八、食品和医疗用品辐照处理

nullnull 食品和医疗用品 的辐射处理第八章null 粮食害虫和霉变造成的损失约占20%～25%，热带水产品损失量高达60%～70%。我国虫害和霉变造成的粮食损失达13兆吨，相当于1亿人口的一年口粮；我国水果年产量7Mt，损失量达15%～20%，价值3亿元，工业品因霉变年损失7亿元，一些名贵中药材和出口产品损失更为严重。 食品辐照加工是人类利用核技术进行食品辐照贮存，食品辐照保鲜，食品辐照检疫处理的新型食品加工手段。前景应用第一节 概论 一、食品辐照发展史第一节 概论 一、食品辐照发展史1895～1896年， Roentgen发现了X射线和贝克莱尔等在研究各种物质的磷光现象时，发现了放射性。 1898年居里夫妇观察到钍化合物发射类似的射线。同时从铀盐中分离出镭(由拉丁词radius而来，含义意为射线)。null 1921年Schraty获得X射线杀菌专利（X射线杀死猪肉中的旋毛虫 ）。 1930 Wüst发现在密封金属罐中的食品用X射线照射可杀灭所有细菌又获得法国专利 。 null 1941年美国的Proctor 首先用γ射线对汉堡包进行食品保藏研究。 1956年美国用加速器对手术缝合线进行灭菌，之后开始用于塑料医疗用品辐射法灭菌的新技术。 1961年FAO/IAEA/WHO提出对其安全性进行研究的必要性。 null 1980年FAO/ IA EA/ WHO根据长期的毒理学、营养学、微生物学 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 及辐射化学分析结果，得出了任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10kGy 时没有危险的结论。 1997年该组织又宣告超过10 kGy辐照食品也是安全的结论。null 我国从58年开始对稻谷的辐照杀虫、马铃薯辐射抑芽的研究，此后又开展了洋葱、土豆、大蒜、磨菇等蔬菜、水果、畜禽肉及其制品以及水产品、酒和中成药、中药材等的试验研究。 棒状杆菌梭状杆菌（破伤风）null 1984年我国颁布了马铃薯、洋葱、大蒜、大米、香肠、蘑菇、花生等7种辐照食品的卫生标准，并批准上市销售。 1996年颁布了“辐照食品 管理办法 关于高温津贴发放的管理办法稽核管理办法下载并购贷款管理办法下载商业信用卡管理办法下载处方管理办法word下载 ”鼓励对进口食品、原料以及六大类食品进行辐照处理。null二、辐照处理的意义 对新鲜肉类、水产品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。 最大限度减少食品的损失，一定期限内不发芽、不腐败，不发生品质和风味变化，延长食品的保藏期。 如肉类、皮和毛制品消毒。null三、食品辐照处理的优势 食品的辐射保藏是是利用射线照射食品，灭菌、杀虫，抑制鲜活食品的生命活动，从而达到防霉、防腐、延长食品货架期目的的一种食品保藏方法。（分子水平直接与间接作用） null（1）辐照中温度升高甚微，辐射后食品感官性状不变（色、香、味和质地）适合于不耐热食品和药品。 （2）射线穿透力强，可不拆包装和解冻的情况下杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物，避免再污染。 （3）射线处理过的食品不会留下任何残留物。与化学处理相比是一大特点。 null（4）节省能源：冷藏需消耗能量90千瓦时/T，巴氏消毒230千瓦时/T，热力杀菌300千瓦时/T，脱水处理（干燥）700千瓦时/T，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T。 （5）适应范围广：能处理各种不同类型的食物品种，如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。多种体积的食品；不同状态，固体、液体。 （6）加工效率高、整个工序可连续化、自动化。 四、食品辐照处理特点 四、食品辐照处理特点 “冷杀菌”； 具有良好的保鲜效果； 辐照处理食品能耗低； 对环境的污染小。 第二节 食品辐照剂量学 第二节 食品辐照剂量学 食品辐照剂量学就是研究辐照过程中被照射靶物质吸收辐射能量和分布规律的一门新兴学科 。null几个基本概念 芽胞：某些细菌生长发育后期在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体。 辐照消毒 能杀灭食品中病原微生物，但不一定杀死细菌芽胞。 辐照灭菌 杀灭食品中所有微生物，包括病原菌和非病原菌、繁殖体和芽胞。 null球菌 杆菌 螺旋菌病毒null灭菌保证水平 （Sterility assurance level，SAL） 指通过有效的灭菌处理，单位被照射产品上存在活的微生物的概率。由于辐射灭活微生物的数目遵循指数衰减规律，因此严格的讲，无论多大剂量照射食品，都难于使微生物存活等于零。 辐照杀灭细菌剂量 指达到所需灭菌保证水平（SAL）的吸收剂量。null 一般辐照消毒杀菌的作用是抑制或部分杀灭腐败性微生物及致病性微生物。 常常把它分为选择性辐照灭菌（Radurization）及针对性辐照灭菌（Radicidation）。null选择性辐照灭菌：剂量一般在1 kGy~5 kGy以下，目的是抑制微生物的生长和繁殖，增加冷冻贮存的期限，如水产类只需用1 kGy以下就可抑制其生长及繁殖，甚至可杀死它们。 针对性杀菌：杀死除病毒以外的各种致病菌，如沙门氏菌、李斯特菌、志贺氏菌等，剂量范围是1 kGy～10 kGy，主要用于畜禽的零售鲜肉和水产品杀灭沙门氏菌。null D10值 指辐射能使细菌90%死亡所需要的剂量（kGy），大于D10剂量值可以使细菌死亡数在90%基数之上继续增加，如果设细菌总数为N0，那么辐照使细菌总数从N0下降到Nt 所需要的剂量服从如下规律： Dt = D10lg（N0/ N t） 一般N t 取灭菌保证水平（SAL）的吸收剂量对应值。辐射灭菌能力指标null 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 8-1 几种常见微生物D10值null 辐射杀死微生物遵循指数衰减规律，无菌产品指存活微生物必须小于1（0不能取对数)，所以将微生物存活的概率从1012降低到小于一个微生物100（100=1),它们服从上式的规律。 假定某微生物初始芽孢是每单位12个菌体，要使初始菌体小于1，需要辐照完成这一下降是12个对数周期。 据此，12倍D10的肉毒杆菌辐照剂量就可以完全杀灭细菌，它的物理含义是把生存的细菌数从1012降低100所需的剂量，12D10可使肉毒梭菌完全杀灭。 概念推理null 辐照杀菌所需剂量因细菌种类和环境条件而不同，一般以杀灭原菌量90%的D10值表示，常用D10的倍数表示。 比如，在缓冲液中的B型肉毒梭菌的D10值为3.3（kGy），它的含义是3.3（kGy）辐照剂量可以杀灭90%的B型肉毒梭菌，但要全部杀灭B型肉毒梭菌至少需要12倍D10 即 D t = 12D10=12×3.3= 39.6（kGy）null表8-2 WHO推荐的食品辐照剂量null表8-3 不同种类生物的LD50null 一般来讲，生物体结构越复杂，它们对放射线越敏感，杀灭它们所需要的致死剂量越小，人与高等动物0.005～0.01（kGy），昆虫0.01～1.0（kGy），无芽胞细菌0.5～10（kGy），有芽胞细菌10～50（kGy），病毒10～200（kGy）。 