1、江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性2022/7/25江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性Gamma rays 射線produced during decay of radioactive isotopes Cobalt 60, Cesium 137 Good penetration power鈷60和銫137放射性同位數(shù)衰變時所產(chǎn)生的能量稱為射線，該射線是波長非常短的電磁波束，能量較高，穿透物質(zhì)的能力很強。High energy electron beams 高能量電子束produced by accelerators ，low penetration由加速器產(chǎn)生，穿透物質(zhì)的能力較低X rays X射線

2、highest penetration power 穿透物質(zhì)的能力較高 Food irradiation (1) 1、食品輻射保藏江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性Low - dose irradiation 低劑量輻射處理 Low dose 低劑量 (up to 1 kGy) Inhibition of sprouting 抑制發(fā)芽Insect disinfestation andparasite disinfection 殺死昆蟲和寄生蟲Delay of physiologicalprocesses (e.g. ripening) 延遲生理過程 （比如：過熟） Products irradia

3、ted 被輻射的產(chǎn)品Potatoes, onions, garlic, etc.西紅柿、洋蔥、大蒜等Cereals and pulses, freshand dried fruits, dried fishand meat, fresh pork谷物、鮮果、干果以及干魚、肉和新鮮豬肉Fresh fruits and vegetables新鮮水果和蔬菜Dose (kGy) 劑量 0.05 - 0.150.15 - 0.5 0.5 - 1.0江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性Medium - dose irradiation中等劑量輻射處理Medium-dose 1-10 kGy 中等劑量 Dose

4、(kGy)劑量Products irradiated 輻射的產(chǎn)品Extension of shelf-life 延長貨價壽命1.0 - 3.0Fresh fish, strawberries, 鮮魚和草莓等etc.Elimination of spoilage and pathogenic消除腐敗微生物和致病菌microorganisms1.0 - 7.0Fresh and frozenseafood, raw or frozenpoultry and meat, etc.新鮮的和冷凍的海產(chǎn)品以及冷凍的家禽和肉等Improving technologicalproperties of food

5、提高食品的品質(zhì)2.0 - 7.0Grapes (increasing juiceyield), dehydratedvegetables (reducedcooking time), etc.葡萄（提高出汁率）和脫水蔬菜（減少烹調(diào)時間）等江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性High - dose irradiation高劑量輻射處理High-dose (10-50 kGy) 高劑量輻射 Dose (kGy)劑量Products irradiated 被輻射的產(chǎn)品 Sometimes industrial sterilization (in combination with mild heat tre

6、atment) 有時應(yīng)用于工業(yè)化殺菌（與輕微加熱處理方法結(jié)合）30 - 50Meat, poultry,seafood, preparedfoods, sterilised hospital diets肉、家禽、海產(chǎn)食品和制備食品、經(jīng)過殺菌的醫(yī)院食品Decontamination ofcertain food additives and ingredients消除某些食品添加劑和成分 的污染10 - 50Spices, enzyme preparations 調(diào)味品和酶的制備江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性 Necessary dose 最低劑量Parasites 寄生蟲 1.0 kGyBact

7、eria 細(xì)菌1-7 kGyViruses 病毒 30 kGyParasites 寄生蟲G Bacteria 革蘭氏陰性細(xì)菌G + Bacteria, moulds 革蘭氏陽性細(xì)菌，霉菌Spores, yeasts孢子和酵母Viruses 病毒Sensitivity of microorganisms 微生物的敏感性+江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性 Food irradiation at any dose has been assessed by IAEA, FAO and WHO as safe 國際原子能組織、國際糧農(nóng)組織以及世界衛(wèi)生組織對各種劑量處理的輻射食品進(jìn)行了評估，認(rèn)為它具有安全性

8、Macronutrients and essential minerals are not affected by food irradiation食品輻射處理不影響其中存在的常量營養(yǎng)元素和必需礦物質(zhì)Certain vitamins e.g. thiamine and tocopherols are sensitive, but the loss is small (10 - 20 % or less) and comparable to thermal processing or drying 某些維生素，如維生素B1和維生素E，對輻射敏感。但是，與加熱和干燥法相比，其損失量很小（ 1020

9、 % 或者更少） Food irradiation (2) 食品輻射處理江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性本章重點第一節(jié) 輻照食品加工技術(shù)簡介第二節(jié) 輻照食品的應(yīng)用第三節(jié) 輻照食品的安全性評價第四節(jié) 輻照食品的檢測與管理江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性第一節(jié) 輻照食品加工技術(shù)簡介1.輻照加工技術(shù)的定義指以原子能射線作為能量對食品原料或食品進(jìn)行輻照殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延遲后熟等處理，使其在一定的貯藏條件下能保持食品品質(zhì)的一種物理性的加工方法。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性食品輻照技術(shù)的優(yōu)點輻照食品溫度基本不上升，可保留較多營養(yǎng)素而有冷滅菌之稱；食品可在嚴(yán)密包裝后輻照，既可成批連續(xù)輻照，操作方便；無非

