第四章食品辐射保藏ppt课件

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1、 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 一 概念及特点 2 食品辐照杀菌的特点及意义 升温极微 可保持原有的新鲜感官特征 射线穿透力强 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 第一节辐射保藏特点及进展 节约能源 操作适应范围广 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 二 食品辐照技术的发展 1 开创阶段 1895年 1949年 1895年 伦琴发现

2、X 射线 1896年 法国贝可勒尔 H Becguerel 发现铀的放射性 1898年 发现X 射线对病原菌的致死作用 1899年 证实X 射线对寄生虫有致死作用 20世纪50年代以前 主要用于军事目的 加上人力 财力不足及缺乏大功率的X 射线机和大的辐射源 研究处于初级阶段 不够深入 二 食品辐照技术的发展 2 研究和开发阶段 1950年 1969年 1953年 美国总统艾森豪威尔向联合国提出和平利用原子能计划 1955年 在日内瓦召开了第一届世界和平利用原子能大会 1957年 成立了国际原子能机构 IAEA 这阶段 公众对食品辐照持积极态度 主要开展了辐照杀虫 杀菌 抑制发芽 延长食品货架

3、期的条件 辐照剂量 产品成熟度 包装材料 温度 气体等 的研究 二 食品辐照技术的发展 3 辐照食品卫生安全性和技术可行性研究阶段 1970年 1988年 20世纪70年代 国际上掀起了反核运动 存在公众偏见 媒体信息误导 食品卫生部门严格控制 食品加工 贸易部门持观望和消极态度 1976年 FAO IAEA WHO辐照食品联合专家委员会 JECFI 首次阐明食品辐照同热加工和冷藏一样 是一种物理过程 辐照食品卫生安全性评价应与食品添加剂与食品污染区别开来 同年 有25种辐射处理的食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准 允许作为商品供一般食用 二 食品辐照技术的发展 3 辐照食品卫生安全性和

4、技术可行性研究阶段 1970年 1988年 1980年10月27日举行的第四届专门委员会会议作出的结论是 用10kGy以下的平均最大剂量照射任何食品 在毒理学 营养学及微生物学上都丝毫不存在问题 而且今后无须再对经低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验 此结论推动了世界各国对辐照食品研究的热潮 二 食品辐照技术的发展 4 食品辐照法规的协调和商业化阶段 1988年 2003年 国际食品法典委员会 CAC 在罗马召开第26届大会 通过了修订后的 辐照食品国际通用标准 食品辐照加工工艺国际推荐准则 突破了食品辐照加工中10kGy的最大吸收剂量的限制 允许在不对食品结构的完整性 功能性和感官品质发生负

5、面作用 不影响消费者健康安全的情况下 食品辐照剂量可高于10kGy 二 国外食品辐照技术的进展 美国食品辐照简介 美国是世界上最大的食品和农产品市场 也是世界上对辐照食品研究最深入的国家之一辐照作为提高食品安全性和作为一种检疫处理方法方面的研究和法规建设 并成功地进行了商业化应用 在食品辐照标准制定方面 美国政府早在1963年就批准了小麦及其制品的辐照 而后又批准了香辛料 猪肉防旋毛虫 粮食杀虫和新鲜水果蔬菜延长货架期的辐照处理 影响较大的是1997年批准的红肉制品的辐照处理 美国主要批准食品辐照的历程如下 1963年 FDA批准了小麦和小麦粉的辐照以用于病虫的控制 由于当时美国没有使用辐照

6、每年400 000吨小麦在乌克兰进行辐照 1964年 首次在美国本土使用辐照技术 FDA批准了白马铃薯的辐照以延长其货架期 20世纪70年代 美国宇航局NASA采用辐照方式对宇航员在太空使用的肉进行灭菌 至现在 美国宇航局仍然在使用辐照 1997年 FDA批准红肉的辐照 2000年 美国农业部USDA的食品安全监督机构FSIS批准了牛肉的辐照 FDA批准了新鲜鸡蛋和易发芽种子的辐照 2002年 美国农业部USDA就已经接受采用辐照方式对进口水果 蔬菜进行检疫处理 2005年 FDA批准了软体贝壳类的辐照以用于控制新鲜的或者冰冻软体贝壳类中的病原体 如弧菌类和其他食源性病原体 2007年 美国农

7、业部USDA批准了进口泰国 印度 巴基斯坦等国采用辐照方式检疫后的热带水果进入美国市场 2008年 FDA批准了对新鲜卷心莴苣和菠菜进行辐照以控制食源性致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌 美国批准的食品辐照的清单 英国和欧盟食品辐照的发展现状 欧盟议会决定2000年9月20日起允许出售和使用辐照草药 调味品和脱水蔬菜最大剂量为10kGy 此前 欧盟中比利时 丹麦 芬兰 法国 意大利 荷兰 西班牙已经立法允许专项辐照食品上市 此后 欧盟其他成员国奥地利 德国 希腊 卢森堡 葡萄牙 爱尔兰和瑞典也已经允许辐照食品上市 根据英国 英格兰 2009年7月实施的新的食品辐照条例来看 批准的食品辐照包括水果 蔬菜

