食品工艺学]第4章食品辐射保藏

食品工艺学]第4章食品辐射保藏内容摘要：

上采用 60Co 作为γ 射线源。 （二）电子加速器 利用电磁场作用，使电子获得较高能量，即将电能转变成辐射能，这样仪器设备装置有静电加速器、高频高压加速器、绝缘磁芯变压器，直流加速器有两种方式： ，很高电压使电子获得动能如范德格拉夫加速器（静电加速器）； ，但反复多次将电子加速，如回旋加速器，电子感应加速器。 利 用加速器使电子带电形成高能量粒子 ——人工β 射线源。 用高能电子来轰击重金属靶，则产生 X射线 ——X射线发生器。 特点：电子加速器优点是可以控制开停，能量可以调节控制。 可得到比放射性同位素源辐射能量高得多，如 1 万 Ci60Co→ 150W，而加速器可达 1015kW。 X射线转换率不高，一般不用于食品辐射。 思考题 1 辐射的类型及划分的界限 6 2 放射性同位素发射的射线种类、产生的条件及各自的特点。 3 辐射量、吸收剂量、吸收剂量速率及相应的单位。 4 食品辐射常用的人工放射性同位素。 第三节 食品辐射 技术的化学与生物学效应 电离辐射之所以用来保藏食品，这是由辐射对被照射物质中发生的化学效应与生物学效应所决定的。 一、食品辐射化学效应 电离辐射使物质产生化学变化的问题至今仍不是很清楚。 由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有： 直接 初级辐射 ——即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片 ——与辐射程度有关。 间接 次级辐射 ——初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物 ——与温度等其他条件有关。 1. 水分子 水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子 首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发生反应。 水接受辐射后的最后产物是氢和过氧化氢，形成的机制很复杂。 现已知的中间产物主要有三种：水合电子（ eaq），氢氧基（ OH），氢基（ H）。 •水分子被辐射后可能反应途径 （ eaq） +H2O=H+ OH H+ OH=H2O H+ H=H2 OH+ OH=H2O2 H+H2O2=H2O+ OH OH+ H2O2=H2O+HO2 H2+ OH= H2O+ H H+O2=HO2 HO2+ HO2= H2O2+O2 从上可看出物质分子吸收了辐射能而发生了化学效应，表示物质辐射化学效应的数值称 G 值。 G 值 ： 即吸收 100eV 能量的物质所产生化学变化的分子数。 辐射的化学效应是以每吸收 100eV（电子伏）能量时被照射物质产生化学变化的分子数目来表示的。 （即能传递 100eV能量的分子数） 2．氨基酸与蛋白质 有机化合物因辐射而分解的产物也很复杂，取决于原物质的化学性质和辐射条件，有的从高分子 低分子，有的反而从低分子 高分子。 射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫 键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变物理性质。 射线照射，引起氨基酸、蛋白质分子的化学变化有： （ 1）脱氨 如甘氨酸 e+NH3+CH2COOH→ NH3+CH2COO （ 2）放出 CO2 7 a. 脱氨的脱羧反应 b. 不脱氨的脱羧反应 （ 3） 含硫氨基酸的氧化（巯基） e+NH3+CH2CH（ CH2SH） COO→ H2S+ NH2CH（ CH2） COO （ 4）交联 蛋白质凝聚（该蛋白质分子通过硫氢基的氧化生成分子内或分子间的二硫键，或由酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生交联）。 （ 5） 降解 蛋白质发生裂解，产生较小的碎片。 （ 6）辐射降解与交联同时发生，若降解小而交联大，则交联会掩盖降解，故降解不易观察到。 3． 酶 酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组成是蛋白质，故它对辐射的反应与蛋白质相似，如变性作用等。 （ 1） 纯酶稀溶液对辐射敏感，若增加其浓度也必须增加辐射剂量才能产生同样的钝化效果。 （ 2） 若在食品体系中，酶很容易受到保护，同时也受外界条件变化（温度、 pH、含氧量）的影响。 如提高温度会增加酶对辐射的敏感度，在有氧状态下干燥胰蛋白酶极易钝化。 （ 3） 此外，有时酶由于蛋白质分子降解，使酶活性中心暴露出来，反而致使酶反应更有利。 因此对分解酶类活性的食品，在辐射前应先通过加热灭酶。 （ 4） 酶会因有巯基（ SH）的存在而增加其对辐射的敏感性。 4． 脂类 一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。 辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中 CC键外断裂。 辐射对脂类所产生的影响可分为三个方面：理化性质的变化；受辐射感应而发生自动氧化；发生 非自动氧化性的辐射分解。 脂肪酸酯和某些天然油脂在受 50kGy 以下剂量照射，品质变化极少；但其他成为异臭发生源。 如肉类风味变化，牛奶产生蜡烛味，鱼类产生异臭。 辐照可促使脂类的自动氧化，有氧存在，其促进作用更明显，从而促进游离基的生成，使氢过氧化物和抗氧化物质分解反应加快，生成醛、醛酯、含氧酸、乙醇、酮等。 饱和脂类在无氧状态下辐照时会发生非自动氧化性分解反应，产生 H CO、 CO碳氢化合物、醛和高分子化合物。 不饱和脂肪酸也会产生类似的物质，其生成的碳氢化合物为链烯烃、二烯烃、二烯烃和二聚物形成的酸。 磷脂类的辐射分解物也是碳氢化合物类、醛类和酯类。 对含有脂肪的食品辐照时也鉴定出了过氧化物、酯类、酸类、和碳氢化合物等，这与天然脂肪和典型脂肪的情况相同。 但是应注意的是，与刚照射后相比，这种影响多出现于贮藏期中。 5． 碳水化合物 一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。 在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。 辐照对单独存在时的糖类的影响如下： 单糖只有在 C4上发生氧化产生糖酮酸 低分子糖类：旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化。