从放射线的抵抗力考虑，微生物中细菌和芽孢大于酵母，酵母大于霉菌和细菌营养体，革兰氏阳性菌的抗辐射性强于革兰氏阴性菌，它们的放射敏感性顺序为：G- > G+ > 酵母 > 霉菌（敏感度）。null表8-4不同工业类型所需要的照射剂量第三节 辐照装置 与食品处理方法第三节 辐照装置 与食品处理方法 食品的辐射装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制与安全系统。 nullnullnullnull 辐照杀灭微生物方法 原理 通过直接或间接作用引起微生物DNA、RNA、蛋白质、脂类等有机分子中化学键的断裂、蛋白质与DNA分子交联、DNA序列中的碱基的改变，导致细菌、病毒、微生物的死亡，从而使食品免受或减少腐败变质，达到延长食品储藏时间的目的。null 辐照食品处理 是利用电离辐射技术来辐照各种食品，进行杀菌、杀虫、抑制发芽和延迟成熟等，以实现保鲜，减少损失，改善品质和延长贮藏期。 食品保鲜 是指对食品采取一定的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 进行处理，使食品在常温下放置一段时间，仍能够保持良好的新鲜度、风味、细菌总数和营养成分等。 null食品辐照保鲜有两个方面的含义：一是 辐照抑制发芽，延时成熟－抑制糖分解酶活性；提升ATP酶活性和量。干扰ATP合成，减少DNA、RNA及植物激素的合成，抑制发芽过程。 二是 杀虫灭菌与雄性不育，杀灭寄生虫（或卵）和细菌本身可延长食品的保存期。 null1.破坏DNA、RNA等细胞核的结构和功能，使得植物体生长点上的细胞不能发生分裂。 2.使植物中的一些酶类发生钝化或激活，如植物体所必需的己糖激酶降低，而分解 ATP的酶被激活，使植物体的呼吸强度下降，核酸含量减少，蔬菜细胞分裂、发芽所需要的ATP含量降低，抑制了植物体的发芽过程。抑制发芽机理nullnull3.抑制或破坏植物生长激素，使处于休眠状态根茎类植物在其生长点缺乏生长激素的有效刺激，抑制细胞的发芽和分裂。实验发现把辐射后的马铃薯放入植物生长激素(赤霉素)溶液中，马铃薯就开始发芽。 4.抑制催熟性激素乙烯合成，乙烯是一种气态不饱和碳氢化合物，几乎所有高等植物都能产生微量乙烯，植物体内乙烯是促使果实成熟的化学基础，辐照可以干扰植物乙烯合成系统，导致乙烯合成被抑制，因此能够抑制果实高峰的出现，延长其贮藏期。null表8-5典型新鲜果蔬参考剂量null 辐射化学效应的强弱用G值表示，所谓G值就是介质中每吸收100eV能量时发生变化的分子数。 null 例如，麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G值为4.0，则表示麦芽糖溶液每吸收100eV的辐射能，就有4个麦芽糖分子发生降解。不同介质的G值可能相差很大，G值大辐射引起的化学效应较强烈；G值相同者，吸收剂量大者所引起的化学效应较强烈。例如G值等于3，吸收剂量为1Mrad时，每千克介质发生变化的摩尔数为3.1×10-6，剂量提高到6Mrad时，则每千克发生变化的摩尔数达1.9×10-2。null 食品及其他生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等，这些化合物分子在射线的辐射下会发生一系列的化学变化。null水 大多数食品均含有丰富的水分，水也是构成微生物、昆虫等生物体的重要成分，食品经辐射引起的水分变化十分复杂。 水辐射的化学效应可概括为： H2O → 2.7OH· +0.55H· +2.7e-水化+0.45H2 +0.71H2O2 +2.7H3O· null2. 蛋白质和酶 蛋白质 结构破坏 辐射交联 辐射降解 蛋白质辐照时交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易觉察。 