辐照技术在食品保藏中的应用.pdf
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收稿日期:
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$%&作者简介:
梁宏斌(#%$),男,黑龙江省科学院技术物理研究所助理研究员,研究方向:
辐射加工&辐照技术在食品保藏中的应用梁宏斌(黑龙江省科学院技术物理研究所,黑龙江哈尔滨#())摘要:
介绍了辐照技术在食品保藏上的应用和优点,以及电离辐射对食品营养成分和活细胞的影响,从不同角度说明了辐照食品的卫生安全性;对辐照食品技术的应用现状及发展前景进行了初步探讨。
关键词:
食品;辐照保藏;安全性中图分类号:
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(文献标识码:
文章编号:
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A=;D电离辐照灭菌是一种高新灭菌技术,用来杀灭食品中的腐败菌和病原菌。
其原理是采用放射性同位素(I5或#.PI:
)发出的!
射线,或电子加速器产生的电子束(能量不大于#Q=R),或S射线(能量不大于(Q=R)对食品进行辐照,杀灭食品中的虫害,消除食品中的病原微生物及其它腐败细菌或抑制某些食品中的生物活性和生理过程,从而达到食品保藏或保鲜的目的。
(年来的研究已证实,辐照技术可有效地应用于食品保藏上,并越来越受到世界各国的重视。
#%P年,联合国粮农组织(T1U)、国际原子能机构(01V1)和世界卫生组织(W4U)联合组成的专家委员会对食品辐照的有效性和安全性进行了研究。
第一次无条件地批准了鸡肉、番木瓜、马铃薯、草莓和小麦五种辐照食品,接着又批准了香料、酶制剂和鲜猪肉三种辐照食品。
#%)年#月,联合国专家委员会在全面审查了.年来世界各国在食品辐照工业、辐射化学、辐照食品营养学、放射生物学、微生物学和毒理学等方面取得的成果后,正式向世界宣布,经平均剂量#X3D以下辐照的任何食品都不存在毒理学和营养学当面的任何问题,不存在任何危险,是安全卫生的。
#辐照保藏技术的优越性辐照技术属于冷处理技术,是一种物理保藏法,与许多传统保藏法相比有不可比拟的优越性:
(#)节约能源,与热处理、干澡和冷冻保藏食品法相比,能耗降低几倍到几十倍;(!
)杀菌效果好,可通过调整辐照剂量满足对各食品杀菌的要求;(.)射线能快速、均匀、较深的穿透物体,与热处理相比,辐照过程交易得到精确的控制;(-)辐照为“冷处理”,可最大限度保持食品的原有风味;第#)卷第.期!
年月哈尔滨商业大学学报(自然科学版)56(#*,7#1%(8(%9/-%&3,:
;/+/$%&%(R5BM#)25M.Y6M!
(!
)不会留下任何残留物,从而减少环境污染并提高食品卫生质量;()可对包装好的食品进行杀菌处理,消除了在食品生产和制作过程中可能出现的严重交叉污染问题;#电离辐射对活细胞及食品营养成份的影响#$%电离辐射对活细胞的影响电离辐射对活细胞的影响有直接影响和间接影响两种。
前者是活细胞中的生物分子直接受到放射性粒子轰击而吸收辐射能量并导致机体损伤的作用过程,其中脱氧核酸影响最大;间接作用是指电离辐射首先与机体中的水分子作用,产生氢原子、羟自由基、水和电子等活性粒子,这些活性粒子再与生物分子如蛋白质、核酸、酶等作用,导致生物体的功能、代谢与结构发生变化而遭受损伤。
活细胞对辐照的敏感性受各种因素的影响,包括射线种类、温度、氧、水分、&值、介质成份等。
一般食品温度在()!
