食品工艺学(编辑修改稿)

食品工艺学(编辑修改稿)内容摘要：

物的每一次碰撞中抽去氢原子，但氢原子也可以迅速地加到二硫化物上，分裂 S S 键为 S. 和 HS；与蛋白质的反应主要可能是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。 水化电子（ e水化）  由相关电子产生，它比 HO具有 更多的选择性。  它可非常快地 加成 到含低位空轨道的化合物上，如大部分芳香族化合物、梭酸、醛、酮、硫代化合物以及二硫化物。  与蛋白质反应时可加成到组氨酸、半胱氨酸和胱氨酸残留物上，也可加成到其他氨基酸上，其反应最初产物是简单电子加合物。  由于大多数化合物含有成对电子，这种电子加合物通常是一种自由基。  e水化 与 HO不同，它们不一定与体系中的主要组分起反应，但可以和少组分（如维生素、色素等）发生反应。  和脂肪醇或糖类反应不显著。 羟基自由基 (OH ）  加到芳香族化合物和烯烃化合物上；  从醇类、糖类、梭酸类、酯类、醛类、酮类、氨基酸类脂肪族化合物的 CH 键上抽除 H（其速度略小于加成反应）；  从 硫化化合物的 SH 键上抽除 H（速度常数高）。  与既含有芳香族也含脂肪族部分（如蛋白质或核酸分子）作用时，部分 起加成反应 ，别一些则起 消除反应 ，不论是哪一种情况，反应产物都是一种“有机”自由基。 水的辐射化学 水受辐射后可产生的总效应： 水在化学效应中作用  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。  水分子对辐射很敏感，对于一般食品或新鲜食物水分子首先被激活，然后由活化了的水分子与食品中其他成分发生反应。  食品 (微生物、昆虫等生物体 )多含丰富水分，由 γ和 X射线产生的快电子能够沿着它们的径迹无区别地激发和电离所遇的分子 (水分子为最 )。 化学效应强弱的表示  常用 G值表示。 G是指被照射物质中每吸收 l00eV能量所产生化学变化的分子数量或分解和形成的物质（分子、原子、离子和原子团等）的数量。  如麦芽糖溶液经过辐照发生降解的 G值为 ，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。  不同物质的 G值可能相差很大。 G值大，辐照引起的化学效应较强烈；  G值相同者，吸收剂量大者引起的化学效应较强烈。 一般情形  辐照的化学效应是指被辐照物质中的分子所发生的化学变化。  初级辐射与次级辐射化学变化： 初级辐射是使被照射物质形成离子、激发态分子或分子碎片，由激发分子可进行单分子分解产生新的分子产物或自由基，而转化成较低的激发状态。 次级辐射是初级辐射的产物相互作用，生成与原始物质不同的化合物。 三、食品辐照的生物学效应 （一）微生物 （二）酶 （三）虫类 （四）果蔬 与体内的化学变化有关 直接和间接作用。 含水时以间接效应为主导。 干燥和冷冻组织中少有间接效应。 见不同生产效应 剂量关系（表 7 4） 高活性代谢状态生物细胞的敏感性比在休眠期大得多。 照射所造成的损伤与生物体生长阶段有关。 微生物致死解释：新陈代谢紊乱，细胞核活动紊乱，核蛋白形成推迟 阻碍细胞核增殖。 细胞受辐照后过一段时间才死亡。 大 小 低 高 （一）微生物 辐射杀菌主要目的是降低或杀灭食品中的腐败微生物及致病微生物 影响辐射对微生物作用的因素 电离辐射杀菌所需剂量 细菌 酵母与霉菌 病毒  病毒  通常要求使用高剂量辐照（水溶液状态 30kGy，干燥状态 40kGy）才能使其钝化，  过高的剂量时对新鲜食品的质量有影响，因此常用加热与辐照并举的方法，降低辐照剂量及抑制病毒的活性。 酵母与霉菌 酵母与霉菌对辐照的敏感性与非芽孢细菌相当。 