null酶 酶的主要组成部分是蛋白质，所以辐射对酶所引起的作用与蛋白质类似，酶中所含的巯基(-SH)由于容易氧化会增大酶对辐射的敏感性，但在复杂的食品体系中，由于其他物质的伴生存在而使酶得以保护，欲使酶钝化需要相当大的辐射剂量。null3. 糖类 糖类在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解产物的形成。 若干固态糖类的辐解产物见后表。null辐射固态糖类的主要辐解产物 null4. 脂类 脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪比较稳定，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧存在时，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自动氧化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏。 食品中的脂类组分受辐射而产生的化合物，除了有辐射诱导的自动氧化产物外，也有非氧化的分解产物。 null5. 维生素 食品中维生素在辐射中的稳定性和食品的性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的增大而增大。 维生素C又叫抗坏血酸 null 仓库粮食中虫害的问题一直是困绕世界各国粮食储存的瓶颈，以前虽然采取了化学品熏杀、冷藏、翻晒等处理，但效果仍不理想，应用辐射防治贮存粮食中的害虫有二种方法： 第四节 粮食辐照处理null原粮直接辐照贮藏 主要防治鞘翅 目害虫 不育性昆虫技术法 主要用于防治鳞翅目害虫。null1.属于“冷杀菌”，无化学试剂和热源设备；不会引起食品内部温度增加，保持食品的香味、外观及品质。 2.放射线穿透力强，可杀灭各种包装、散装、固体、液体、干鲜果蔬表面及内部的各种微生物和害虫。 3. 能耗低，成本低廉。 4.没有农药残留，无食品放射性，对环境的污染小。 5.辐照完全灭菌的食品，可作为航海、航天、登山、探险、地质等特殊工作人员的食品。粮食的辐射处理优势鞘翅目Coleoptera鞘翅目Coleoptera 该目是世界上动物界最大的一个目，种类约350000种，我国已知约7000种，多数种类属于世界性分布，少数种类主要分布于热带地区，至温带地区种类渐少，本目许多种类是农林作物的重要害虫。形态概述形态概述 体型由小到大，（0.5～18cm以上），体壁坚硬，前翅鞘翅，后翅膜质，体色体型各异，有同种异色；成幼虫口器多咀嚼式。 谷蠹 nullnull鳞翅目 本目包括蛾、蝶两类昆虫。属有翅亚纲、全变态类。全世界已知约20万种，中国已知约8000余种。该目为昆虫纲中仅次于鞘翅目的第2个大目。 形态概述 成虫翅、体及附肢上布满鳞片，口器虹吸式或退化。幼虫蠋形，口器咀嚼式，身体各节密布分散的刚毛或毛瘤、毛簇、枝刺等，有腹足2～5对，以5对者居多，具趾钩，多能吐丝结茧或结网。蛹为被蛹。卵多为圆形、半球形或扁圆形等。 nullnullnull蜱螨目(Acarina) 　　 蜱螨类是蛛形纲(Arachnoidea)小型节肢动物，外形有圆形，卵圆形或长形等。小的虫体长仅0.1mm左右，大者可达1cm以上。虫体基本结构可分为颚体（gnathosoma），又称假头（capitulum）与躯体（idiosoma）两部分。蜱螨null蜱狗蜱疥蟎 蟎 nullnullnullnullnull一、粮食直接辐照灭虫 电离辐射灭虫效应在一定范围内与辐射剂量成正比，而且电离辐射有累加效应，一定剂量长期照射与大剂量短期照射有同样的诱变效果。 