江南大学第8章辐照食品的安全性

1SafetyofIrradiationFood辐照食品的安全性2Gammaraysγ射线producedduringdecayofradioactiveisotopesCobalt60,Cesium137Goodpenetrationpower钴60和铯137放射性同位数衰变时所产生的能量称为γ射线，该射线是波长非常短的电磁波束，能量较高，穿透物质的能力很强。Highenergyelectronbeams高能量电子束producedbyaccelerators，lowpenetration由加速器产生，穿透物质的能力较低XraysX射线highestpenetrationpower穿透物质的能力较高Foodirradiation(1)1、食品辐射保藏3Low-doseirradiation低剂量辐射处理Low–dose低剂量(upto1kGy)Inhibitionofsprouting抑制发芽Insectdisinfestationandparasitedisinfection杀死昆虫和寄生虫Delayofphysiologicalprocesses(e.g.ripening)延迟生理过程（比如：过熟）Productsirradiated被辐射的产品Potatoes,onions,garlic,etc.西红柿、洋葱、大蒜等Cerealsandpulses,freshanddriedfruits,driedfishandmeat,freshpork谷物、鲜果、干果以及干鱼、肉和新鲜猪肉Freshfruitsandvegetables新鲜水果和蔬菜Dose(kGy)剂量0.05-0.150.15-0.50.5-1.04Medium-doseirradiation中等剂量辐射处理Medium-dose1-10kGy中等剂量Dose(kGy)剂量Productsirradiated辐射的产品Extensionofshelf-life延长货价寿命1.0-3.0Freshfish,strawberries,鲜鱼和草莓等etc.Eliminationofspoilageandpathogenic消除腐败微生物和致病菌microorganisms1.0-7.0Freshandfrozenseafood,raworfrozenpoultryandmeat,etc.新鲜的和冷冻的海产品以及冷冻的家禽和肉等Improvingtechnologicalpropertiesoffood提高食品的品质2.0-7.0Grapes(increasingjuiceyield),dehydratedvegetables(reducedcookingtime),etc.葡萄（提高出汁率）和脱水蔬菜（减少烹调时间）等5High-doseirradiation高剂量辐射处理High-dose(10-50kGy)高剂量辐射Dose(kGy)剂量Productsirradiated被辐射的产品Sometimesindustrialsterilization(incombinationwithmildheattreatment)有时应用于工业化杀菌（与轻微加热处理方法结合）30-50Meat,poultry,seafood,preparedfoods,sterilisedhospitaldiets肉、家禽、海产食品和制备食品、经过杀菌的医院食品Decontaminationofcertainfoodadditivesandingredients消除某些食品添加剂和成分的污染10-50Spices,enzymepreparations调味品和酶的制备6Necessarydose最低剂量Parasites寄生虫1.0kGyBacteria细菌1-7kGyViruses病毒30kGyParasites寄生虫G–Bacteria革兰氏阴性细菌G+Bacteria,moulds革兰氏阳性细菌，霉菌Spores,yeasts孢子和酵母Viruses病毒Sensitivityofmicroorganisms微生物的敏感性+7FoodirradiationatanydosehasbeenassessedbyIAEA,FAOandWHOassafe国际原子能组织、国际粮农组织以及世界卫生组织对各种剂量处理的辐射食品进行了评估，认为它具有安全性Macronutrientsandessentialmineralsarenotaffectedbyfoodirradiation食品辐射处理不影响其中存在的常量营养元素和必需矿物质Certainvitaminse.g.thiamineandtocopherolsaresensitive,butthelossissmall(10-20%orless)andcomparabletothermalprocessingordrying某些维生素，如维生素B1和维生素E，对辐射敏感。但是，与加热和干燥法相比，其损失量很小（10~20%或者更少）Foodirradiation(2)食品辐射处理8本章重点第一节辐照食品加工技术简介第二节辐照食品的应用第三节辐照食品的安全性评价第四节辐照食品的检测与管理9第一节辐照食品加工技术简介1.辐照加工技术的定义指以原子能射线作为能量对食品原料或食品进行辐照杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理，使其在一定的贮藏条件下能保持食品品质的一种物理性的加工方法。10食品辐照技术的优点辐照食品温度基本不上升，可保留较多营养素而有冷灭菌之称；食品可在严密包装后辐照，既可成批连续辐照，操作方便；无非食品成分的残留常用的Co60是原子反应堆副产品，无额外能源消耗。11安全的物理性处理钴60和铯137γ射线或电子加速器低于10MeV加工食品物料不会直接接触放射源，而是放射源发射的物理射线作用于食品12辐照剂量辐照所用剂量以被辐照物吸收能量计。1980年以后国际上统一规定每kg辐照物吸收辐照能1J(焦耳)称为1Gy(戈瑞)。1Gy的1000倍和100万倍，分别称为kGy(千戈瑞)和MGy(兆戈瑞)。辐射剂量单位13第二节辐照食品的应用14一、辐照在保障食品安全中的应用1516（一）在脱水蔬菜中的应用17杨宗渠，200318杨宗渠，200319D10值越大越不容易杀死脱水蔬菜辐照杀菌处理剂量一般为6kGy左右20（二）在肉类保藏中的应用21特点：能杀死肉制品中的致病菌、寄生虫等食源性病原物无化学物残留，不损及食品感官指标对肉制品的营养成分及风味影响小畜禽肉制品、水产类肉制品中22食品辐照保鲜技术，是利用电离辐射产生的射线穿过食品时以强大的能量将食物表面和内部的微生物杀死。延长了食品，特别是肉制品的货架期。辐照基本不用升温就能达到灭菌的效果一种冷加工技术23优点：1、最大限度地保持了营养成分蟹肉辐照后，对氨基酸影响并不显著（使部分蛋白酶失活，降低了氨基酸的分解。）242、保持肉类食品原有的感官指标辐照下真空包装和充气包装的无骨猪肉的风味、质构、香气时，发现在辐照剂量≤3.85kGy时，冷冻、冷藏猪肉的香气、质构、风味变化影响最小。消费者对剂量≤2.5kGy辐射猪肉的接受程度与对照组在汁液、新鲜度、韧度上无任何区别。8kGy的辐照剂量处理后，真空包装的卤鸭在5个月的保质期中各项感官指标正常。253、辐照杀菌谱广沙门氏菌大肠杆菌金黄色葡萄球菌旋毛虫26应用领域:冷却肉类食品熟肉制品27应用例子：微波烤虾：2kGy辐照处理的微波烤虾在短期（1-5d）贮藏能保证色泽、品质和滋味；杀菌不彻底杨性民，200328（三）食品添加剂29杨宗渠，200330（四）保健食品3132第三节辐射食品的安全性评价33主要内容（1）放射安全性，无可检测放射性和无有害辐射产品（2）微生物安全性，无致病菌及其分泌的毒素（3）营养充足，避免营养价值的过度损失（4）毒理安全性34（一）放射安全性Co-60和Cs-137发出的射线小于或等于10Mev的能量加速的电子流小于或等于5Mev的能量的X-射线不会产生放射性35自由基问题：电离辐射能诱发食品中的化学反应，例如高反应活性自由基的形成。