种类不同，其辐照敏感性也有差异。 杀灭引起水果腐败和软化的霉菌所需的剂量常高于 水果的耐辐照量 ，对酵母也有类似状况，通过热处理或其他方法再结合低剂量辐照可克服上述缺陷。 细菌  细菌对辐照敏感性因种类不同而异。 剂量越高，杀灭率越高。  常见几种 病原微生物的 D10值见表 75。  沙门氏菌  肉毒芽孢杆菌  常污染鱼贝类的假单胞菌（是一种低温菌），其对辐射线抵抗力也较弱，低剂量辐照即可保持产品的鲜度。 肉毒芽孢杆菌 肉毒芽孢杆菌中能引起食物中毒且耐热性特强的 A型和 B型，其抗辐射性也强，其 D10值在 ～。 肉毒芽抱杆菌的 D10值可因菌型和菌株而异．且与被辐照时介质的状态关系很大。 按照微生物学安全性要求，经辐照后残存菌数减少10～ 12数量级（即 l2D10），可以计算出杀菌所需的最小辐照剂量（ MRD）， MRD值的大小主要决定于辐照对象微生物种类、被辐照的食品种类和辐照时的温度等。 通常条件下，带芽孢菌体比无芽孢者对辐照有较强的抵抗力。 沙门氏菌 是非芽孢菌中最耐辐照的致病微生物，平均 D10值。 对禽肉辐照～ ，可杀灭 ％到 ％微生物。 除了肉毒芽孢杆菌，在这个剂量下，其他致病菌都可获得控制。 沙门氏菌是常见污染食品的致病菌。 工业中常用热处理杀灭该菌，但热处理会使食品的形状和组织发生变化。 例如对鲜蛋的杀菌，热处理就受到限制，用 ～ ，可杀灭污染的沙门氏菌，又可使其风味和制成的蛋制品不发生改变。 电离辐射杀菌所需剂量 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。 当知道D10值时，就可以按下式确定辐照灭菌的剂量（ D值）。 微生物的射线致死对数规律 100l o gDDNN 初始菌数 使用 D剂量后残留的菌数 剂量 使菌数下降到原来计数 10%所需的剂量 ，反映微生物的耐辐射性，越大，越耐辐射 一些微生物的 D10值 菌种 基 质 D10 （ kGy） 菌种 基质 D10 （ kGy） 肉毒杆菌 A 食品 4 啤酒酵母 缓冲液 2~ 肉毒杆菌 B 缓冲液 嗜热脂肪芽孢杆菌 缓冲液需氧 1 短小芽孢杆菌 缓冲液厌氧 3 鼠伤寒沙门氏菌 冷冻蛋 产气荚膜杆菌 肉 ~ 产黄青霉 缓冲液 枯菌杆菌 缓冲液 2~ 大肠杆菌 肉汤 影响辐射对微生物作用的因素 电离辐射对微生物的作用受下列因素的影响：  辐照量  种类及状态  菌株浓度（含菌量）  环境（介质化学成分和物理状态）  辐照后的贮藏条件等。 （二）酶 多数食品酶非常耐辐射（其 D10达 50kGy）这给食品的辐照灭酶保藏带来一定的限制。 酶的耐辐射性可用于酶制剂辐射杀菌消毒，则具有比热处理方法优越的特点。 （三）虫类 2．寄生虫 ： 猪旋毛虫（ trichinosis）不育 ， 抑制生长 ～ ， 致死 ； 牛肉涤虫（ beeftapeworm）致死 3～ 5kGy。  的辐射效应与其细胞构成密切相关。 成虫的性腺细胞对射线相当敏感，低剂量就可起绝育或遗传紊乱等效果，稍高剂量就可将昆虫杀死。  损伤作用表现形式：致死、“击倒”（貌似死亡，随后恢复）、缩短寿命、推迟换羽、不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸。 这些作用都在一定的剂量水平发生，而在某些剂量（低剂量）下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命、增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。  