食品保藏原理

第六章 食品辐射保藏

食品保藏原理

第一节 辐射保藏特点及进展一、概念及特点1、概念：辐照保藏技术是利用原子能射线的辐射能量对食 品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理，使食品的 保藏期延长的技术。2、食品辐照杀菌的特点及意义 ①升温极微，可保持原有的新鲜感官特征； ②射线穿透力强； ③经安全剂量射线照射的食品无任何残留，射线不与产品结 合。

食品保藏原理

④节约能源。 ⑤操作适应范围广。 ⑥加工效率高，射线的穿透度高、均匀。 缺点：辐射灭菌效果与微生物种类有关；用辐射方法钝化食 品中的酶比较困难；敏感性强和经高剂量照射的食品有可能 产生不愉快的感官变化；对操作人员的安全防护要求相当高。

食品保藏原理

二、国内外食品辐照技术的进展(1)前苏联、美国、加拿大、法国、日 本、中国等均批准在一些食品中使用辐照。 (2)日本、加拿大建立了辐射工厂用于 食品保藏、有鱼虾、果蔬等。 (3)欧洲(丹麦、保加利亚、法国等) 用于抑制土豆、大蒜、洋葱发芽。 (4)发展中国家，印度、伊朗、泰国、 智利、阿根廷等用于粮食(谷物)的防霉、 防虫。

食品保藏原理

●国内1958年开始研究； ●70年代的研究工作取得了一定的成效。 ●80年代国家卫生部批准部分(马铃薯、洋葱、大蒜、花生、 蘑菇、香肠)辐照食品允许消费。一些省市建立了一起容量较 大的辐射应用试验基地，如北京、上海、天津、湖南、四川、 广东等地。 ●90年代至今，我国已有近20项农产品辐照标准获得批准。

食品保藏原理

食品保藏原理

第二节 辐照的基本原理★辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相 应的大小，可使电磁波分成无线电波、微波、红外、可见光、 紫外线，χ和γ射线。 υ频率 105Hz 微波 1010 红外 1015 1018 紫外 1020λ ×υ =C

低频辐射区υ <1015Hz

高频辐射线υ >1015Hz X射线和γ射线

食品保藏原理

食品保藏原理

一、放射性同位素与辐射1、放射性同位素▼同位素：质子数相同，中 子数不同的一类原子总称； ▼放射性同位素：当原子序 数在84以上的同位素，原子 核是不稳定的，能以一定的 速率放出射线，由这种原子 组成的元素。

食品保藏原理

2、放射性衰变▼放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地 放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，从不稳定的元 素变成稳定同位素，原子核的转变过程称为放射性衰变。 这就是所谓“核衰变”。

食品保藏原理

3、半衰期

▼半衰期：放射性强度因衰变降低到原来一半所需 的时间，或原子

数衰变至一半时所需的时间。

食品保藏原理

4、放射线的种类及其特征(1)放射线的种类 α-射线、β-射线、X-射线、γ-射线(2)特征 α-射线：相对质量较大，电离能力很强，穿透能力很小； β-射线：为氢核质量的几千分之一，带电量为α-射线的 一半，电离能力比α-射线小，穿透能力比α-射线大； γ-射线：电离能力比α、β小，但穿透能力比α、β大； X-射线：电离能力小，穿透力很高

食品保藏原理

食品保藏原理

二、辐照量单位与吸收剂量

1、能量单位电子伏特ev表示辐射能量，单位普通用eV,即相当于1 个电子在真空中通过电位差为1伏特的电场被加速所获得的 动能。

食品保藏原理

2、放射性强度(放射性活度)▼指单位时间内发生核衰变的次数。放射性同位素原子数目 的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目 按几何级数减少，放射性同位素不断地衰变，它是衡量放射 性强弱程度的一个物理量。 居里(以前曾用),1Ci=3.7*1010次衰变/秒，即每秒中有 3.7*1010次原子核衰变。 现法定单位用贝可Bq,即每秒中有一个原子核衰变为1贝 可。即1Bq=1s-1,因此，1Ci=3.7×1010Bq

食品保藏原理

3、辐射剂量▼用来度量χ射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。▼以前曾用伦琴(R),国际单位为(c/kg,SI,库仑/千克)。

4、吸收剂量▼被辐照物质所吸收的射线能量称为吸收剂量(D)。以前曾用拉 德(Rad),国际单位为戈瑞(Gy) 1 Gy=1J/kg=100Rad

食品保藏原理

5、辐射剂量与吸收剂量的关系▼在辐照场仪器测定的是辐射剂量，而食品保藏主要用吸 收剂量来衡量。吸收剂量=辐射剂量× 转换系数

空气转换系数=0.83;食品的转换系数=0.92-0.97▼由于不同食品具有不同的辐射吸收性质，故必须规定被 辐照食品的吸收剂量，才能达到需要的要求。 ▼辐照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。

食品保藏原理

三、辐射源与食品辐照装臵

1、人工放射性同位素①60Co ●制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co金属制成棒形、 长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，臵于反应 堆活性区，经中子一定时间照射，少量59Co原子吸收一个中子 后即生成60Co辐射源。 ●60Co经β-衰变后放出一个β粒子和两个能量不同的γ-光子 (1.17Mev和1.33Mev),最后变为60Ni(镍) 。

食品保藏原理

② 137Cs

●137Cs辐射源主要是由核燃料的渣滓中抽提制得的。●137Cs经β-衰变后放出γ-光子最后变为137Ba(钡),所 产生的γ-射线的能量为0.66Mev,比60Co来得弱，所以放射 性强度比60Co弱，要想达到和60Co

一样的辐射强度，要衰变 次数就要多几次。

食品保藏原理

2、电子加速器

★电子加速器是利用电磁场的作 用，使电子获得较高的能量，即 将电能转变成辐射能，产生高能 电子束或X射线的装臵。 电子射线：利用加速器产生的 电子流与放射性同位素中的β射 线具有相同的性质，故称为人工 β射线源。 电子加速器产生的电子束穿 透性差，一般只用于食品表层的 辐照。

食品保藏原理

X射线：用高能电子来轰击重 金属靶，其能量的一小部分转 变为短波长的电磁射线，即产 生X-射线。而紫外线，尤其是 波长在200~280nm范围内的， 可以用来使食品表面的微生物 钝化。