2010-04-25 14:01:11 阅读7 评论0 字号:大中小
辐照xx技术: 是利用放射线同位素钴60 、铯157 产生的γ- 射线或低能加速器放射出的β- 射线对包装食品进行辐照处理。加拿大、以色列、法国、日本等国家普遍使用放射物质钴60 ,它放射出的强力γ射线可彻底摧毁xx的遗传因子,彻底破坏他们的生理活性,使用高剂量时几乎可以消灭任何xx。
近年来,节省能源、安全可靠、效果好、成本低的包装食品xx技术相继得到开发和应用,大大促进了包装食品的生产与发展。
辐照xxxx: 将密封包装后的食品以2500~5000 千拉德辐照,能使所有损坏食品的致病性微生物死灭,从而达到商品xx目的。辐照前可在食品中加入食盐和三磷酸钠等,能减少食品的水分损失,又能增强射线对xx的杀伤能力。经辐照xxxx法处理后的牛肉、鸡肉、火腿、猪肉、香肠、鱼虾等在常温 (21 ℃~38 ℃) 下能贮藏2 年以上,可保持色香味佳。
辐照xxxx:剂量100~1000 千拉德,可有效地限制有损大众健康的生物及致败性微生物生长,能有效xx对高蛋白质食品如肉类、乳制品、蛋制品危害极大的沙门氏菌,用50 万拉德照射,就能使之成亿倍减少,也能杀死冷冻食品深处的沙门氏菌。现全世界已有20 多个国家批准应用辐照xx的食品供人类食用,如鸡肉、猪肉、鲜鱼、蘑菇、香料、土豆、大米、洋葱、小麦等。辐照食品安全可靠,经世界各国40 多年实践证明,辐照食品从未发现有放射性物质残留,能保持原有质量和色香味。在美国,辐照食品已带上太空,宇航员食用后证明对身体也无害。辐照食品的优点是保藏期长,照射一次可保鲜数年,既杀死xx,又抑制与延缓食品本身的新陈代谢,xx了食品变质根源。辐照xx可节省大量能量,任何食物用辐照法xx后仅采用普通包装便可贮藏,省去大量制罐、冷冻冷藏等材料以及能量,以辐照保藏已可代替部分冰箱。
食品辐照作用:杀虫消毒灭菌,原理为:在辐照过程中,伽玛射线穿透辐照货箱内的货物,作用于微生物,直接或间接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶,从而杀死微生物,起到消毒灭菌的作用。
其优点:
由于射线的穿透力强,可杀灭大小包装、散装、液体、固体、干货、鲜果内部的病菌和害虫,尤其适用于一些不宜进行加热、熏蒸、湿煮处理的食品。
辐照加工属于冷加工,不会引起食品内部温度的明显升高,因而易于保持食品的香味和外观品质。例如辐照保藏的马铃薯可抑制发芽,饱满而不发皱,硬度好,养分也没有明显的损失,与冷藏或化学保藏的马铃薯比较,有较强的竞争力。
食品辐照是物理加工过程,不需添加化学xx,没有xx残留,也未发现感生放射性,不污染环境,是一种安全环保的食品加工法。
辐照加工可以改进食品的工艺质量。例如辐照的牛肉更嫩滑,辐照酒可提高陈酿度,辐照的大豆易于消化吸收等。
辐照食品可杀灭沙门氏菌和寄生虫,改进食品卫生质量。高剂量完成xx的食品适于医院特需病人、宇航员、航海、登山、探险和地质队的特殊需要。辐照食品能在常温下长期保存,便于长途运输和国际贸易。
由于辐照能彻底杀虫xx,可作为一种特别检疫措施,防止病虫害的传播。
食品辐照xx
食品辐照概述
1、食品辐照的意义及其特点
(一) 基本概念
食品辐照是指利用射线照射食品(包括原材料),延迟新鲜食物某些生理过程(发芽和成熟)的发展,或对食品进行杀虫、xx、xx、防霉等处理,达到延长保藏时间,稳定、提高食品质量目的的操作过程。
(二) 技术特点
1、 可以在常温或低温下进行,处理过程食品温升很小,有利于维持食品的质量;
2、 射线(如γ-射线)的穿透力强,可以在包装下及不解冻情况下辐照食品,杀灭深藏在食品内部的害虫、寄生虫和微生物;
3、 辐照过的食品不会留下任何残留物;
4、 和食品冷冻保藏等方法相比,辐照保藏方法能节约能源;
5、 可以改进某些食品的工艺和质量;
6、 需要较大投资及专门设备来产生辐射线(辐射源)并提供安全防护措施,保证辐射线不泄露;
7、 对不同产品及不同辐照目的要选择控制好合适的辐照剂量,才能获得{zj0}的经济效应和社会效益。
8、 辐照食品标签上要加以标注。
2.国内外食品辐照的进展
(一) 国外
1896年--明克(Minck)经实验证实X-射线对原生虫有致死作用。
1921年--斯彻瓦特日(Schwatz)使用X-射线杀死肉中的旋毛虫(Trichinella Spiralis)并获得美国专利。
1930年--乌斯特(Wüst)证实"所有食品包装在密封金属罐中,再用强力伦琴射线照射可杀灭所有xx",并获得法国专利。
第二次世界大战结束后--随着放射性同位素的大量应用和电子加速器等机械辐射源的问世,促进了射线处理食品的发展。
1953年--艾森豪威尔(Eisehower)促使美国军方深入研究食品辐照。
1957年--美国军方负责,为期5年的辐照食品研究计划启动,投入了大量人力、物力。
1960年--在美国xx开始试用辐照食品。
1963年--在美国军方Natick实验室举行首次辐照食品国际会议。
1965年--加拿大建立起世界{zd0}的马铃薯辐照工厂。
1970年--FAO/IAEA/WHO的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计划(IFIP)。
1976年--联合国粮农组织认为五种辐照产品(即马铃薯、小麦、鸡肉、木瓜和草莓)是{jd1}安全的。