8、 谷物 球茎和块茎类食物 干草药 香料和调味品 鱼和贝类以及家禽肉等7类 总体而言 欧盟对辐照食品持相当严格和谨慎的态度 尤其是对用于食品辐照的装置具有非常严格的审批程序 下表是经欧盟批准的用于食品辐照的装置情况 欧盟共有10个国家的21座辐照装置获得欧盟的食品辐照的批准 欧盟之外共有4个国家的7座辐照装置获得了欧盟的食品辐照的批准 中国也已经有几家单位向欧盟提出了申请 但目前尚未获得批准 经欧盟批准的食品辐照装置清单 欧盟成员国 非欧盟成员国 日本食品辐照的发展现状 日本北海道的土豆辐照设施是世界上较早的商业化运行的辐照设施 其在1974年就开始运营主要应用于土豆的抑制发芽 2007年日本政

9、府拨出资金列入专题 对国际辐照食品进行专项调查 以推动日本国内辐照食品的发展 调味品的辐照正在审批阶段 澳洲食品辐照的发展现状 近年 澳大利亚和新西兰取消了1989年以来对食品辐照的禁令 1999年下半年澳大利亚新西兰食品标准委员会 ANZFSC 核准了澳新食品主管局 ANZFA 标准AI7 食品辐照 该标准规定 对食品 食品配料或成分进行辐照或再次辐照要得到根据逐项审核原则作出的许可 并对有关的辐照剂量 包装材料及认可的场所和设施实施严格的条件限制 该标准要求辐照食品进行标识 其他国家 南非 批准了绝大多数食品的辐照处理 主要辐照产品 调味品 蜂蜜等 辐照食品总量很大 以色列 辐照食品的发展

10、速度较快 水果辐照检疫的发展现状 辐照作为检疫的一种方法已经在全世界范围内进行了大量的科学研究积累 实验结果表明采用低剂量的 射线 电子束或者X射线对水果害虫进行辐照处理 能引致害虫的不育或者延缓死亡 同时辐照检疫方法具有杀虫时间短 杀虫彻底 处理不需拆包 不受温度影响 对寄主安全 没有残留和环境污染问题 联合国粮农组织 FAO 发布的国际植物检疫措施标准 ISPN 第18号出版物 2003 植物检疫措施的准则辐照处理 又为各国采用辐照作为检疫方法提供了共同的准则 截至2008年底 全世界范围内已经有多个国家批准了多种水果的辐照检疫 辐照检疫处理水果及国家清单 泰国 美国 在泰国 有两家美国农

11、业部认可的辐照装置 一家为政府拥有的泰国辐照中心 另一家为Isotron的伽马辐照装置 这两座辐照装置都靠近泰国曼谷2008年 泰国有大约1700吨的水果辐照后出口到美国 大部分是龙眼 占总数2 3 和山竹 少量为红毛丹果和芒果 估计 2009年出口总量基本不变 印度 美国 2007年 在芒果销售的三四个月中 大约有170吨的芒果辐照后出口到美国 2008年 出口量为275吨 2009年 预计为300吨 印度生产的芒果占世界总产量的一半 但由于基础设施不完善和检疫的限制 其出口量还不足世界芒果交易的1 预计未来芒果辐照的数量将继续扩大 越南 美国 美国允许从越南中部省份BinhThuan进口辐

12、照后的火龙果 主要有两家单位 越南VINAGAMMA的钴源辐照装置和SonSon的电子加速器装置用于水果辐照 从2008年10月开始 每周大约运输7吨 澳大利亚 新西兰 芒果 番木瓜果和荔枝已经获批进行辐照处理 2008年辐照水果总量为800m3 2009年的处理量为660m3 辐照总量减少是由于运输受阻的原因 我国第一所核应用技术研究所于1962年在成都建成 开始了食品辐射研究工作 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

13、年代至今 我国已有近20项农产品辐照标准获得批准 第二节辐照的基本原理 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 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 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 3 半衰期 射线 射线 X 射线 射线 4 放射线的种类及其特征

14、1 放射线的种类 2 特征 射线 相对质量较大 电离能力很强 穿透能力很小 射线 为氢核质量的几千分之一 带电量为 射线的一半 电离能力比 射线小 穿透能力比 射线大 射线 电离能力比 小 但穿透能力比 大 X 射线 电离能力小 穿透力很高 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 个电子在真空中通过电位差为 伏特的电场被加速所获得的动能 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

15、 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 3 辐射剂量 用来度量 射线或 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 1Gy 1J kg 100Rad 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

16、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 三 辐射源与食品辐照装置1 人工放射性同位素 60Co 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 置于反应堆活性区 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 衰变后放出一个 粒子和两个能量不同的 光子 1 17Mev和1 33Mev 最后变为60Ni 镍 60Co辐射源的人工制备方法 将自然界存在的稳定同位素59Co金属根据使用需要制成不同形状 如棒形 长方形 薄片形 颗粒形 圆筒形 置于反应堆活性区 经一定时间的中子照射 少量59Co原子吸收一个光子后即生成60Co辐射源 其核反应是 国际上的钴 60辐照装置绝大部分都是由加拿大的MDSNordion提供 我国三强核力公司自主研发设计的SQ H 型工业钴源辐照装置已经于2006年在艾索创泰国公司投产 该装置除了用于医疗器械的灭菌 还用于宠物