在水分存在的条件下，自由基的寿命很短。辐射食品在到消费者手中仍含有或存在自由基是不可能的。36香料和调味料中，自由基比较稳定，不会很快消失。烹调和罐装也会产生自由基37辐解产物问题：来源：食品组分（脂肪，蛋白质，碳水化合物）影响因素：辐射食品的水和状态使用的辐照剂量辐射时食品的温度环境氧气381、碳水化合物辐解产物碳水化合物对辐照不敏感，在食品中相当稳定大剂量会引起碳水化合物的氧化和降解碳水化合物的辐射分解间接来源于：羟基自由基的间接反应，最初是和C-H键反应太少，不值得去关注脂肪和蛋白质的存在，对碳水化合物的破坏有一定的保护作用392、蛋白质辐解产物来源：羟基自由基与氨基酸和蛋白质之间的反应，包括：脱氨脱羧巯基的氧化二硫键的减少氨基酸残基的改性多肽链的裂解和聚合*形成的少量挥发性物质：苯，甲苯，甲基硫化物，二甲基硫化物，氢硫化物，乙醛，甲基硫醇和氨水403、脂肪辐解产物影响因素：脂肪含量脂肪酸的性质吸收的辐射能温度、氧气的存在与否*主要产物（不论氧气有或无）：脂肪烃，乙醇，醛和酯，自由脂肪酸，二聚体，氢气，二氧化碳，一氧化碳。*当氧气存在时：酮及大量的二聚体414、维生素辐解产物由各自的初级和次级自由基反应决定维生素如A（视黄醇），C（抗坏血酸），E（生育酚），B12（钴铵素），B1（硫胺），B5（烟酸）与许多有机官能团（包括过氧基团）反应活跃B6，B2，D3。B族复合物（泛酸）和H（生物素），对许多自由基而言，并不活泼，相对比较稳定。42牛肉，鸡肉，猪肉的辐解产物从本质上讲是相同的，辐射的肉中的脂肪含量成为辐解产物数量的决定性因素在先后经γ-射线或电子辐射（大约-30℃，56kGy），预煮，真空包装的牛肉中检测到65种挥发性和不挥发性物质，浓度范围从1到700ug/kg，总产量为9mg/kg。43BFIFC建议，占每天膳食的0.01%的食品组分（如调味料），在辐射剂量低于1kGy处理的食品和辐射剂量高达50kGy处理的食品一样，对于人类消费是安全的而无需进行毒理实验44（二）生物安全性2到7kGy的中等剂量的辐射，足以杀死致病菌。达50kGy的高辐射剂量可根除有高抗性Clostridiumbotulinum的孢子45辐照致死的机理与微生物体内的化学物质变化有关，包括直接效应和间接效应。辐照射线穿透微生物的细胞膜直接对细胞膜和染色体上的DNA损伤；间接效应表现在：微生物体内的水分电离辐解产生大量的自由基间接对细胞膜上的脂肪酸。46当食品受到的辐射剂量不足以杀菌，一些微生物将存活下来，其后果：辐射对食品中微生物菌丛的选择性提高。2.存活微生物的突变几率提高。3.重复使用亚致死的辐射剂量从而使对辐射的抗性提高4.辐射后，微生物的鉴定特征可能发生改变，从而导致种类或菌株不能正确的鉴别。5.产毒细菌或霉菌的毒素形成量提高。曾有报导，当Aspergillusflavus，Asperillusparasiticus的孢子，或这些孢子形成的菌落经辐射后，黄曲霉毒素的产量会提高。47世界卫生组织认为：没有理由认为食品辐射与应用于食品加工的常规技艺有所不同，不需要控制48（三）充足的营养大量营养素（蛋白质，碳水化合物，脂肪）和微量营养素（维生素）----影响食品的营养价值49变化的本质和程度依赖于：食品的类型及其组成应用的辐射剂量修饰因素,如温度处理中氧气的存在与否以后的处理和储藏50对大量营养素的影响辐射；10kGy辐射剂量对小麦，玉米，燕麦粉中的氨基酸没有明显变化。25kGy时，小麦粉，玉米粉，燕麦粉中蛋氨酸的损失量分别为39%，26%，31%。玉米粉中半胱氨酸的损失量为33%，但是另外两种谷物中没有损失。515.0kGy剂量γ-射线小麦和玉米中赖氨酸，甲硫氨酸，半胱氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，异亮氨酸的损失量可达10%到20%。豆类中必需氨基酸的下降总体上比谷物要低52预煮的牛肉在温度范围为-40