加速器大作业食品辐射.doc

食品辐射是利用原子能射线的辐射能量对食品进行杀菌、抑制发芽、延缓成熟等处理，以使其在一定时期内不腐败变质，延长保藏期，增加供应量。在辐射处理中，食品内部不会升温，也不会引起色、香、味等方面的变化，是一种冷处理方法，能最大限度地保存食品原有的品质和风味。由于辐射处理是物理过程，无化学药物的残流污染，而且比较节省能源，应用范围又广，所以与传统的食品加工处理方法相比具有显著优点。 据IAEA报告，冷藏食品耗能为90kw ·h/t;巴氏灭菌为230kw·h/ t;热杀菌为300kw·h/ t;脱水脉冲处理为700kw·h/t;辐射消毒只需要6.3kw·h/t;辐射巴氏杀菌仅为0.76kw·h/t;辐射处理可节约70%一90%的能源。辐射处理整个工序可连续操作，加工效率高，而且可改进某些食品的工艺质量，如酒类加速陈酿增香，牛肉更加嫩滑可口，大豆易于消化，脱水食品减少烹调时间、面粉可以改进烘烤质量等。此外，建辐照工厂的费用与建设冷藏库的投资相差不远，但辐照保藏操作简单，操作适应范围广，能处理各种食品不同的包装和规格;运行费用远比冷藏和化学处理成本低廉。 原理 食品辐射源大致可分为3种: γ射线、X-射线及电子束。辐射时能量以电磁波的形式透过物体，当物质中的分子吸收辐射能时，会激活成离子或自由基。此时会引起化学键 破裂，使物质内部结构发生变化，最重要的是，遗传物质DNA会因化学键裂解而失去复制能力。在细菌细胞中，DNA的任何微小变化都会损毁整个细胞体，影 响其正常功能。虽然1Gy的辐射剂量所引起的化学键破裂还不到整个的千万分之一，但这足以抑制破坏许多有害细菌。所以，辐射处理是通过损害细胞内遗传物质而有效地阻止它们继续生存的生物过程，从而实现了杀虫、灭菌、抑制生长发育和新陈代谢。 辐射效果的影响因素 1.剂量 剂量的大小直接影响辐射的作用。剂量越大，杀菌效果越好，但负作用也随之增大。为了保证产品质量，通常应根据食品种类及处理指标将剂量限制在一个合适范围内。表是美国FDA（食品药物管理局）自1963年来陆续核准使用的不同食品的推荐剂量范围。 2.介质与状态 辐射介质的组成会影响辐射对微生物的灭菌效果。不同物品种类，其合适的辐射剂量差异很大(表1)。而添加一些食品允许的化学药品(添加剂)，也会改变辐射效果。如辐射前肉类食品中加人少许三聚磷酸钠和氯化钠，可以防止汁液在辐射时渗出，保护食品的水分，又可增加微生物对辐射的敏感性，降低辐射剂量。 3.温度 产品温度越低，反应速率越慢，这是因为低温冻结状态阻止了自由基的扩散和反应能力。所以，低温下的辐射可以阻止或减缓辐分解，有效防止辐射异味及口味变化，减少营养成分的损失，提高辐射食品的质量。 4.气氛 辐射的气氛对微生物的敏感性有影响。1988年Patterson在比较包装在空气、CO2和N2的效果时，就发现细菌在N2中时，比在其它两种气体中对辐射有较强的抗力。另外，特别是肉食品若在O2的气氛中，O2因辐射极易生成具有强氧化性的臭氧，致使肉食品氧化脱色，影响产品的感官质量。 5.微生物种类 通常，生活方式越简单的微生物对辐射的抵抗力越强。如病毒比细菌抵抗力强，细菌比霉菌强。由此能杀灭霉菌的某一剂量不能杀灭所有的细菌，同样也发现细菌中有些种属对辐射有更强的抵抗力。因而食品辐射时，有时会因受污染的微生物种类不同，使辐射剂量有较大变化。 辐照设备的安全性 食品辐射加工具有很高的安全性，它所使用的辐射装置的安装和操作都有一套完善的制度。美国辐照加工行业从建立至今，没有发生过一起意外事故。加拿大在1955—1998年间运送了870批共7. 03×1018 Bq 60Co辐射源没有发生过失误。 辐射安全 食品经过辐射后，首先应考虑的是：是否会引发或残留放射性。研究表明，目前所允许的辐射源，能量很低，不足以诱发放射性，所以在推荐剂量范围内处理食品，辐射安全性有充分保障。 毒性安全 经过大量研究还没有发现任何证据，表明食品在辐射处理时会产生毒性，所以当辐射剂量小于1kGy时，一般认为无须毒性检测。FDA组织了专家组进行动物饲养与遗传突变性研究。最后的结论是，剂量小于1 kGy的辐射处理不会产生毒性作用。但剂量超过1 kGy时，因为没有足够的资料对所有辐射食品进行安全评价，专家组认为，对那些产量大及高剂量处理的食品，应逐一实行加工许可制度。所以，1990年FDA核准了禽肉的加工申请。 微生物安全 需要考虑辐射是否会引起微生物突变，由此而产生更具毒性的病原菌；辐射在减少各种腐败菌数量的同时，是否会促使那些难以检测的病原菌增殖。由于没有充分证据，FDA并不认为辐射会诱发微生物突变。Farkas在1989年研究认为，辐射很有可能会减小各种病原菌的毒性。不过FDA一直需要证据。 营养均衡