品（包括原材料），延遲新鮮食物某些生理過程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或?qū)κ称愤M行殺蟲、消毒、殺菌、防霉等處理，達到延長保藏時間，穩(wěn)定、提高食品質(zhì)量目的的操作過程。自19世紀(jì)末（1895年）倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，Mink （1896）就提出了X射線的殺菌作用。此后30年，研究不斷擴大深入，它尤其在許多發(fā)展中國家受到很大的重視。到1976年，有25種輻射處理的食品在18個國家得到無條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許作為商品供一般食用。1976年日內(nèi)瓦FAOIAEAWHO專家委員會宣布：經(jīng)適宜劑量輻照的馬鈴薯、小麥、雞肉、番木瓜和草毒，對人體是無條件安全的，會上還暫定批準(zhǔn)了輻照稻米、洋蔥和魚可作為商品供一般食用。但也應(yīng)指出，輻射處理保藏食品不過是強化貯藏效果的一種措施，尤其對蔬菜、果品，輻射處理后仍須嚴(yán)密注意控制各種環(huán)境條件才有可能獲得好的綜合效益。② 一定的劑量（＜5kGy）照射不會使食品發(fā)生感官上的明顯變化。④ 沒有非食品物質(zhì)殘留。在冷凍狀態(tài)下也能進行輻射處理。⑦ 食品進行輻照處理時，對包裝無嚴(yán)格要求。② 經(jīng)輻射處理后，食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來講雖然是微乎其微的，但敏感性強的食品和經(jīng)高劑量照射的食品可能會發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變化。③ 有些專家認(rèn)為，輻照會誘發(fā)食品產(chǎn)生致突變、致畸形、致癌和有毒因子。④ 輻射這種保藏方法不適用于所有的食品，要有選擇性地應(yīng)用。為此，要對輻射源進行充分遮蔽，必須經(jīng)常、連續(xù)對照射區(qū)和工作人員進行監(jiān)測檢查。作為用放射線照射食品的開端，在用低劑量照射抑制馬鈴薯發(fā)芽方面，前蘇聯(lián)（1958）、加拿大（1960）、美國（1964）已獲得了法律認(rèn)可；在防治小麥及面粉中的害蟲方面，前蘇聯(lián)（1959）、美國（1963）也獲得了法律認(rèn)可。用輻射抑制馬鈴薯發(fā)芽作為一項研究成果獲得了法律認(rèn)可。1980年10月27日舉行的第四屆專門委員會會議作出的結(jié)論是：“用10kGy以下的平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而且今后無須再對經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進行毒性試驗。 我國第一所核應(yīng)用技術(shù)研究所于1962年在成都建成，開始了食品輻射研究工作。1984年11月，經(jīng)國家衛(wèi)生部的批準(zhǔn)有7項輻照食品（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、谷物、蘑菇、香腸）允許食用消費，繼批準(zhǔn)馬鈴薯等7項輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)之后，又有蔬菜、水果、糧食、酒類等20多種食品通過了不同級別的技術(shù)鑒定。我國對37種輻照食品在理化分析、毒理學(xué)試驗及動物試驗的基礎(chǔ)上進行的人體試食試驗，得出的結(jié)論結(jié)束了由印度學(xué)者引起的世界上長達10多年的多倍體之爭。應(yīng)用范圍有：①進出口水果及農(nóng)畜產(chǎn)品的輻照檢疫處理。③干果、脫水蔬菜和肉類輻照殺蟲。⑤輻照處理和其他保藏處理方法綜合應(yīng)用的研究。自然界存在著一些天然的不穩(wěn)定同位素，也有一些不穩(wěn)定同位素是利用原子反應(yīng)堆或粒子加速器等人工制造的。低頻輻射線（非電離輻射）：波長較長、能量小（頻率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或振動而產(chǎn)生熱，也可起到加熱殺菌作用。 放射性同位素能放射出α、β（β+及β）和γ射線，其過程稱為輻射。α射線的穿透物質(zhì)的能力很小，但電離能力很強。γ射線是波長非常短的電磁波束（），其本質(zhì)與可見光相同γ射線的能量較高，穿透物質(zhì)的能力很強，其電離能力較α、β射線小。低質(zhì)子數(shù)的天然同位素中（除正常的氫以外），幾乎中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等（N=Z），所以通常是很穩(wěn)定的。在大多數(shù)天然放射性同位素中， :1時。