null玉米象成虫不同照射量死亡率（%） null二、辐射致昆虫不育 辐射不育治虫的原理是通过对防治对象（雄虫或雌虫）某个虫态的辐照处理，使其生殖细胞的染色体发生断裂、易位，造成不对称组合，导致显性致死；而受照射的体细胞基本上不受损伤，该昆虫丧失生殖能力，但交尾能力并未减少，正常的雌虫与经辐照的雄虫交配后产下的卵不能孵化，从而达到根治虫害的目的。null 使昆虫生殖性不育有二种方法：一种是害虫直接受亚致死剂量导致绝育；另一种是用适宜的不育剂量辐照经人工饲养的昆虫，然后将这些昆虫再释放到仓库内以达到控制自然界虫口的目的。 辐照昆虫的剂量不能太高，高剂量可造成昆虫死亡或使昆虫无法和自然种群争夺配偶，因而影响灭虫效果。 null 孤雌生殖指从未受精卵开始发育的胚胎，发育的胚胎只有母系基因组的两个拷贝，而不是一个父系和一个母系基因组拷贝，所产生的后代是单倍体而丧失生育能力，如蜜蜂（工蜂）和蚂蚁（兵蚁）的繁殖。 蚜虫孤雌生殖 （小麦） null应用举例 1954年美国在库拉素岛上连续5代不断释放经辐照处理的不育雄性羊旋皮蝇，从而使这种寄生蝇在该岛上完全被消灭掉。 null 1988年利比亚发现螺旋蝇，危害牲畜的病例达12000千余起，害虫迅速扩大到邻近国家，在IAEA、FAO的帮助下，使用释放辐射不育蝇的方法根除螺旋蝇，每周释8×107～4×107头不育螺旋蝇，历时5个月，同时配合加强检疫，禁止螺旋蝇危害区的牲畜向外迁移，1992年7月宣布根除螺旋蝇。 专门在家畜的伤口上产卵 null 安全包含四个方面的含义，即食品中是否含有放射性、有无病原体及它们所产生的毒物、有无辐射毒物或致癌性物质和食品的营养成份是否受到破坏。 第五节 辐照食品的安全性null一、放射性污染及感生放射性 二、辐照食品微生物的死亡 三、食品的营养价值 四、辐射毒物的影响null图8-4 辐照食品标识物null第六节 医疗用品的辐照处理 目前医疗卫生用品的灭菌、消毒方法有加热法、化学消毒法（如环氧乙烷熏蒸法）、辐照法三大类 。 辐射消毒与其他方法比较优点如：室温进行，无有害残留物、可连续进行、成本低、效果高、容易包装等。 null 在美国、日本、欧洲，60%的一次性医疗用品是采用辐射灭菌的。辐射灭菌局限性null 有的药物辐照易变色、pH下降、药物含量降低、药理活性改变、毒性改变、产生降解产物等，有的还会引起分解或氧化还原反应。null不宜辐射灭菌药品有： （１）生物碱类有硫酸阿托品、氢溴酸东莨菪碱、硝酸士得宁、磷酸可待因、盐酸吗啡、盐酸麻黄碱、苹果酸碱、盐酸利多卡因等注射液。 （２）胰岛素、肝素、鱼精蛋白锌胰岛素、精制破伤风抗毒素、三磷酸腺苷等注射液，脑垂体后叶激素、冻干人血浆等生物制品。强心甙类的毛花强心丙、洋地黄毒甙等注射液。 此外，维生素类的 VB6、VB12 注射液、酶类的玻璃酸酶、胶原酶以及 5% 葡萄糖、右旋糖酐、29% 甘露醇、0.5% 羧甲基纤维素钠、0.5%氯乙醇、止血敏、盐酸丙胺卡因等注射液。 nullnullnull辐射消毒原理 null 电离辐射杀灭微生物的动力学过程服从如下指数规律: N = No e -D/Do N =受到电离辐射照射后微生物残留数目 No =受照前微生物总数 D = 照射剂量 Do =常数（辐照使微生物死亡63%所需要的剂量）null公式两边取对数： InN=In Noe -D/Do 或InN ＝In No－D/Do 因此，null微生物生存曲线取对数后 的典型剂量存活图 null 上图纵坐标任取一段N的增量Ni，则其与之对应Di之比（斜率）即为K值，即 如果取的Ni为一个完整的对数周期，即生存率减少到原来十分之一所对应的Di值，这时的Di值称为“使细菌减少至原来十分之一的剂量”记做D10，D10值越小表示此微生物对射线越敏感。null 国内外辐照灭菌处理的医疗用品 null