保证食品安全的食品加工

1 食 品 质 量 与 安 全 专 业 王 春 玲 2 That is why there is a need for 这 就 是 为 什 么 对 以 下 两 点 有 需 要 的 原 因 Food preservation food industry 食 品 的 保 藏 食 品 工 业 生 产 Food transportation food retail 食 品 的 运 输 食 品 的 零 售 3 Historically, objectives of food technologies have been : 自 古 以 来 ， 食 品 加 工 技 术 的 目 的 在 于 ： preservation of food 食 品 获 得 良 好 的 保 藏 性 rendering food more palatable and digestible 食 品 更 加 美 味 可 口 和 容 易 消 化 吸 收 4 In modern times, food technologies are applied with the additional objectives :在 当 代 ， 食 品 加 工 技 术 还 运 用 于 以 下 几 方 面 ： developing new food products 开 发 新 食 品 giving food desired functional properties 赋 予 食 品 更 多 的 功 效 improving nutritional and organoleptic quality 提 高 食 品 的 营 养 价 值 和 口 感 ensuring safety 保 证 食 品 的 安 全 性 5 Microorganisms in food are 食 品 中 的 微 生 物 helpful: for fermentation 有 益 之 处 ： 发 酵 competitive: cause spoilage 竞 争 性 ： 导 致 食 品 腐 败 hazardous: cause foodborne disease 危 害 性 ： 导 致 食 源 性 疾 病 6 To understand : 需 要 了 解 ： how different food technologies can be used to prevent spoilage and/or control hazards in foods 防 止 食 品 腐 败 和 （ 或 ） 控 制 潜 在 危 害 的 食 品 加 工 技 术 不 同 the factors (parameters) which influence the process and thus the safety of the final products 影 响 加 工 过 程 以 及 终 产 品 安 全 的 各 种 因 素 （ 参 数 ） how to monitor these factors 如 何 监 控 这 些 因 素 7 8 Food technologies can be classified into those that : 食 品 加 工 技 术 可 归 纳 成 以 下 三 类 ： render food safe 提 高 食 品 的 安 全 性 ； control contaminants i.e. prevent growth of microorganisms or production of toxin(s) 控 制 污 染 ， 即 防 止 微 生 物 生 长 或 产 生 毒 素 prevent (re-) contamination 预 防 （ 二 次 ） 污 染 9 10 （ 一 ） 温 度 （ 冷 持 、 热 持 ）（ 二 ） pH（ 酸 化 、 发 酵 ）（ 三 ） 水 分 活 度 （ 盐 腌 、 糖 渍 、 干 燥 、 冷 冻 ）（ 四 ） 防 腐 剂 （ 杀 菌 素 、 亚 硝 酸 盐 ） 11 （ 一 ） 包 装 技 术（ 二 ） 设 备 消 毒（ 三 ） 食 品 加 工 设 备 的 卫 生 设 计 12 1、 温 度2、 水 分 活 度3、 pH4、 氧 气 13 Temperature 温 度 HotColdC (Minimum) 最 低 温 度 B (Optimum)最 适 温 度A (Maximum) 最 高 温 度How temperature affects growthrate of a bacterial population1、 温 度 对 细 菌 群 落 生 长 速 率 的 影 响 14 Temperature CMin. Opt. Max.Salmonella 沙 门 氏 菌 5 35 - 37 47Campylobacter 弯 曲 杆 菌 30 42 47E. coli 大 肠 杆 菌 10 37 48S. aureus 金 黄 色 葡 萄 球 菌 6.5 37 - 40 48C. botulinum (proteolytic) 10 50肉 毒 梭 状 芽 孢 杆 菌 （ 蛋 白 质 水 解 型 ）C. botulinum (non - proteolytic) 3.3 25 37肉 毒 梭 状 芽 孢 杆 菌 （ 非 蛋 白 质 水 解 型 ）B. Cereus 蜡 状 芽 孢 杆 菌 4 30 - 35 48 - 50 15 Temperature C Min. Opt. Max.Penicillium verrucosum 疣 孢 青 霉 0 20 31Aspergillus ochraceus 赫 曲 霉 8 28 37 Aspergillus flavus 黄 曲 霉 10 32 42Fusarium moniliforme 串 珠 镰 孢 霉 3 25 37 16 010 36.56072100BoilingPoint 沸 点PasteurisingTemperature 巴 氏 灭 菌 温 度Freezer 冷 冻Fridge 冷 藏 箱BodyTemperature 体 温 温 度 范 围 SAFETY安 全 温 度 SAFETY安 全 温 度 17 嗜 冷 致 病 菌 L . monocytogenes 单 核 细 胞 增 生 李 斯 特 菌 Y . enterocolitica 小 肠 结 肠 炎 耶 尔 森 氏 菌 C . botulinum type 肉 毒 梭 状 芽 孢 杆 菌 18 Water is required for the growth and metabolism of microorganisms 水 是 微 生 物 生 长 和 新 陈 代 谢 必 需 的 物 质 All the water in foods is not available for microorganisms 并 非 食 品 中 的 水 分 都 能 被 微 生 物 利 用 The degree of availability of water is measured by water activity (a w ) 用 水 分 活 度 a w 衡 量 有 效 水 分 的 含 量 Chemical and enzymatic reactions are also affected by availability of water 化 学 反 应 和 酶 反 应 也 受 有 效 水 分 的 影 响 19 a w is the ratio of water vapour pressure of food (p) to that of pure water (po) at the same temperature.a w指 相 同 温 度 下 ， 食 品 的 水 蒸 汽 压 P和 纯 水 的 蒸汽 压 P0之 比 。 