1978年--世界用于辐照消毒灭菌的60Co工厂有80家(其中60家用于医疗xx)。
1980年--FAO/IAEA/WHO的会议认为,受辐照食品平均吸收剂量10千戈瑞(kGy)及以下,没有毒性危害,无必要再进行毒性试验。
1988年--世界用于辐照消毒灭菌的60Co工厂发展到182家,全世界辐照食品产量约50万吨。
1997年以后--WHO进一步废除10 kGy的上限量,国际食品法规委员会(CAC)相继提出辐照食品的通用标准及法规,
(二) 国内
1958年--开始食品辐照研究工作。
七十年代中期--国内多个地区相继进行辐照保藏食品的研究,辐照品种有肉类、水产品、水果、干果、蔬菜、粮食、蛋类等。
八十年代--食品辐照已进入一定规模的生产阶段
九十年代初--我国建成辐照装置近150多台,其中设计装机能量1.11×1016贝可以上的装置超过50座。
1984年~1997年--国家卫生部颁布的食品辐照卫生标准基本覆盖了绝大部份食品。
表1 中国批准允许辐照的食品类别及剂量
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我国食品辐照不仅用于保藏、防疫、医疗等目的,而且已用于提高产品质量等加工目的。
世界各国普遍重视将核科学技术的应用重点从xx扩展到民用,已逐渐渗透到国民经济和社会生活的各个领域。原子能和平利用,即核能和射线技术的应用,是二十世纪核科学技术对人类的重大贡献之一,并将在二十一世纪开放出更加灿烂的光彩。
非动力核技术,特别是辐射加工技术,它的发展在发达国家已发展成为高技术产业,并成为其经济发展新的增长点。
辐照加工技术是利用核辐射或射线辐射与物质相互作用所产生的物理效应、化学效应和生物效应,对被加工物品进行处理,以达到预期的目标。如材料改性、食品保鲜、农作物杀虫、消毒灭菌、生物变异等。由于此项技术应用广、能耗低、无污染、技术附加值高等优点,深受众多行业的青睐,被人们誉为“绿色加工产业”。
辐照加工技术,是现代高科技成果之一。经电子加速器辐照加工的产品,具有的多项优异性能使其独领风骚,用这种技术手段生产的高性能产品倍受用户青睐。电子加速器辐照生产加工技术应用于电线电缆,设备设计参数应适合于电线电缆的生产加工,目前辐照加工不仅向纵深发展,而且已初步形成产品的多元化格局。辐照加工产业已是世界各国工业广泛重视的重要产业之一。一 电线电缆辐照交联的机理二 辐照交联电线电缆的优点三 辐照交联电线电缆的市场四电子辐照加工工程五 安全保护
当今从事辐照的装置,一种是利用钴-60伽玛源,一种是利用加速器。他们两者的比较,从射线的发射功率上来讲,14KW的加速器,相当于100万居里的钴-60放射源;但由于钴-60源是呈球形状发射射线,所以对射线的利用率低,大约只有20%,其它方向的射线都被浪费,而加速器的射线方向是一个方向,对射线的利用率高,达93%以上。所以如果将射线的利用率考虑在内,则14KW的电子加速器相当于460-470万居里的放射源。
加速器可以发射两种不同的粒子:电子束和X射线;其对被辐照物质的辐照效应来讲是一样的。我们也可以采用移动靶技术,按照我们的需要来及时选取不同的射线粒子进行辐照-但一般情况下不这么做,因为由电子转化成X射线的转化过程中有大量的功率被损耗。X射线的物理性质和伽玛射线的xx一样。
用射线来辐照代表着国际加工业的发展方向。我们这里是利用国际上的{jd0}科技技术-微波直线电子加速器技术-对工业产品或农产品进行辐照加工,主要应用领域:
1、利用电子束辐照快速晶闸管、芯片,可改变优化产品的性能。
2、降解水产品、蜂制品中残留氯霉素,达到出口国的农药残留卫生标准。
3、农副产品、食品、海、水产品的保鲜。达到xx、杀虫、抑制发芽、延长货架期的目的。
4、一次性医疗卫生用品的消毒灭菌(医用敷料、纱布、手套、手术用医疗器械等)
5、中成药、保健品的xx利用电子束,能有效杀死中成药、保健品中的各种有害病菌,达到实用卫生要求。
6、黄玉、珍珠、水晶致色,提高产品品质,增加产品附加值。
7、高分子材料的降解。利用电子束降解PTFE,获取微米级和纳米级超细粉。
8、宠物饲料的xx。利用电子束能有效杀死宠物饲料中各种xx,特别是沙门氏菌。从而达到宠物食用的卫生标准。
9、各种玩具的xx。为了保证各种玩具在生产过程中产生的xx污染会直接影响到儿童的身体健康,要对它进行电子束xx,从而达到卫生要求。
10、化妆品原料中的有害菌和化妆品在生产中因污染产生的xx将对皮肤带来潜在危险,而高温xx又会破坏化妆品自身的特性,影响其质量,利用电子束xx是在常温下进行的,对于不耐高温的化妆品是一种理想的xx方法。
11、商品养护(防霉)。各种商品经电子束辐照后可起到防霉作用,从而达到对商品的养护。
和一般的用伽玛射线来进行辐照加工不同,利用加速器进行辐照的优点与特点是:
1、快速辐照。辐照加工时间短,例如对一箱产品xx,耗时仅1分钟;而用伽玛源辐照可能要数十分钟。
2、吸收剂量均匀。采用动态的传送装置,产品吸收剂量的不均匀度<5%。一次性大批量加工也可以小批量加工,加工方式灵活而且加工速度快。
3、无任何毒性和残留,不添加任何化学试剂,不影响产品原有成分和品质。
4、可事先对产品密封包装,在辐照时不拆产品包装箱。能快速、安全通过。无二次污染。
5、无环境污染。关机后无射线。安全可靠!而用伽玛源存在源的浪费和废源的处理问题。