*范围内影响不大,但在高温或(*以下时影响较大,主要是受到高温杀菌的协同效应,在(*以下辐射,微生物因受冻结损伤,其抗幅射能力减弱。
另外氧的存在使细菌的营养细胞对辐射的敏感性增加#)+倍。
#$#对食品营养成份的影响食品经过电离辐照后会发生部分化学变化,剂量越高变化程度越明显。
组成食品的分子经过电离辐照后会产生离子、自由基等活性粒子,活性粒子引发的化学反应,会影响食品成分的分子结构的变化,其程度与辐射条件有关。
例如:
(%)蛋白质分子经辐照会发生变性现象。
有些蛋白质中的部分氨基酸可能发生分解或氧化,部分蛋白质还会发生交联或裂解作用,实验证明经!
(,-.以下辐照的食品蛋白质营养成分无明显变化,氨基酸组成稳定;(#)脂肪分子经辐照后会发生氧化、脱羟、氢化、脱氢等作用,产生典型的氧化产物、过氧化物和还原产物。
其取决于脂肪的种类、不饱和程度、辐照剂量、氧存在与否等条件。
饱和脂肪一般是稳定的,不饱和脂肪易氧化,氧化程度与辐照剂量成正比。
研究表明:
经/()!
(,-.的辐照后,脂肪的同化作用和热能价值并不发生改变,营养价值毫无变化;(+)只有大剂量的辐照才能引起碳水化合物的氧化和分解,如放出#01、01#等气体。
一般情况下,碳水化合物对辐照是稳定的。
#()!
(,-.的剂量不会使糖的品质发生变化;(/)维生素分子对辐射较为敏感,脂溶性维生素中以维生素2、3最为敏感,水溶性中以维生素0、4的敏感性最强,只有维生素4%对辐照不敏感。
维生素与食品中的其他成分复合存在将会降低对辐射的敏感程度。
研究表明:
#()#!
-.剂量的辐照对维生素的破坏程度与加热相同。
+辐照食品的卫生安全性食品辐照的研究工作已有!
(多年的历史,在!
()(年代,许多国家开展了食品辐照技术和效果的研究;5(年代各国致力于研究辐照食品的安全性;6(年代确立了辐照食品的国际标准;7(年代辐照食品开始稳步向商品化发展。
目前,已有近/(个国家批准一种以上辐照食品供人食用。
辐照食品的卫生安全性关系到使用者的健康和食品辐照技术的前途,其包括!
个方面:
(%)有无残留放射性及诱导放射性;(#)辐照食品的营养卫生;(+)有无病原菌的危害;(/)辐照食品有无产生毒性;(!
)有无致畸、致癌、致突变效应。
诱导放射性是指辐射引起食品的构成元素变成放射性元素的问题。
在食品辐照中食用的辐射源的三种:
(08和%+509!
射线源,它们所放出的光子的能量分别为%$%5)%$+:
;和($:
;;由加速器产生的电子和=射线的能量的分别不大于%(:
;和!
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2?
组织的联合专家委员会于%76(年%(月份宣布,吸收剂量在%(,-.以下的任何辐照食品都是安全的,无需做毒理学试验。
近/(年来,根据长期与短期动物饲养试验,观察临床症状、血液学、病理学、繁殖机致畸等项目,没发现辐照食品产生毒性反应及致畸、致癌、致突变现象,用辐照饲料喂养家畜以及用辐照食品长期饲养有免疫缺陷的动物,均未发现任何病理变化。
总结大量的研究结果表明:
辐照处理在食品组成上所引起的变化对人体健康无害,也不会改变食品中微生物菌的总平衡,亦不会导致食品中的营养成分大量损失。
5/+第+期梁宏斌:
辐照技术在食品保藏中的应用!