a w = p/ po0 a w 0.98 Fresh meats 鲜 肉 Fresh fish 鲜 鱼Fresh fruits 鲜 果Fresh vegetables新 鲜 的 蔬 菜Canned vegetables in brine 罐 装 盐 水 蔬 菜 Canned fruit in light syrup (3.5 % salt, 26% sugar)低 盐 罐 装 水 果 （ 盐 3.5%， 糖 26 ） (C. perfringens,产 气 荚 膜 梭 菌 Salmonella)沙 门 氏 菌(Pseudomonas)假 单 孢 菌0.93 - 0.98 Fermented sausages 发 酵 香 肠Processed cheese加 工 干 酪Bread 面 包Evaporated milk 炼 乳Tomato paste 番 茄 酱(10% salt, 50% sugar) （ 10 盐 。 50 糖 ） (B. cereus, 蜡 状 杆 菌C. botulinum, 肉 毒 梭 菌Salmonella 沙 门 氏 菌 )lactobacilli, bacilli andMicrococci 乳 酸 菌 ，芽 孢 杆 菌 ， 微 球 菌 23 aw range aw范 围 Foods食 品 Microbial flora微 生 物 菌 群S. aureus葡 萄 球 菌Mycotoxinproducing moulds 能 产 生 霉 菌 毒 素 的 霉 菌Spoilage yeasts and moulds 腐 败 性 酵 母 和 霉 菌Dry fermented sausages干 燥 发 酵 香 肠Raw ham 生 火 腿 (17% salt, saturated sucrose) （ 盐 17 ， 饱 和 蔗 糖 ）0.6 - 0.85 Xerophilic fungi喜 旱 真 菌Halophiles 嗜 盐 生 物Osmophilic yeasts 耐 高 渗 透 酵 母Dried fruit 干 果Flour 面 粉Cereals 谷 类Salted fish 咸 鱼Nuts 坚 果 0.6 No growth but may remain viable 不 生 长 但 能 残 存 于 其 中Confectionery糖 果Honey 蜂 蜜Noodles 面 条0.85-0.93 24 aw can be reduced by : 下 述 三 种 方 法 能 减 小 aw：u Removing water (drying) 除 去 水 分 （ 烘 干 ）u Decreasing availability of water by crystalization (freezing) 通 过 结 晶 （ 冷 冻 ） 减 少 有 效 水 分u Decreasing availability by binding water with water binding agents e.g. salt, sugar 利 用 盐 、 糖 这 些 亲 水 试 剂 与 水 分 子 的 结 合 减 少 有 效 水 分 25 aw1.000.990.980.960.940.920.900.880.86 % w / wGlucose 葡 萄 糖0.008.9015.7428.5137.8343.7248.5453.0558.45% w / wNaCl0.001.743.436.579.3811.9014.1816.2818.18 26 pHMin Max.Escherichia coli 大 肠 杆 菌 4.4 8.5Salmonella typhi 沙 门 氏 菌 4 - 4.5 8 - 9.6Bacillus cereus 蜡 状 芽 孢 杆 状 菌 4.9 9.3Clostridium botulinum 4.6 8.5 肉 毒 梭 状 杆 菌Staphylococcus aureus 4 9.8 金 黄 色 葡 萄 状 球 菌Saccharomyces cerevisiae啤 酒 酵 母 2.3 8.6Aspergillus flavus 曲 霉 菌 2.0 11.2Fusarium moniliforme 镰 刀 菌 2.5 10.7Penicillium verrucosum 青 霉 菌 2.0 10.0 27 Microorganisms can grow in lab media at a wider range of pH than would occur in Foods 与 在 食 品 中 相 比 ， 微 生 物 在 实 验 室 培 养 基 中 能 在 更 宽 的 pH范 围 内 生 长Here, other factors come into effect e.g. microbial competition: (这 里 ， 还 存 在 其 它 因 素 的 影 响 ， 如 ： 微 生 物 的 竞 争 )u oxygen tension 氧 气 的 压 力u storage temperature 贮 藏 温 度 u reduced aw 降 低 awu heat damage to cells during processing 加 工 过 程 中 的 热 杀 菌 28 Acidification 酸 化addition of vinegar 添 加 醋Fermentation 发 酵organic acid 有 机 酸competitive exclusion 排 除 竞 争 性antimicrobial agents 抗 菌 剂 29 Approximate pH ranges of some common food commodities 常 见 食 品 的 pH范 围1413121110 9 8 7 6 5 4 3 2 pH Fermented shark发 酵 鲨 鱼Egg white蛋 白Fish 鱼 类Meat 肉 类Citrus fruits柑 桔 Milk 牛 奶Soft drinks软 饮 料 Flour面 粉 Vegetables蔬 菜Beer 啤 酒 30 Heat treatments 加 热 处 理 Irradiation 辐 射 Disinfection 消 毒 Freezing (parasites only) 冷 冻 （ 仅 对 寄 生 虫 有 效 ） High pressure technology 高 压 技 术 31 Method of heating 加 热 方法Cooking 烹 调baking / roasting 烘 烤Boiling 煮 沸Frying 油 炸Grilling 烧 烤Microwave 微 波 加 热pasteurization 巴 氏 杀 菌Sterilization 杀 菌 Heating medium加 热 介 质Water 水Air 空 气Water 水oil 油Air 空 气electromagnetic radiation 电 磁 辐 射heat exchanger / water 热 交 换 器 （ 水 作 为 介 质 ）steam under pressure 高 压 蒸 汽 32 t t = D. log No/NNo: Initial number of microorganisms 微 生 物 的 原 始 菌 数N: Number of microorganism at time 经 t时 间 热 处 理 后 微 生 物 的 残 存 菌数Heat resistance is measured by the decimal reduction time D 耐 热 性 是 用 指 数 递 减 时 间 （ D值 ） 来 测 定 的-1-2-3 Dlog N/No0 T ( ) 33 Vegetative organism 活 微 生 物Escherichia coli 大 肠 杆 菌Salmonella spp 沙 门 氏 菌 属 Salmonella