二、輻照量單位與劑量測量（一）放射性強度與放射性比度 1. 放射性強度放射性強度，有稱放射性活度，是度量放射性強弱的物理量。2. 放射性比度一個放射性同位素常附有不同質(zhì)量數(shù)的同一元素的穩(wěn)定同位素，此穩(wěn)定同位素稱為載體，因此將一個化合物或元素中的放射性同位素的濃度稱為“放射性比度”，也用以表示單位數(shù)量的物質(zhì)的放射性強度。kg1 ），1 倫琴= X10 C 1. 吸收劑量單位被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收劑量，單位戈瑞（Gray，簡稱Gy）。常用的劑量測量體系有量熱計、液體或固體化學(xué)劑量計及目視劑量標(biāo)簽。（一）輻射源輻射源是食品輻照處理的核心部分，輻射源有人工放射性同位素和電子加速器。2. 電子加速器電子加速器（簡稱加速器）是用電磁場使電子獲得較高能量，將電能轉(zhuǎn)變成射線（高能電子射線，X射線）的裝置。電子加速器可以作為電子射線和X射線的兩用輻射源。食品輻照一般使用的是嚴(yán)格密封在不銹鋼的叫〔如輻射源和電子加速器，輻照對人體的危害主要是外輻射造成的。人體對輻射有一定的適應(yīng)能力和抵御能力，目前一般規(guī)定全身每年最大允許劑量值為5 x 102Sv。在加工較大的容器和設(shè)備中常需用鋼材作結(jié)構(gòu)骨架。用水屏蔽的優(yōu)點是具有可見性和可入性，因此常將輻射源儲存在深井內(nèi)。各種屏蔽材料的厚度必須大于射線所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工過程要防止產(chǎn)生空洞及縫隙過大等問題，防止了射線泄漏。 第三節(jié) 食品的輻照效應(yīng)與輻照保藏原理食品經(jīng)射線照射會發(fā)生一系列的輻照效應(yīng)，主要有物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。（一）α射線和γ射線與物質(zhì)的作用α射線、 γ射線都是高能電磁輻射線，它們又常被稱為“光子”，當(dāng)與被照射物（如食品、微生物、昆蟲和包裝材料）原子中的電子相遇，光子有時會把全部能量交給電子（光子被吸收），使電子脫離原子成為光電子。 如果了射線和X射線的能量大于某一閡值時，能量和某些原子核作用而射出中子或其他粒子，因而使被照射物產(chǎn)生獷放射性（Radioactivity）。（二）電子射線的作用當(dāng)輻射源射出的電子射線（高速電子流）通過被照射物時，受到原子核庫侖場的作用，會發(fā)生沒有能量損失的偏轉(zhuǎn)，稱庫侖散射。二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng) 電離輻射穿透食品物料的程度取決于食品性質(zhì)和輻射的特性。γ射線的穿透力比β粒子大。能量級較高的電子束具有較高的穿透深度，并能沿著其徑跡（比能量低的電子束）產(chǎn)生更多的變更分子和電離作用。當(dāng)撞擊現(xiàn)象提供足夠能量使原子之間的化學(xué)鍵斷裂時，即發(fā)生分子變化，形成游離基。穩(wěn)定分子幾乎總是具有偶數(shù)電子的，不成對電子構(gòu)型是不穩(wěn)定的形式。氧氣經(jīng)輻射后導(dǎo)致臭氧的形成，氮氣和氧氣混合后經(jīng)輻射形成氮的氧化物，溶于水可成硝酸等化合物。此作用的理論經(jīng)過延伸來解釋在食品中的變化。間接作用食品中的水分也會因輻照而產(chǎn)生輻射效應(yīng)。水接受輻射后的最后產(chǎn)物是氫和過氧化氫等，形成的機制很復(fù)雜。②氫氧基（OH③氫基（H其反應(yīng)的可能途徑如下：約束間接作用的途徑在凍結(jié)狀態(tài)下輻射：即使在凍結(jié)水中也會產(chǎn)生游離基，雖然程度可能較輕。在真空中或在惰性氣體環(huán)境中輻射：氫基與氧起反應(yīng)會產(chǎn)生過氧化物基，過氧化物基又可生成過氧化氫。但是，除氧和盡量減少這些反應(yīng)對食品中的微生物也有同樣的保護作用，其輻射效果就會大大降低。在采用以上途徑保護食品成分的同時，也降低了輻射對微生物和酶的作用。 氨基酸經(jīng)輻射后，可鑒定的生成物及生成物的數(shù)量都因氨基酸的種類、輻射劑量、氧和水分的存在與否等因素而發(fā)生變化。如果是賴氨酸之類的二氨基一元羧酸，經(jīng)輻照后，除生成多羥基胺外，還可生成β丙氨酸、α氨基正丁酸、氧代氨基酸、戊撐二胺、谷氨酸和天冬氨酸。蛋白質(zhì)隨著輻射劑量的不同，會因琉基氧化、脫氨基、脫梭、芳香族和雜環(huán)氨基酸游離基氧化等而引起其一級、二級和三級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。從輻照肉中分離出來的揮發(fā)性物質(zhì)，主要是甲硫醇、鏈烷烴類和鏈烯烴類。水產(chǎn)品經(jīng)低劑量輻射后也會