6、降解水产品、蜂产品中残留氯霉素,是目前国内外{wy}的方法。
7、投资低,产出高。
应用电子束直线加速器建立以处理食品、饮料、药材、医用器械等的辐照中心,对于提高食品质量,保证食品安全,扩大出口,具有重大意义,将会对我国特别是辐照中心周边地区带来良好的经济和社会效益,电子束直线加速器将会在一定领域逐渐替代以钴源为放射源的辐照装置。
食品容易变质,所以食品与肉制品行业一直在努力寻找有效的食品防腐方法。有人大力推荐辐照方法,称其为{zj0}的xx或冷xx方法,可使致病菌减少至安全食用的水平。
常见的污染食品的致病菌有埃希氏大肠菌、沙门氏菌、 Campylobacter菌以及近来常提到的污染肉及肉制品的李斯特菌。为更有效地抑制致病菌和生产出符合卫生标准的食品,科研人员和食品工程师一直在努力进行有关的研究工作。现有的方法各有所长,有些情况下还会影响食品的质量、口感和风味。
对肉制品行业来说,屠宰后的家畜胴体通常要用醋酸、乳酸或氯水配成的液体进行冲洗,再用蒸汽和真空方法进行清洗,以除掉表面的污物。然后进行剥皮,并用盐水浸泡。肉制品的加工过程可能会包括高温烹煮、巴氏xx或紫外光照射处理等过程。
美国目前有一个很明显的趋势,就是采用辐照方法完成肉或肉制品的全部xx操作。尽管美国的这种辐照xx的趋势已十分明朗,但欧洲却有些反其道而行之。目前欧洲对辐照xx的应用很少,每年大约只有5万吨。其中荷兰约有1.8万吨辐照xx的食品,法国有2万吨,比利时有1万吨,其它欧洲国家每年只有2000吨。辐照xx对于冷冻禽肉、海产食品、草本食品配料和调味品、蔬菜干制品、蛋粉、奶粉、元葱、马铃薯、大蒜及水果的催熟等,应慎用。英国已批准了这方面的应用,并于1991年授权Isotron公司{dj2}从事食品的辐照xx业务。该公司所处理的食品产品不允许超过3年。
从世界范围看,辐照xx已在40多个国家获得批准使用,其中有21个国家正在大量使用。大约有40种食品获准采用辐照xx,每年的处理量约为50万吨。与热xx不同的是,行业内都把辐照xx称为“冷xx”。
美国食品药品管理局(FDA)1985年批准将辐照xx用于杀死猪肉中的旋毛虫。5年后,FDA批准了禽肉的辐照xx。直到1993年美国农业部才批准了这项应用。1997年FDA批准了辐照xx对红肉的应用,而美国农业部尚未批准该项应用。
而在欧洲,尽管有个别国家曾对禽肉和海产食品等做过辐照xx,但对红肉的辐照尚无先例,欧盟也无相关法规。据说欧洲委员会正在制订将用于欧洲各国的辐照食品方面的法规和标准。预计这些法规与标准能在2000 年正式实施。同时,欧洲委员会也以开出了能应用辐照xx的食品清单。现在,正式批准使用的只有草本食品配料和调味品。
如果这些法规的实施范围未超出现有法规,则法国、比利时与荷兰就会停止对禽肉制品的辐照,当然也不会用辐照方法对红肉制品进行xx处理了。
英国Isotron公司的市场部经理AndySpry博士表示,推广辐照xx遇到的{zd0}问题是消费者的担忧。他说,很难让公众及食品经销商相信辐照xx系统是安全的。
他说,有些大的经销商曾经也认识到辐照xx技术是安全的,但因为激烈的市场竞争,他们只关心其市场分额、营业成本和风险,尚未看到辐照xx的好处。他们只关注非辐照产品,谁也不愿在应用辐照xx技术方面做{dy}。但现在关于辐照xx的话题已从“是否安全”转到“是否有必要采用”了。
Puridec公司是世界上能为辐照工厂提供辐射源钴60棒的两家供应商之一,其市场开发部经理CathieDeeley博士说,“关于辐照xx的安全性,所有能做的都做了,能说的也都说了。现在能做的就是不要停止,不断推广。”
这些业内人员都表示,现在的食品辐照xx规模太小,需要一个有市场号召力的企业来牵头,整个食品行业也需要一个推广和宣传的运动。
在1998年第5届欧洲肉类加工年会“Meat98” 上,Puridec公司的RogerLangley先生指出,如果不进行必要的宣传与培训,我们听到消费者的议论肯定是“xx食品安全,辐照食品不安全”。事实上恰恰相反,有些xx食品的安全性就不如辐照食品好。我们将推出一项精心设计的宣传活动,按产品类别分别介绍辐照防腐的切实需求和益处,是公众了解它对消费者和食品加工业有何价值。
FoodTechnologyService公司的总裁与首席执行官E.W.PeteEllis先生正在与ColoradoBoxedBeef公司共同推进对红肉进行辐照xx。他表示,对消费者的培训需要公共卫生部门的官员提供支持与引导。他说,我不相信大的禽肉生产商对辐照技术的应用会犹豫不决,但他们的逻辑还是比较谨慎的。就像他们说要等消费者需要时再不辐照食品送上。这就有点脱离实际了。因为消费者的需要在市场上表现出来之前是无法确知的。所以对新产品,应尽管先让其上市。这是否有点像“先有鸡还是先有蛋”这个哲学问题?
有关辐照xx安全性的报道
◆50年代首次将辐照xx商业性应用于仪器和产品的xx;
◆陆续有研究报告发表;
◆1970年,国际食品辐照项目的联合专家委员会宣布辐照xx是安全;
◆1981年有辐照食品保健功能的报告发表。1983年食品法典增加了辐照食品标准;
◆1986年英国辐照食品和新型食品顾问委员会发布有关的指导原则。在1992年和1997年世界卫生组织两次发布关于辐照食品安全的报告;
◆1998年美国食品药品管理局宣布红肉的辐照xx是安全的。而此前早已宣布禽肉和海产食品的辐照xx是安全的。
对食品如何进行辐照xx?
