1、Safety of Irradiation Food 辐照食品的安全性,Gamma rays 射线 produced during decay of radioactive isotopes Cobalt 60, Cesium 137 Good penetration power 钴60和铯137放射性同位数衰变时所产生的能量称为射线，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。 High energy electron beams 高能量电子束 produced by accelerators ，low penetration 由加速器产生，穿透物质的能力较低 X rays
2、X射线highest penetration power 穿透物质的能力较高,Food irradiation (1) 1、食品辐射保藏,Low - dose irradiation 低剂量辐射处理,Low dose 低剂量(up to 1 kGy)Inhibition of sprouting抑制发芽Insect disinfestation and parasite disinfection杀死昆虫和寄生虫Delay of physiological processes (e.g. ripening) 延迟生理过程 （比如：过熟）,Products irradiated被辐射的产品 Pot
3、atoes, onions, garlic, etc. 西红柿、洋葱、大蒜等Cereals and pulses, fresh and dried fruits, dried fish and meat, fresh pork 谷物、鲜果、干果以及 干鱼、肉和新鲜猪肉Fresh fruits and vegetables 新鲜水果和蔬菜,Dose (kGy)剂量 0.05 - 0.150.15 - 0.5 0.5 - 1.0,Medium - dose irradiation 中等剂量辐射处理,Medium-dose 1-10 kGy中等剂量,Dose (kGy) 剂量,Products ir
4、radiated辐射的产品,Extension of shelf-life延长货价寿命,1.0 - 3.0,Fresh fish, strawberries,鲜鱼和草莓等,etc.,Elimination of spoilage,and pathogenic消除腐败微生物和致病菌,microorganisms,1.0 - 7.0,Fresh and frozen,seafood, raw or frozen,poultry and meat, etc. 新鲜的和冷冻的海产品以 及冷冻的家禽和肉等,Improving technological,properties of food 提高食品的品
5、质,2.0 - 7.0,Grapes (increasing juice,yield), dehydrated,vegetables (reduced,cooking time), etc. 葡萄（提高出汁率）和脱水 蔬菜（减少烹调时间）等,High - dose irradiation 高剂量辐射处理,High-dose (10-50 kGy)高剂量辐射,Dose (kGy) 剂量,Products irradiated被辐射的产品,Sometimes industrialsterilization(in combination withmild heat treatment)有时应用于工业
6、化杀菌 （与轻微加热处理方法结合）,30 - 50,Meat, poultry,seafood, prepared,foods, sterilised,hospital diets 肉、家禽、海产食品和制备食品、经过杀菌的医院食品,Decontamination of certain food additives and ingredients 消除某些食品添加剂和成分 的污染,10 - 50,Spices, enzyme,preparations调味品和酶的制备,Necessary dose最低剂量 Parasites 寄生虫1.0 kGy Bacteria 细菌 1-7 kGy Virus
7、es 病毒 30 kGy,Parasites 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,Sensitivity of microorganisms微生物的敏感性,+,Food irradiation at any dose has been assessed by IAEA, FAO and WHO as safe 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 Macronutrients and essential
8、 minerals are not affected by food irradiation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 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（ 1020 % 或者更少）,Food irradiation (
9、2) 食品辐射处理,一、 辐照在保障食品安全中的应用,（一）在脱水蔬菜中的应用,杨宗渠，2003,杨宗渠，2003,D10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,（二）在肉类保藏中的应用,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,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,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
10、并不显著（使部分蛋白酶失活，降低了氨基酸的分解。）,2、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。,3、辐照杀菌谱广 沙门氏菌 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 旋毛虫,应用领域:,冷却肉类食品熟肉制品,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
11、，2003,（三）食品添加剂,杨宗渠，2003,（四）保健食品,二、 辐射食品的安全性评价,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,（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,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。,香料和调味料中，自由基比较稳定，不