不同生长阶段昆虫的辐射效应  辐射灭昆虫的一些处理效果 辐射灭昆虫的一些处理效果  3～ 5kGy防止食品中昆虫的传播，立即将其杀死  1kGy足以使昆虫在数日内死亡；  ，并使存活昆虫不育。  一次给予足够的剂量比分次逐步增加的杀灭效果好。  对某些昆虫辐照前升高温度，可增加它们对辐照的敏感性；  降低大气氧压，将会增加昆虫的耐辐照性。 不同生长 阶 段昆虫的辐射效应 卵和幼虫： ～ 阻止其发育到成虫阶段； ～ 阻止发育到下一阶段。 成虫甲虫： ～ 不育， 蛾 ： ～ 不育 蛹 ： ～ 不育。 （四）果蔬  辐照处理呼吸高峰前的果实，可干扰其乙烯的合成，抑制其高峰的出现，延长果实的贮存期。  辐照水果可产生的化学成分变化：如 VC破坏；原果胶变成果胶质和果胶酸盐；纤维素及淀粉的降解；某些酸的破坏及色素的变化等。  辐照对新鲜蔬菜作用效果：与种类和剂量有关。 可以改变蔬菜的呼吸率，防止老化，改变化学成分。 如辐照马铃薯，在辐照后的短期内能快速且大量地增加其摄氧率，但随后又下降。 若采用极低或很高的剂量并不产生这种效应。  马铃薯、洋葱等经辐照后可抑制发芽，辐照使组织内脱氧核糖核酸（ DNA）和核糖核酸（ RNA）受到损伤，干扰了 ATP的合成，植物体生长点上的细胞不能发生分裂，而抑制了植物体发芽。  辐照蘑菇可防止开伞，延长保鲜期。 第四节 辐照对食品质量的影响 一、蛋白质 二、糖类 三、脂类 四、维生素 食品三大营养素及维生素的辐照效应是人们最为关心的内容 一、蛋白质  变性 ：射线会使某些蛋白质中二硫键、氢键、盐键和醚键等断裂，从而使蛋白质的三级结构和二级结构遭到破坏，导致蛋白质变性。  一级结构 ：辐照也会促使蛋白质的一级结构发生变化，除了 SH氧化外，还会发生脱（ α）氨基作用、脱（ α ）羧作用和氧化作用。  交联 ：蛋白质水溶液经射线照射会发生交联，由巯基氧化生成分子内或分子间的二硫键，也可以由酪氨酸和苯丙氨酸的苯环偶合而发生。 交联导致蛋白质发生凝聚作用，甚至出现一些不溶解的聚集体。  降解 ：用 X 射线照射血纤蛋白会引起部分裂解，产生较小的碎片。 卵清蛋白在等电点照射也发现黏度减小（发生了降解）。  降解与交联同时发生 ，往往交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易察觉。  含蛋白质食品辐照变化的复杂性 ：因为很可能这种食品的全部成分都吸收电离辐射线而发生化学变化，再对蛋白质作用，同时全部成分的辐射产物之间也可能发生相互作用。  高剂量辐照含蛋白质食品 ，如肉类及禽类、乳类，常会产生变味（辐照味），已鉴定出各种挥发性辐解产物，大部分是通过间接作用产生的，在低于冻结点的温度下进行辐照可减少辐照味的形成。 二、糖类 低分子糖 类 水对低分子糖辐解作用的影响 商业辐照剂量下，辐照对糖类熔点、折射率、旋光度和颜色等物理特性影响微小。 多糖 多糖 聚合度和粘度下降 辐照会引起多糖链的断裂 从而引起聚合度和黏度变化 ，  产物 糊精碎片等：辐照小麦淀粉：葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖。  混合物保护作用，特别是蛋白质和氨基酸对糖类辐解的保护作用是值得注意的。 混合物的降解效应通常比单个组分的辐解效应小。 虽然在辐照纯淀粉时，观察到有大量的产物形成，但在更复杂的食物中，也不一定会产生同样的结果。 水对低分子糖的辐解作用的影响  辐照固态糖时，水有保护作用，这可能是由于通过氢键的能量转移，或者由于水和被辐照糖的自由基反应重新形成最初产物所致。  辐照糖溶液时，辐照除对糖和水有直接作用外，还有水的羟基自由基等与糖的间接作用，通常辐解作用随辐照剂量的增加而增加。 小分子糖类 降解形成辐解产物 ：低聚糖或单糖的降解产物有羟基化合物、酸类、过。