对食品或食品包装材料进行辐照防腐处理,可采用两种辐照方式:一是钴60辐照,二是电子束辐照。
钴60是用中子轰击xx的钴59后得到的,专用于伽玛辐照工厂。钴60的半衰期为5.3年,其原子的分裂就会产生伽玛射线。钴60装在不锈钢套筒内,该套筒只允许伽玛射线出来。由于放射源材料的不断分裂,放射源使用15-20年后就要重装。
装有放射源的套筒要浸在水下7米处,这样形成的防护环境才会使放射源安全。放射源的周围还有混凝土厚壁和密封的门,在放射源升起工作时起到保护操作人员的作用。
要进行辐照xx的产品需装在铝制容器中,沿轨道通过辐照区域。辐照时间要根据辐射的量及辐照产品进行调整。
对不同的微生物和致病菌,致其死亡的辐射量也是不同的。一般来说,辐照也并未将所有的微生物都杀死,只是将其数量减少到安全并可控制的水平。
电子束辐照的原理是电子管内以加速度运动的电子对目标进行轰击,有点像电视机的显像管。被辐照的产品通过电子束的照射,即受到电子的轰击。
电子束辐照法比伽玛射线辐照法的处理速度快,但穿透力较差。有些产品要连同外包装一起共同xx,则产品内部的xx效果会大打折扣。
辐照技术起源于1943年美国麻省理工学院为美国军方从事“射线对汉堡包处理”的研究开始,至今已有63年的发展史。 1970年,由美、苏、英、荷、中、法、丹、德、加、日、意等24国签订协议,制定了国际食品辐照计划(IFIP),此计划由FAO(联合国粮农组织)、 IAEA(国际原子能机构)主持,WHO(世界卫生组织)参加制定,根据IFIP连续6年的国际合作研究结果表明:食品、药品辐照过程,实质上是一种物理过程,正如热加工和冷藏一样。其结论是“任何食品、药品当其总体平均吸收剂量不超过10kGy(1百万特拉)时,不需再做毒性试验,营养学和微生物学上也是安全的”,因此称之为“国际安全线”。1984年食品法典委员会(CAC)向成员国建议辐照食品CAC标准及辐照食品设施推荐规程。
辐照加工技术在国际上取得了重大的发展。以食品为例:据FAO/IAEA/WHO2000年公布的统计报告,全世界已有41个国家批准辐照食品232种,年市场加工总量达30万T。在美国,你会看到一些红肉的包装上都印有“辐照食品”的标识,这是消费者最喜欢的放心肉,因为辐照加工可以让新鲜肉里的大肠杆菌分解,所以才有吃三分熟牛排的说法。
在医疗用品消毒灭菌方面:美国xx总公司(Steri Genics)、美国种子产品公司(Neutron Product Inc)、埃索麦迪克斯公司(Isomedix Inc)、瑞侃公司(Raychen),都是大型的辐照公司,辐射xx的医疗用品产值达700亿美元,占据美国医疗用品90%市场份额都使用辐照xx。可见,辐照技术的前景十分广阔。
透过中子吸收,由稳定的钴-59可以产生同位素钴-60。对医学和工业方面的应用,同位素钴-60是x射线管的重要替代物。钴-60发射的γ辐射能量为 1.17和l.33兆电子伏,这两种辐射对检查金属中的缺陷特别有作用。用带有钴射线照相设备的扫描装置扫描,可以揭示金属的内部裂缝、焊接缺陷和非金属夹杂物。同位素钴-60源的优点是小型轻便,无需电源。钴的半衰期为5.27年,因此钴源可长期使用而无需更换。另一方面,射线能量是固定的,强度也不会改变,但x射线机上发出的射线能量和强度是可以改变的。如果用射线照相法给薄样品拍照,用铱-192比较方便。它的半衰期是74.2天,光子能量约0.4 兆电于伏。
收获后的马铃薯或洋葱,经过一定的休眠期,就会一齐发芽。这是日常生活中常见的现象。如果在其休眠期间,利用钴-60的伽玛射线进行照射,就可以破坏其发芽组织,保证在半年以上不发芽,而食品的味道和成分决不会因此发生任何变化。
另外,辐射的杀伤力可加以利用。污水通常是采用"活性污泥法"进行处理的。由此产生的沉积物、淤渣泥浆也是十分讨厌的,需要进一步处理。日本用的处理办法是把污泥放到焚烧炉中焚烧。而德国则采用钴-60的伽玛射线进行处理,为此,在慕尼黑附近建造了一个专用的试验场。该试验场目前一直在工作,每天处理的污泥浆可达100立方米左右。这就是利用辐射杀伤力的一个实例。
污泥浆本身含有很多磷、氮等优质肥料。但是另一方面,人们也担心在污泥中隐藏了各种各样的xx。因此,先要用钴-60的伽玛射线进行辐照xx,然后才能用作肥料。在日本,正在研究采用艳-137进行照射的方法,以代替价格比较昂贵的钴-60。
放射性同位素的杀伤力的应用,大家比较熟悉的就是在xx方面,其中之一是对癌症的放射xx。许多人可能已经听说过,患了癌症的病人要接受钴-60的放射xx。也就是说,利用放射性杀伤细胞的性能去杀伤癌细胞。
利用放射性同位素发出的射线彻底xx,是射线杀伤力的一种最直接的利用。这也是大家最容易想到的一种射线应用。尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行xxxx。这是另一种典型的以毒攻毒的方法。
早期对手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线进行xx。这些缝合线是胶质物,用牛、羊的骨胶或皮胶制成,手术后缝在体内慢慢被消化吸收,不需要拆线。这些原料的来源和本身的性能使得这些缝线容易沾染xx,再说,它们本身就是蛋白质,不能利用加热的办法来xx。因此,这种缝线常常会引起感染事故。所以,对耐热性差而又必须xxxx的这类物品,利用射线进行xx是非常合适的。
后来,随着石油化学的发展,塑料制的一次性(用过一次就扔的)医疗器具逐渐增多。因为它具有如下一些优点:可以防止在医院内部引起交叉感染、使用方便、节省人力等。对这些医疗器械的xx,过去一直采用气体xx法。可用高温蒸汽,或者利用环氧乙烷气体来进行,但对塑料制品来说,这种xx法也是不能用的了。现在,采用射线xx法进行xx的物品迅速增加。据说,目前约有近30%的包装型医疗用具是利用射线进行xxxx的。