12、会很快消失。烹调和罐装 也会产生自由基,辐解产物,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,1、碳水化合物辐解产物,1、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,2、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,3、脂肪辐解产
13、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）：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,4、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。,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-射线或
14、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。,BFIFC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,（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Clostridium botulinum的孢子,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
15、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Aspergillus flavus，Asperillus parasiticus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。,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,（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,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
16、,如温度 处理中氧气的存在与否 以后的处理和储藏,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。,5.0kGy剂量-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,预煮的牛肉在温度范围为-40到-9，受到辐射剂量从47kGy到71kGy的-射线或电子流辐射，并立即于室温下储藏15个月，甲硫氨酸，半胱氨酸，及色氨酸（这三
17、种氨基酸被认为对电离辐射最敏感）没有明显的破坏。蛋白质的利用系数也没有受到影响。,微波烤虾：,采用辐照处理，杀菌效果随剂量增加而显著辐照对蛋白质、氨基酸总量略有影响减少幅度为5%左右,剂量为6kGy，8kGy辐照杀菌能有效降低微波烤虾腐败微生物含量常温保存6个月后，甘氨酸明显降低，造成虾肉鲜味不足,对维生素的影响,敏感性： 水溶性维生素，B1对辐射最敏感，其次是C，B6，B2，叶酸，烟酸，B12。脂溶性维生素，E最易受电离辐射影响，其次是胡萝卜素，维生素A，D，K。,维生素对辐射的敏感度的影响因素： 食品组分辐射条件（例如，剂量，温度，氧气的存在与否）,杨宗渠，2003,降低损失的方法：排空气
18、法 低温,从营养学的观点看，在评估辐射食品的卫生性时，应考虑到以下几点： （1）营养的损失程度和食品对整个膳食营养摄入量的贡献 （2）食品对一个国家特定地区居民及任何特殊人群或年龄群的膳食的重要性 （3）维生素的积累损失，例如，在整个加工及烹调过程中,（四）毒理性,FAO/IAEA/WHO专家联合会议认为；总平均辐射剂量达10kGy处理过的辐射食品不会产生任何毒理性危害动物实验结论,人体实验：,1、人体食用辐射剂量为30kGy处理的食品的10个志愿者小组中，临床和实验室检测并没有发现任何明显的异常Kraybill报导,2、一组年轻男士在食用含有54种不同的辐射食品（鱼，肉，水果，蔬菜，谷物食品
19、，杂食），15天。 食品的辐射剂量范围为0.1到40kGy。 在研究前和研究期间及研究结束后一年进行的身体检查和实验室临床检测，没有任何与食用辐射食品有关的负面影响。,3、在中国，439个志愿者所参与的8个实验中，食用为期7-15个星期的占膳食总量的60-66%的辐射食品（0.2-8.0kGy，大米，土豆，花生，蘑菇，中国腊肠，肉，蔬菜，及普通谷类）。 在实验和对照组中，在临床的毒理检测和外围的血液淋巴细胞中没发现任何明显的差别 。,4、辐射剂量为25kGy处理的食品，多年来一直用作宇航员或因免疫系统有缺陷而服用细胞毒素药物或器官移植的病人的特殊膳食。没有报导会产生营养方面或毒理方面的负面影响
20、,毒性结论：,在良好操作规范条件下，在商业允许的剂量下处理的辐射食品对人类健康无任何危害,三、 辐射食品的检测,状况：,目前，没有一种切实可靠的单一程序来检测所有的辐射食品。不同的食品建议用不同的方法。,检测方法：,1、电子自旋共振光谱 检测：辐射食品所包含的刚性材料如小石头，脱落的壳，和种子；（最好的方法）2、热荧光技术 检测：草，香料及干制食品组分；,3、来源于脂肪的挥发性碳氢化合物及2-烷基环丁烷的鉴定；用于：含脂肪食品4、o-酪氨酸方法 检测：含蛋白质食品（鸡肉，猪肉，鱼肉，虾）；5、通过黏度来对香料及香草检测,国际上辐照食品的发展特点,近年来，在FAO/IAEA/WHO 3个国际组织
21、的倡导下，辐照食品逐步转向商业化，食品辐照技术正加快向食品工业转移,主要特点:,1、 从法律上清除了辐照食品国际贸易上的障碍。 2、 进出口食品检疫日益受到重视，特别是溴甲烷一类化学熏蒸剂因潜在致癌危险而禁用后，辐照检疫已成为优先技术。对于发展中国家来说，用辐照处理以提高食品的卫生质量并增强国际市场的竞争能力已是一种有效方法。,3、 采用辐照处理以提高食品的卫生质量和减少食源性疾病的发生已逐步成为人们的共识。 4、 食品的辐照技术正积极的向食品工业转移。 5、 国际上对辐照食品的批准正转向类别化。,管理组织：,联合国粮农组织（FAO） 国际原子能协会（IAEA） 世界卫生组织（WHO） 关于辐
22、射食品召开的几次联合专家会议（KECFI）,目前辐射食品的认可批准情况,世界批准辐射食品供人食用的国家依次为： 前苏联、加拿大、美国截止1995年，世界上已有了38个国家批准辐射食品。我国政府自1984年以来，已批准了18种辐射食品,Produced by mercury lamps Limited penetration Useful for destroying microorganism in air, surfaces and in thin liquid films Most effective against vegetative bacteria yeast bacterial spores mould spores 水银灯产生的紫外线具有一定的穿透能力，可有效杀死空气中、物品表面和液体薄膜上的微生物。 紫外辐射对活体组织的作用效果如下： 细菌酵母细菌芽孢霉菌孢子,UV radiation 2、紫外辐射,THE END！,