辐照技术在食品保藏中的应用各种食品有着各种各样不同的应用情况,因此采用不同的剂量进行处理就会产生不同的效果。
按剂量划分可分为低剂量(#$%以下)、中剂量($%)、高剂量(#$%以上)。
低剂量辐照()抑制蔬菜发芽有些蔬菜,如马铃薯、大葱、洋葱或姜,在保存过程中可能会发芽。
他们发芽后,不仅影响感官,而且会降低产品质量甚至产生有毒物质,以()&()#$%的剂量辐照处理,即可阻止其储存期发芽。
如果根茎作物尚处于休眼状态,采用(#$%剂量辐照,对阻止储存期的发芽是有效的。
实验证明,(#$%的剂量能抑制马铃著的发芽,同时还能消灭马铃薯茎蛾的卵及其早期幼虫。
(*)防止食品虫害辐照可能杀死栖生于食品中的昆虫或寄生虫。
已经证明,大米、小麦、干菜豆、谷粉和通心粉可以用大约#$%的剂量辐照,以消灭象鼻虫和易与之相混淆的面象虫。
用(+&(*)#$%辐照虫卵或幼虫能阻止其发育为成虫;(!
$%照射能阻止所有的卵、幼虫和蛹的发育;昆虫致死剂量为+&)#$%;用#$%的剂量足以使昆虫在数日内死亡;(*)#$%的剂量则在数周内死亡或使存活的昆虫不育;旋毛虫的不育剂量为(*#$;抑制其成熟需(*&(+#$%;使其死亡需,()#$%。
(+)延长水果和蔬菜的生理过程用#$%以下的剂量辐照可抑制多种水果、蔬菜中的酶活性,也可相应降低植物体的生命活力,从而延长其成熟,减少腐烂,延长保藏期。
如对香蕉、芒果、番木瓜、常青果、柑桔、蘑菇、芦笋、番茄等都有效。
其中,芒果用(*)&(+#$%剂量即可延迟其成熟与老化,而不影响其品质和主要营养成分,达到延长货架期的目的。
*中剂量辐照()辐照巴氏杀菌辐照巴氏杀菌就是利用辐照对食品进行消毒与防腐。
消毒就是杀灭食品中除病毒与芽孢菌以外的非牙孢病原菌,主要是沙门氏菌,所需剂量*&-#$%;防腐就是杀灭腐败微生物,延长食品的保藏期,剂量范围在(!
&(#$%之间。
此方法特别适用于保藏在冷冻条件下的未烹调预包装食品及真空包装的预烹调肉类制品,例如,用()&*()#$%的剂量辐照处理鳕鱼,在*&+.的冷藏条件下可保藏三个月,而未辐照的鳕鱼只能保藏一个月。
实验表明,在指定的剂量下对肉类及家禽类的产品进行处理,可以杀灭其中的沙门氏菌,或者其数量减少到不会感染正常人的水平,并可延长食品冷藏温度在冰点以上的贮藏期。
(*)保证食品室温保藏的货架稳定性造成新鲜农副产品(如鱼肉、水果或蔬菜等)霉变的大多数微生物对低剂量辐照很敏感,采用&)#$%剂量辐照可使霉变微生物减少好几成,因此可以延长这些食品的货架期,若采用较低剂量(&*#$%)辐照草霉、芒果、桃子等水果,可以有效地控制霉菌生长,减少这些水果在运输销售过程中的损失,保藏期得到延长。
但辐照技术与其它技术一样,不可能使质量低劣或已经腐败的食品变好。
(+)改善食品的工艺品质用*()#$%或)#$%的剂量辐照大豆后,可改进豆奶和豆腐的品质,提高产率;以*&!
#$%剂量辐照薯干酒和劣质酒,可以加速陈化、消除杂味儿提高品质;牛肉经$%剂量辐照后,其蛋白纤维会产生降解而使牛肉变得特别鲜嫩;对葡萄进行辐照处理,可以增加葡萄汁的产量;辐照脱水蔬菜,可以提高其复水性能,减少烹饪时间。
+高剂量辐照高剂量辐照常用于香料和调料和调味品的消毒。
天然香料与调味品易生虫长霉,传统的加热和熏蒸消毒法不但有药物残留,而且容易导致香味挥发,甚至生成有毒化合物。
采用辐照技术对香料和调味品进行杀虫灭菌,不仅可使传染性微生物失去活性,并可保持原有风味。
如辣椒粉经)#$%剂量辐照后,样品已检测不出霉菌;干香葱粉经!