平时,人们经常能看到用一次就扔掉的注射器。只要把包装用的聚乙烯塑料袋剪开,取出注射器即可扎入胳膊进行注射。像这样,把注射器装进塑料袋后,连同包装一起直接进行xx,只有辐射xxxx法才具备这种方便的特点。
除了注射器和手术用的缝合线可以利用射线进行xxxx以外,还有一些物品,例如插入支气管用的探针导管、手术用的橡皮手套、取血用的采血板、放入子宫的避孕环、人工肾脏xx器等等,也都采用射线xx技术。此外,无菌实验动物的饲料也可以采用射线进行xxxx。各个国家应用射线xx的情况也是多种多样的。例如在印度,盘尼西林,四环素等医药品的xx是采用射线xx法。而俄罗斯,甚至认为塑料制的医疗用品、疫苗、血清等等,只有利用射线xxxx法才是{wy}可靠、适用的xx方法。
xx设施的基本原理很简单:里面装有强度很大的钴-60放射源,其周围装有传送带装置;靠着传送带的不断移动,需要xx的物品缓慢透过钴-60源的旁边,就可以达到xx的目的。
辐射生物学效应分类和影响因素
一、辐射生物学效应分类
机体受辐射作用时,根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况,在实际工作中常将生物效应分类表述。
(一)按照射方式分
1.外照射与内照射(external and internal irradiation):辐射源由体外照射人体称外照射。γ线、中子、X线等穿透力强的射线,外照射的生物学效应强。放射性物质通过各种途径进入机体,以其辐射能产生生物学效应者称内照射。内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官,但其效应可波及全身。内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用为主。
2.局部照射和全身照射(local and total body irradiation)
当外照射的射线照射身体某一部位,引起局部细胞的反应者称局部照射。局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部>胸部>头部>四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。如照射剂量较小者为小剂量效应,如照射剂量较大者(>1Gy)则发展为急性放射病。大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应,甚至急性放射病。根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度,辐射所致全身损伤分为骨髓型(bone marrow type)、肠型(gastro- intestinal type)和脑型(central nervous system type)三种类型。
(二)按照射剂量率分
1.急性效应(acute radiation effect):高剂量率照射,短时间内达到较大剂量,效应迅速表现。
2.慢性效应(chronic radiation effect):低剂量率长期照射,随着照射剂量增加,效应逐渐积累,经历较长时间表现出来。
(三)按效应出现时间分
1.早期效应(early effect):照射后立即或数小时后出现的变化。
2.远期效应(late effect):亦称远后效应。照射后经历一段时间间隔(一般6个月以上)表现出的变化。
(四)按效应表现的个体分
1.躯体效应(somatic effect):受照射个体本身所发生的各种效应。
2.遗传效应(genetic effect):受照射个体生殖细胞突变,而在子代表现出的效应。
(五)按效应的发生和照射剂量的关系分
1.确定性效应(deterministic effect):旧称非随机性效应(nonstochastic effect)。指效应的严重程度(不是发生率)与照射剂量的大小有关,效应的严重程度取决于细胞群中受损细胞的数量或百分率。此种效应存在阈剂量。照射后的白细胞减少、白内障、皮肤红斑脱毛等均属于确定性效应。
2.随机性效应(stochastic effect):指效应的发生率(不是严重程度)与照射剂量的大小有关,这种效应在个别细胞损伤(主要是突变)时即可出现。不存在阈剂量。遗传效应和辐射诱发癌变等属于随机性效应。
二、影响辐射生物学效应的因素
(一)辐射因素
1.辐射类型:高LET辐射在组织内能量分布密集,生物学效应相对较强。故在一定范围内,LET愈高,RBE愈大。
2.剂量和剂量率:照射剂量大小是决定辐射生物效应强弱的首要因素,剂量越大,效应越强。但有些生物学效应当剂量增大到一定程度后,效应不再增强。另外,在一定剂量范围内,同等剂量照射时,剂量率高者效应强。
3.照射方式:同等剂量照射,一次照射(single dose)比分次照射(fractionated dose)效应强;同样,全身照射比局部照射效应强。
(二)机体因素
1.种系差异:一般说,生物进化程度愈高,辐射敏感性愈高。
2.性别:育龄雌性个体的辐射耐受性稍大于雄性。这与体内性xx含量差异有关。
3.年龄:幼年和老年的辐射敏感性高于壮年。
4.生理状态:机体处于过热、过冷、过劳和饥饿等状态时,对辐射的耐受性亦降低。
5.健康状况:身体虚弱和慢性病患者,或合并外伤时对辐射的耐受性亦降低。
(三)介质因素
细胞的培养体系中或机体体液中在照前含有辐射防护剂(radioprotectant),如含SH基的化合物可减轻自由基反应,促进损伤生物分子修复,能减弱生物效应,反之,如含有辐射增敏剂(radiosensitizer),如亲电子和拟氧化合物能增强自由基化学反应,阻止损伤分子和细胞修复,能提高辐射效应。目前,防护剂和增敏剂在临床放射xx中都有应用,前者为保护正常组织,后者为提高放疗效果。