10、食品成分的殘留常用的Co60是原子反應(yīng)堆副產(chǎn)品，無額外能源消耗。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性安全的物理性處理鈷60和銫137 射線或電子加速器 低于10 MeV加工食品物料不會直接接觸放射源，而是放射源發(fā)射的物理射線作用于食品江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性輻照劑量輻照所用劑量以被輻照物吸收能量計。1980年以后國際上統(tǒng)一規(guī)定每kg輻照物吸收輻照能1J(焦耳)稱為1Gy(戈瑞)。1Gy的1000倍和100萬倍，分別稱為kGy(千戈瑞)和MGy(兆戈瑞)。 輻射劑量單位江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性第二節(jié) 輻照食品的應(yīng)用江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性一、 輻照在保障食品安全中的應(yīng)用江南大學(xué)第8章

11、輻照食品的安全性江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（一）在脫水蔬菜中的應(yīng)用江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性楊宗渠，2003江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性楊宗渠，2003江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性D10值越大越不容易殺死脫水蔬菜輻照殺菌處理劑量一般為6kGy左右江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（二）在肉類保藏中的應(yīng)用江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性特點：能殺死肉制品中的致病菌、寄生蟲等食源性病原物無化學(xué)物殘留，不損及食品感官指標(biāo)對肉制品的營養(yǎng)成分及風(fēng)味影響小畜禽肉制品、水產(chǎn)類肉制品中江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性食品輻照保鮮技術(shù)，是利用電離輻射產(chǎn)生的射線穿過食品時以強大的能量將食物表面和內(nèi)部的微生物殺

12、死。延長了食品，特別是肉制品的貨架期。輻照基本不用升溫就能達(dá)到滅菌的效果一種冷加工技術(shù)江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性優(yōu)點：1、最大限度地保持了營養(yǎng)成分蟹肉輻照后，對氨基酸影響并不顯著（使部分蛋白酶失活，降低了氨基酸的分解。）江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性2、保持肉類食品原有的感官指標(biāo)輻照下真空包裝和充氣包裝的無骨豬肉的風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)、香氣時，發(fā)現(xiàn)在輻照劑量 3.85kGy 時，冷凍、冷藏豬肉的香氣、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味變化影響最小。消費者對劑量2.5kGy輻射豬肉的接受程度與對照組在汁液、新鮮度、韌度上無任何區(qū)別。8kGy的輻照劑量處理后，真空包裝的鹵鴨在5 個月的保質(zhì)期中各項感官指標(biāo)正常。江南大學(xué)第8章輻

13、照食品的安全性3、輻照殺菌譜廣沙門氏菌大腸桿菌金黃色葡萄球菌旋毛蟲江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性應(yīng)用領(lǐng)域:冷卻肉類食品熟肉制品江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性應(yīng)用例子：微波烤蝦：2kGy輻照處理的微波烤蝦在短期（1-5d）貯藏能保證色澤、品質(zhì)和滋味；殺菌不徹底楊性民，2003江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（三）食品添加劑江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性楊宗渠，2003江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（四）保健食品江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性第三節(jié)輻射食品的安全性評價江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性主要內(nèi)容（1）放射安全性，無可檢測放射性和無有害輻射產(chǎn)品（2）微生物安全性

14、，無致病菌及其分泌的毒素（3）營養(yǎng)充足，避免營養(yǎng)價值的過度損失（4）毒理安全性江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（一）放射安全性Co-60和Cs-137發(fā)出的射線小于或等于10Mev的能量加速的電子流小于或等于5Mev的能量的X-射線不會產(chǎn)生放射性 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性自由基問題：電離輻射能誘發(fā)食品中的化學(xué)反應(yīng)，例如高反應(yīng)活性自由基的形成。 在水分存在的條件下，自由基的壽命很短。輻射食品在到消費者手中仍含有或存在自由基是不可能的。 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性香料和調(diào)味料中，自由基比較穩(wěn)定，不會很快消失。烹調(diào)和罐裝 也會產(chǎn)生自由基江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性輻解產(chǎn)物問題：來源：食品組