#$%剂量辐照后,微生物数量明显减少,经#$%的剂量辐照,细菌数量减少到十个以下。
目前,在国际市场上有近百种辐照香料与调味品销售,其中有的辐照剂量高达+#$%。
)我国辐照食品保藏的发展据不完统计,目前我国正在运行和使用的各类!
辐照装置约*座。
设计装源容量(/012(+万居里)以上的工业!
辐照装置)座,!
辐照装置的总装源能力达(!
-/-12(!
万居里),到333年底实际总装源量)(-/,12(!
万居里),分布在*)个省市自治区的!
多个城市中;-!
+哈尔滨商业大学学报(自然科学版)第-卷到!
年底,全国共建工业用加速器#台,总功率为$%&()。
其中的大部分辐照装置都在不断地从食品辐照保藏研究和生产加工。
我国在辐照食品的研究与推广方面位居亚洲领先地位。
从!
*%年就开始进行辐照保鲜研究,至今,已在辐照食品的生产工艺、卫生安全、辐照装置和剂量检测等方面作了大量工作。
目前,我国已有$%个省市自治区的$多个单位对禽蛋、肉类、水产品、鲜干果、蔬菜、香料和调味品以及土特产品进行了辐照保藏研究,其中:
牛肉脯、捆蹄、脱水蔬菜、新鲜人参、荔枝、苹果、草莓、梨、柑桔、酒、枸杞子、桂圆干、生姜、番茄、酱油、香烟、明胶、峰制品、杭白菊等$多种食品已通过技术鉴定。
在大量科研成果的基础上,卫生部于!
%#+!
#年间先后批准颁布了马铃薯、洋葱、大蒜、大米、花生仁、蘑菇、扒鸡、花粉、果脯、生杏仁、番茄、猪肉、荔枝、蜜桔、薯干酒、熟肉制品等!
%个品种辐照食品的国家卫生标准。
!
年正式颁布了“辐照食品卫生管理办法”。
!
-年公布了六大类幅照食品的国家卫生标准:
(!
)豆类、谷物及其制品,($)冷冻包装畜禽肉,(&)新鲜水果蔬菜,(#)香辛料,(*)干果果脯类,(,)熟畜禽肉。
第七类海产品(水产品)的标准即将公布。
目前,已进入市场的辐照食品有:
大蒜、脱水蔬菜、调味品、保健食品、肉制品、大米、豆类、酒类、干果等。
!
年末,中国进入市场的辐照食品已超过%.,万吨。
展望辐照食品的卫生安全性已被世界公认,其安全性的公认为其实际应用打下了良好的基础,而且辐照食品在减少由食品传播疾病的发病率,降低农副产品、食品贮运中的损耗、延长食品的货架期等方面已经显示出其优越性,目前正在受到世界各国的关注。
同时我们也看到,食品辐照技术的发展不是一帆风顺的,在国际上认可辐照食品的国家增加的同时,依然有许多国家和公众在反对辐照食品,不许进口。
食品辐照技术的前途不仅取决于它能否提高产品的质量以及延长食品制定贮藏期,更主要的是取决于消费者的接受程度。
因此,应及时提供信息资料,加大对消费者的宣传力度以消除消费者的心理障碍,从而促进辐照食品的商业化。
消费者一旦对新技术有了了解,他们就乐于购买。
相信辐照食品保藏技术在世界范围内将会成为改善食品卫生、防止食品损耗以及代替化学熏蒸法的有效技术,将会稳健的向前发展。
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辐照技术在食品保藏中的应用
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