2 辐射xx 辐射(或辐照)xx是利用一定剂量的波长极短的电离射线对食品进行xx。在食品xx常用的射线有χ-射线、γ-射线和电子射线。电子射线主要由电子加速器中获得,χ-射线由χ-射线发生器产生,γ-射线主要由放射性同位素获得,常用的放射线同位素有60Co和137Cs。γ-射线的穿透力很强,适合于完整食品及各种包装食品的内部xx处理,电子射线的穿透力较弱,一般用于小包装食品或冷冻食品的xx,特别适用于对食品的表面xx处理。
2.1 辐射xx的机理 射线辐射对食品的作用分为初级和次级,初级是微生物细胞间质受高能电子射线照射后发生的电离作用和化学作用,次级是水分经辐射和发生电离作用而产生各种游离基和过氧化氢再与细胞内其它物质作用。这两种作用会阻碍微生物细胞内的一切活动,从而导致微生物细胞死亡。
食品辐射xx的目的不同,采用的辐射剂量也不同,xxxx的辐照剂量为25~50kGy,其目的是杀死除芽孢杆菌以外的所有微生物。xxxx的辐射剂量为1~10kGy,其目的是杀死食品中不产芽孢的病原体和减少微生物污染,延长保藏期。总之,对于不同的微生物,需要控制不同的辐射剂量和电子能量。
2.2 辐射对食品营养成分的影响 食品在正常推荐的剂量辐射后其营养成分,如蛋白质、糖类、微量元素及矿物质的损失很少,但维生素和脂肪对辐照敏感。维生素经辐射后的损失程度与食品种类、辐照剂量、温度、氧量及维生素的种类有关,一般来说,脂溶性信生素较水溶性维一素对辐照敏感。用xx剂量比较辐照处理与加热处理食品的水溶性维生素的破坏作用,可以发现两者几乎没有差别,而脂溶性经维生素损失较大,尤以维生素E、K损失是大。在水溶性维生素中维生素C损失{zd0},烟酸损失最小,脂肪经高剂量辐射后,因氧化反应产生的自由基及其衍生物会促进脂肪的氧化而使其发生酸败变性,导致脂肪的消化吸收率降低。
2.3 辐照处理对食品色香味和质地的影响
2.3.1 色泽 辐照处理对各种食品色素的影响不同。植物性色素对辐照处理较稳定,动物性色素对辐照敏感。辐照的水解物能导致肌红蛋白和脂肪的氧化,引起褪色。辐照能加深冷冻禽胸肉稳定的红色或粉红色,红色的加深依据于肉的种类、肌内的类型、辐射的剂量、包装材料的不同而不同。根据Nhm等人的报道,经辐照的肉,其还原性增加,产生CO,CO与血红色素强烈亲和,提高了红色或粉红色的强度。据相关的研究报道,用低于1%的CO辅以气调包装可以保持肉稳定的草莓红色,红色保持8周,并延长了其货架寿命。Kusmider进一步研究指出,包装时添加低于1%的CO能大大地改善新鲜牛肉末的色泽和风味,在4.5kGy的剂量辐射时,CO能降低脂肪氧化,并提供一种稳定的草莓红颜色。也就是说,用CO包装并辅以低或中剂量的辐照,能给鲜牛内末带来怡人的安全的颜色,且品质损害最小。
2.3.2 气味 辐照处理一般都会使食品特有的香气损失,同时也产生令人不愉快的“辐射臭气味”,尤其是肉类食品。Pratl报道,用24kGy剂量辐照处理生火腿有臭味产生。Nam等人比较了火鸡鸡胸肉的有氧包装和真空包装的辐照效果,实验指出:辐照时会产生挥发性的异味,伴随着脂肪的氧化和挥发性硫的生成,有氧包装的异味较在胡氧包装的火鸡鸡胸肉的挥发性物质的形成随着辐射剂量的增加和贮藏时间的延长而增加。Ahn等人指出,含硫化合物是辐照冷冻猪肉产生异味的根源。蛋白质的辐照水解物在辐照肉产生异味方面起着重要作用。
2.3.3 质地 低剂量辐射处理食品不会对食品质地产生明显的影响,相反还可以抑制软化,破坏一些引起果实后熟的有关酶的活性,延缓一些水果后果熟。高剂量辐照处理食品时,都会有不同程度的软化作用,这种软化是由食品大分子物质的解聚而引起的。Setsuko等人实验指出:用具有300kV或低一些的电子辐照干物料的表面能去除污染(如豆子、香辛料、脱水蔬菜和茶叶),不会产生有害作用。用170kV的电压处理大豆,可减少微生物的数量到不可检测的水平。用软电子处理的大豆,其豆乳的胶凝性质比高压xx的豆乳要好,用软电子xx能改善大豆用于加工豆乳和豆腐的品质。Mckenna等人指出,辐照能增加鲑鱼的感官嫩度和汁液评分,增加鲶鱼片的风味强度。
2.3.4 辐射xx在食品工业中的应用 水产品、肉制品、蛋类、蜂花粉经射线辐照后能较长时间保存。肉类制品经预处理后,真空密封包装和冷冻,-40℃辐照,对肉制品无不良影响。经辐射xxxx的牛肉、鸡肉、火腿、香肠、鱼虾在常温下皆可贮藏较长时间,若在低氧或无氧条件下处理则贮藏时间更长。蛋类辐照xx一般用10kGy左右的剂量便可杀灭沙门氏菌,鲜蛋若用80kGy的电子射线照射后,涂上聚乙烯醇塑料薄层,于28℃~30℃贮存一个多月,好蛋率达91.0%~91.3%,蛋液及冰冻蛋液可用β-及γ-射线辐照,xx效果良好。蜂花粉用1.0kGy的剂量照射,能有效地杀灭花粉中的微生物,花粉的温升也不明显,这对保存花粉的营养成分是十分有好处的。除此之外,辐射还广泛用于包装材料和包装容器的表面xx,一般剂量为20~30kGy便可达到xx要求。高压电子束则适用对单层薄膜进行xx处理。
食品辐照的基本概念
食品辐照的基本概念
一、放射性同位素与辐射
1、 原子
2、 同位素
一种元素的原子中其中子数(N)并不xx相同,若原子具有同一质子数(Z)而中子数(N)不同就称为同一元素的同位素。
3、 放射性同位素
不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生,这些不稳定同位素称为放射性同位素。
4、 辐射
放射性同位素能放射出α、β(β+及β-)和γ射线,其过程称为辐射。
(1) α射线(或称α粒子):是从原子核中射出带正电的高速粒子流(带正电荷原子核);
(2) β射线:是从原子核中射出的高速电子流(或正电子流);
(3) γ射线:是波长非常短(波长1~0.001nm)的电磁波束(或称光子流)