15、分（脂肪，蛋白質(zhì)，碳水化合物）影響因素：輻射食品的水和狀態(tài)使用的輻照劑量輻射時食品的溫度環(huán)境氧氣江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性1、碳水化合物輻解產(chǎn)物碳水化合物對輻照不敏感，在食品中相當(dāng)穩(wěn)定大劑量會引起碳水化合物的氧化和降解碳水化合物的輻射分解間接來源于：羥基自由基的間接反應(yīng)，最初是和C-H鍵反應(yīng)太少，不值得去關(guān)注 脂肪和蛋白質(zhì)的存在，對碳水化合物的破壞有一定的保護(hù)作用 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性2、蛋白質(zhì)輻解產(chǎn)物來源：羥基自由基與氨基酸和蛋白質(zhì)之間的反應(yīng)，包括：脫氨脫羧巰基的氧化二硫鍵的減少氨基酸殘基的改性多肽鏈的裂解和聚合*形成的少量揮發(fā)性物質(zhì)：苯，甲苯，甲基硫化物，二甲基硫化物，氫硫化

16、物，乙醛，甲基硫醇和氨水江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性3、脂肪輻解產(chǎn)物影響因素：脂肪含量脂肪酸的性質(zhì)吸收的輻射能溫度、氧氣的存在與否*主要產(chǎn)物（不論氧氣有或無）：脂肪烴，乙醇，醛和酯，自由脂肪酸，二聚體，氫氣，二氧化碳，一氧化碳。*當(dāng)氧氣存在時：酮及大量的二聚體江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性4、維生素輻解產(chǎn)物由各自的初級和次級自由基反應(yīng)決定維生素如A（視黃醇），C（抗壞血酸），E（生育酚），B12（鈷銨素），B1（硫胺），B5（煙酸）與許多有機官能團（包括過氧基團）反應(yīng)活躍B6，B2，D3。B族復(fù)合物（泛酸）和H（生物素），對許多自由基而言，并不活潑，相對比較穩(wěn)定。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全

17、性牛肉，雞肉，豬肉的輻解產(chǎn)物從本質(zhì)上講是相同的，輻射的肉中的脂肪含量成為輻解產(chǎn)物數(shù)量的決定性因素在先后經(jīng)-射線或電子輻射（大約-30，56kGy），預(yù)煮，真空包裝的牛肉中檢測到65種揮發(fā)性和不揮發(fā)性物質(zhì)，濃度范圍從1到700ug/kg，總產(chǎn)量為9mg/kg。 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性BFIFC建議，占每天膳食的0.01%的食品組分（如調(diào)味料），在輻射劑量低于1kGy處理的食品和輻射劑量高達(dá)50kGy處理的食品一樣，對于人類消費是安全的而無需進(jìn)行毒理實驗 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（二） 生物安全性2到7kGy的中等劑量的輻射，足以殺死致病菌。 達(dá)50kGy的高輻射劑量可根除有高抗性C

18、lostridium botulinum的孢子江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性輻照致死的機理與微生物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)變化有關(guān)，包括直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。輻照射線穿透微生物的細(xì)胞膜直接對細(xì)胞膜和染色體上的DNA損傷；間接效應(yīng)表現(xiàn)在：微生物體內(nèi)的水分電離輻解產(chǎn)生大量的自由基間接對細(xì)胞膜上的脂肪酸。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性當(dāng)食品受到的輻射劑量不足以殺菌，一些微生物將存活下來 ，其后果：輻射對食品中微生物菌叢的選擇性提高。 2. 存活微生物的突變幾率提高。3. 重復(fù)使用亞致死的輻射劑量從而使對輻射的抗性提高 4. 輻射后，微生物的鑒定特征可能發(fā)生改變，從而導(dǎo)致種類或菌株不能正確的鑒別。5. 產(chǎn)毒細(xì)菌或

19、霉菌的毒素形成量提高。曾有報導(dǎo)，當(dāng)Aspergillus flavus，Asperillus parasiticus的孢子，或這些孢子形成的菌落經(jīng)輻射后，黃曲霉毒素的產(chǎn)量會提高。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性世界衛(wèi)生組織認(rèn)為：沒有理由認(rèn)為食品輻射與應(yīng)用于食品加工的常規(guī)技藝有所不同，不需要控制 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（三）充足的營養(yǎng)大量營養(yǎng)素（蛋白質(zhì)，碳水化合物，脂肪）和微量營養(yǎng)素（維生素）-影響食品的營養(yǎng)價值江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性變化的本質(zhì)和程度依賴于：食品的類型及其組成應(yīng)用的輻射劑量修飾因素,如溫度處理中氧氣的存在與否以后的處理和儲藏 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性對大量營養(yǎng)