5、 电离辐射
是指α、β、γ等射线的辐射作用,其结果能使被辐射(辐照)物质产生电离。
6、 α(β或γ)衰变
是指原子核放射出α粒子(β粒子或光子)。
7、 放射性强度(I)
是表示元素放射性强弱的物理量称为,通常以单位时间内发生核衰变的次数来表示,即:
[attach]14723[/attach]
当t=0时, 代入上式得 ,所以
[attach]14724[/attach]
8、 半衰期
原子核数目衰变到原来的一半(即 ) 或放射性强度减少到原来一半(即 ),所经历的时间称为该给定同位素的半衰期,并用 [attach]14725[/attach]表示。
二、辐照量单位与剂量测量
(一)放射性强度与放射性比度
1、放射性强度
又称放射性活度,是度量放射性强弱的物理量。
曾采用的单位有:
(1) 居里(Curie简写Ci)
若放射性同位素每秒有3.7×1010次核衰变,则它的放射性强度为1居里(Ci)。
(2) 贝可勒尔(Becqurel,简称贝可Bq)
1贝可表示放射性同位素每秒有一个原子核衰变。
(3) 克镭当量
放射γ射线的放射性同位素(即γ辐射源)和1克镭(密封在0.5mm厚铂滤片内)在同样条件下所起的电离作用相等时,其放射性强度就称为1克镭当量。
2、放射性比度
将一个化合物或元素中的放射性同位素的浓度称为"放射性比度",也用以表示单位数量的物质的放射性强度。
(二)照射量
照射量(Exposure)是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。
使用的单位有:
(1) 伦琴(Roentgen,简写R)
(2) SI库仑/千克(C·kg-1)
(三)吸收剂量
1、吸收剂量单位
(1) 吸收剂量
被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量,其单位有:
(1) 拉德(rad)
(2) 戈瑞(Gray,简称Gy)。
(2)剂量率
是指单位质量被照射物质在单位时间内所吸收的能量。
(3)剂量当量
是用来度量不同类型的辐照所引起的不同的生物学效应,其单位为希(沃特)(Sv)。
(4)剂量当量率
是指单位时间内的剂量当量,单位为Sv·s-1或Sv·h-1。
2、吸收剂量测量
(1) 国家基准--采用Frickle剂量计(硫酸亚铁剂量计)
(2) 国家传递标准剂量测量体系--丙氨酸/ESR剂量计(属自由基型固体剂量计),硫酸铈-亚铈剂量计,重铬酸钾(银)-高氯酸剂量计,重铬酸银剂量计等
(3)常规剂量计--无色透明或红色有机玻璃片(聚甲基丙烯酸甲酯),三醋酸纤维素,基质为尼龙或PVC的含有隐色染料的辐照显色薄膜等
食品辐照的效应辐照保藏原理
食品辐照的效应辐照保藏原理
一、食品辐照的物理学效应
(一) α射线和γ射线与物质的作用
1、 光子
2、 光电子
3、 康普顿散射
(二)电子射线的作用
1、 库仑散射
2、 轫致辐射
3、 契连科夫(Cerenkov)效应
二、. 食品辐照的化学效应
(一)水
纯水辐照的化学效应应可概括为:
[attach]14726[/attach]
(二) 蛋白质和酶
1、 导致某些蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等的断裂
2、 促使蛋白质的一级结构发生变化
3、 发生脱氨基作用、脱羧作用和氧化作用
4、 蛋白质水溶液经射线照射会发生辐照交联
5、 多数食品酶对辐射效果有很大的阻力,有助于酶制剂的辐照处理。
(三)糖类
1、 纯态糖类经辐照后发现有明显的降解作用和辐解产物形成
2、 混合物的降解效应通常比单个组分的辐解效应小。
(四)脂类
主要是辐照诱导自氧化产物和非氧化的辐照产物,因而饱和脂肪酸比较稳定,不饱和脂肪酸容易氧化,出现脱羧、氢化、脱氨等作用。
(五)维生素
1、 脂溶性维生素
(1) 最敏感:维生素A和E
(2) 稳定:维生素D
2、 水溶性维生素
(1)最敏感:维生素B1和C
维生素辐照损失数量受剂量、温度、氧气存在与食品类型等影响。一般来说,在无氧或低温条件下辐照可减少食品中任何维生素的损失。
(六)食品包装材料
辐照巴氏xx条件下(10~30kGy),所有用于包装食品的薄膜的性质基本上未受到影响,对食品安全也未构成危害。
三、食品辐照的生物学效应
食品辐照的生物学效应与生物机体内的化学变化有关,不同物质达到各种生物效应所必需的剂量各有不同。
表 用β和γ辐射线达到各种生物效应所必需的剂量
[attach]14727[/attach]
(一)微生物
辐照保藏主要是直接控制或杀灭食品中的腐败性微生物及致病微生物。
电离辐射杀灭微生物一般以杀灭90%微生物所需的剂量(Gy)来表示,即残存微生物数下降到原菌数10%时所需用的Gy剂量,并用D10值来表示。
1、xx
2、酵母与霉菌
3、病毒
(二)虫类
1、昆虫
2、寄生虫
(三)果蔬
1、 抑制呼吸高峰
2、 改变果蔬中的化学成分
3、 影响新鲜蔬菜代谢反应
4、 抑制发芽
食品辐照的工艺及条件控制
食品辐照的工艺及条件控制
一、食品辐照的应用
根据食品辐照应用的目的和所需剂量进行分类:
辐照在食品上的应用
[attach]14728[/attach]
1、耐藏辐照(Radurization)
这种辐照处理主要目的是降低食品中腐败微生物及其它生物数量,延长新鲜食品的后熟期及保藏期(如抑制发芽等)。一般剂量在5kGy以下。
2、辐照巴氏xx(Radicidaton)
这种辐照处理使食品中检测不出特定的无芽孢的致病菌(如沙门氏菌)。所使用的辐照剂量范围为5~10kGy。
3、辐照阿氏xx(Radappertization)
所使用的辐照剂量可以将食品中的微生物减少到零或有限个数。经过这种辐照处理后,食品在无再污染条件下可在正常条件下达到一定的贮存期,剂量范围大于10kGy。