20、素的影響輻射；10kGy輻射劑量對小麥，玉米，燕麥粉中的氨基酸沒有明顯變化。25kGy時，小麥粉，玉米粉，燕麥粉中蛋氨酸的損失量分別為39%，26%，31%。玉米粉中半胱氨酸的損失量為33%，但是另外兩種谷物中沒有損失。 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性5.0kGy劑量-射線小麥和玉米中賴氨酸，甲硫氨酸，半胱氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，異亮氨酸的損失量可達(dá)10%到20%。豆類中必需氨基酸的下降總體上比谷物要低江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性預(yù)煮的牛肉在溫度范圍為-40到-9，受到輻射劑量從47kGy到71kGy的-射線或電子流輻射，并立即于室溫下儲藏15個月，甲硫氨酸，半胱氨酸，及色氨酸（這三種氨基酸

21、被認(rèn)為對電離輻射最敏感）沒有明顯的破壞。蛋白質(zhì)的利用系數(shù)也沒有受到影響。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性微波烤蝦：采用輻照處理，殺菌效果隨劑量增加而顯著輻照對蛋白質(zhì)、氨基酸總量略有影響減少幅度為5%左右江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性劑量為6kGy，8kGy輻照殺菌能有效降低微波烤蝦腐敗微生物含量常溫保存6個月后，甘氨酸明顯降低，造成蝦肉鮮味不足江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性對維生素的影響敏感性：水溶性維生素，B1對輻射最敏感，其次是C，B6，B2，葉酸，煙酸，B12。脂溶性維生素，E最易受電離輻射影響，其次是胡蘿卜素，維生素A，D，K。 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性維生素對輻射的敏感度的影響因

22、素： 食品組分輻射條件（例如，劑量，溫度，氧氣的存在與否）江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性楊宗渠，2003江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性降低損失的方法：排空氣法低溫 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性從營養(yǎng)學(xué)的觀點看，在評估輻射食品的衛(wèi)生性時，應(yīng)考慮到以下幾點：（1）營養(yǎng)的損失程度和食品對整個膳食營養(yǎng)攝入量的貢獻(xiàn)（2）食品對一個國家特定地區(qū)居民及任何特殊人群或年齡群的膳食的重要性（3）維生素的積累損失，例如，在整個加工及烹調(diào)過程中 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性（四）毒理性FAO/IAEA/WHO專家聯(lián)合會議認(rèn)為；總平均輻射劑量達(dá)10kGy處理過的輻射食品不會產(chǎn)生任何毒理性危害動物實驗結(jié)論江南大學(xué)第

23、8章輻照食品的安全性人體實驗：1、人體食用輻射劑量為30kGy處理的食品的10個志愿者小組中，臨床和實驗室檢測并沒有發(fā)現(xiàn)任何明顯的異常Kraybill報導(dǎo)江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性2、一組年輕男士在食用含有54種不同的輻射食品（魚，肉，水果，蔬菜，谷物食品，雜食），15天。食品的輻射劑量范圍為0.1到40kGy。在研究前和研究期間及研究結(jié)束后一年進(jìn)行的身體檢查和實驗室臨床檢測，沒有任何與食用輻射食品有關(guān)的負(fù)面影響。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性3、在中國，439個志愿者所參與的8個實驗中，食用為期7-15個星期的占膳食總量的60-66%的輻射食品（0.2-8.0kGy，大米，土豆，花生，蘑

24、菇，中國臘腸，肉，蔬菜，及普通谷類）。在實驗和對照組中，在臨床的毒理檢測和外圍的血液淋巴細(xì)胞中沒發(fā)現(xiàn)任何明顯的差別 。江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性4、輻射劑量為25kGy處理的食品，多年來一直用作宇航員或因免疫系統(tǒng)有缺陷而服用細(xì)胞毒素藥物或器官移植的病人的特殊膳食。沒有報導(dǎo)會產(chǎn)生營養(yǎng)方面或毒理方面的負(fù)面影響江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性毒性結(jié)論：在良好操作規(guī)范條件下，在商業(yè)允許的劑量下處理的輻射食品對人類健康無任何危害 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性第三節(jié) 輻射食品的檢測江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性狀況：目前，沒有一種切實可靠的單一程序來檢測所有的輻射食品。不同的食品建議用不同的方法。 江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性檢測方法：1、電子自旋共振光譜檢測：輻射食品所包含的剛性材料如小石頭，脫落的殼，和種子；（最好的方法）2、熱熒光技術(shù)檢測：草，香料及干制食品組分；江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性3、來源于脂肪的揮發(fā)性碳?xì)浠衔锛?-烷基環(huán)丁烷的鑒定；用于：含脂肪食品4、o-酪氨酸方法檢測：含蛋白質(zhì)食品（雞肉，豬肉，魚肉，蝦）；5、通過黏度來對香料及香草檢測江南大學(xué)第8章輻照食品的安全性國際上輻照食品的發(fā)展特點近年來，在FAO/IAEA/WHO 3個國際組織的倡導(dǎo)下，輻照食品逐步轉(zhuǎn)向商業(yè)