二、食品辐照工艺
(一)食品辐照保藏
1、果蔬类
(1) 目的
① 防止微生物的腐败作用
② 控制害虫感染及蔓延
③ 延缓后熟期、防止老化。
(2) 剂量的选定
(3) 与其它保藏手段协同处理
2、粮食类
主要目的是避免或减少由于昆虫的危害和霉菌活动导致的霉烂变质,即杀虫灭霉。
3、畜、禽肉及水产类
通常需要与热处理或低温协同作用。
4、香辛料和调味品
辐照处理既能控制昆虫的侵害,又能减少微生物的数量,保证原料的质量,避免热处理和化学处理等传统方法所带来的不良影响。
5、蛋类
蛋类辐照主要采用辐照巴氏xx剂量,以杀灭沙门氏菌为对象。
(二)辐照改变食品品质
1、 黄豆:减少发芽后的肠内胀气因子
2、 小麦:改善面粉品质
3、 葡萄:出汁率
4、 脱水蔬菜:大大缩短复水时间
5、 白酒:辐照陈化
(三)辐照的其它应用
食品辐照的另一重要应用是对果蔬的检疫处理。
三、影响食品辐照效果的因素
(一)辐照剂量
1、 辐照目的
2、 辐照品种
3、 辐照源的强度
4、 食品的辐照物理化学效应
5、 剂量率
6、 安全防护设备
(二)食品接受辐照时的状态
1、 食品种类
2、 食品化学组成分及组织结构
3、 食品生长发育阶段、成熟状况、呼吸代谢的快慢
4、 污染的微生物、虫害等种类与数量
(三)辐照过程环境条件
1、 氧气
2、 温度
(四)辐照与其它保藏方法的协同作用
1、 低温下辐照
2、 添加自由基xx剂
3、 使用辐照增敏剂
4、 与其它保藏方法并用
5、 选择适宜的辐照装置。
一、60Co射线的性能与xx机理
用于医药产品的辐射xx,通常利用60Co辐射线源放出的γ射线。放射线同位素60Co是用高纯金属钴在原子反应堆中辐照后获得,它的物理半衰期是5.26年,按β-形式衰变,衰变时放射出两支能量各为1.17和1.33百万电子伏特的γ射线。γ射线属于电磁波,以光速前进,不受电场或磁场所偏转,对物质的穿透能力很强,属电离辐射。
γ射线与微波不同,γ射线频率高达3×1018~3×1021Hz,被辐射分子、原子、离子及电子尚未极化,不随电磁场变化而转动,故不昌盛热效应。γ射线能量大于分子键能,故可使分子电离和断键,因而xx。一般来说,γ射线可使所有蛋白质变性;在溶液中的酶失去活性;脱氧核糖酸在溶液中粘度下降,干燥状态时交联或降解,或两者都有。γ射线xx机理分为直接作用和间接作用:
(1)直接作用 γ射线直接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶而致死。微生物内核糖核酸、蛋白质和酶分子吸收γ射线能量而被激发或电离;激发态分子的共价键断裂或与其它分子反应经电子传递产生自由基;电离分解或其它分子反应,导致微生物分子结构破坏而亡。
(2)间接作用 γ射线能量被微生物内生命重要分子周围物质如水吸收而激发或电离,产生激发的水分子、电子水离子,或裂解为氢自由基、羟自由基,由此产生一系列的与核糖核酸、蛋白质、酶进行氧化还原等反应,致微生物死亡。
在辐射微生物学中:有些微生物对辐射是敏感的,因为这些微生物不具有修复辐射引起的损伤能力,抗辐射的微生物则能顶住辐射损伤。各种微生物之间,对辐射敏感性差异很大,革兰氏阴性微生物对辐射敏感,有一些革兰氏阳性微生物对辐射异常顽固。牙孢比生长的细胞更能抗辐射,所以带有牙孢物质的xx应特别注意。对微生物的致死剂量,还取决于所处环境及其生长周期的哪个阶段,不同阶段对辐射敏感程度不同。
一般认为,病毒比xx芽孢对辐射更具有抵抗力,其抗辐射性能随着微生物个体的减少而增大,芽孢的抗辐射性能按次序比xx、酵母、霉菌更强些。
二、应用状况
联合国粮农组织、卫生组织、国际原子能机构(FAO/WHO/IAEA)在1995粘9月25日公布的世界37个联合国辐照食品标准种,包括10个国家辐照草药的标准,是作为食品管理范畴,其剂量在10-30kGy。而食品方面,由联合国粮农组织、卫生组织、国际原子能机构(FAO/WHO/IAEA)所资助的辐照食品安全性莲荷专家委员会于1980年12月4日批准,为便于实物的贮存,任何食物可用10 kGy以下的剂量辐照,不需要进行毒理学方面的检验。认为食品辐照是一个物理过程,10kGy以下剂量辐照不会引起毒性危害。从已研究的结果结合国际上对西药的辐照研究成果来看,当剂量小于10 kGy时,γ射线辐照对大多数药材中有效成分的影响是可以忽略的。药材中有效成分的辐解主要是水的间接作用引起的,含水量大时有效成分辐解会增大。已鉴定的辐解产物尚未发现对人体有毒,而且这些辐解产物在光解及原药材中也可以或多或少地存在。据有关资料报导,在目前采用的辐射消毒剂量下,辐射对药品的效应可概括为干燥的药品和油膏对辐射xx是最稳定的,水溶液药品是最不稳定的。
根据大量的文献报导,关于产品xx剂量的选择,参照以下的辐照xx公式SD=DlogNo/N(SD为xx剂量,D为菌的抵抗力,No为xx前的染菌数,N为xx后的存活菌数)进行计算。美国药典(USP25)规定2.5kGy为有效xx剂量。我国卫生部1997年颁发了“60Co中药xx标准”,该标准限国内流通中药可用60Co辐照xx,规定了允许辐照的药材和中成药的品种和剂量。规定的中药辐照{zd0}吸收剂量标准如下:
散剂 3kGy
片剂 3kGy
丸剂 5kGy
中药原料粉 6kGy
三、应用注意事项:
1、含有紫菀、锦灯笼、乳香、天竺黄和补骨脂一种以上(含一种)药材的中药辐照xx时,{zd0}吸收剂量不得超过3 kGy;含有秦艽、龙胆药材不得用辐照xx;
2、辐照前需测定样品的染菌量;根据染菌量来确定辐照剂量。
3、辐照时尽量采用小包装辐照。包装材料必须耐辐照,同时样品的包装必须满足引起辐照后中药再次污染微生物的要求。
4、控制中药的水份,以减少辐解产物的产生。
5、对于一些有变化的品种,可以采用多种方法联合xx。