typhimurium 鼠 伤 寒 沙 门 氏 菌Salmonella senftenberg 桑 夫 顿 堡 沙 门 氏 菌Staphylococcus aureus 葡 萄 球 菌Listeria monocytogenes 李 斯 特 单 胞 菌Campylobacter jejuni 弯 曲 杆 菌 41.1 0.10.02-0.250.0560.8-1.00.2-2.0D. values (min)5.0-8.3 6555 60 34 C. botulinum type A and B肉 毒 梭 状 芽 孢 菌 A 型 和 B型C. botulinum type E肉 毒 梭 状 芽 孢 菌 E型C. perfringens产 气 夹 膜 梭 状 芽 孢 菌 C. sporogenes 生 孢 芽 孢 梭 菌 Bacillus cereus蜡 状 芽 孢 杆 菌 500.3-205Bacterial endospores 细 菌 芽 孢 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 48 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 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 ） 49 50 51 52 杨 宗 渠 ， 2003 53 杨 宗 渠 ， 2003 54 55 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 小在 畜 禽 肉 制 品 、 水 产 类 肉 制 品 中 应 用 较 为 广 泛 56 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 。是 一 种 冷 加 工 技 术 57 1、 最 大 限 度 地 保 持 了 营 养 成 分蟹 肉 辐 照 后 ， 对 氨 基 酸 影 响 并 不 显 著 （ 使 部 分 蛋白 酶 失 活 ， 降 低 了 氨 基 酸 的 分 解 。 ） 58 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 。 59 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 60 冷 却 肉 类 食 品熟 肉 制 品 61 62 杨 宗 渠 ， 2003 63 64 65 66 （ 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 67 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 68 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 。 69 香 料 和 调 味 料 中 ， 自 由 基 比 较 稳 定 ， 不 会 很快 消 失 。烹 调 和 罐 装 也 会 产 生 自 由 基 70 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 71 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 72 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 73 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 74 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 。 75 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 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。 76 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 77 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 78 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 ：1. 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 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 。 79 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 80 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 81 食 品 的 类 型 及 其 组 成应 用 的 辐 射 剂 量修 饰 因 素 ,如 温 度处 理 中 氧 气 的 存 在 与 否以 后 的 处 理 和 储 藏 82 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 。 83 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 84 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 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 。 85 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 86 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 87 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。 88 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 ） 89 杨 宗 渠 ， 2003 90 降 低 损 失 的 方 法 ：排 空 气 法低 温 91 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 92 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 93 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 94 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 ， 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 。 95 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 。 96 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 。 97 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 98 99 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 。 100 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 ； 101 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 102 近 年 来 ， 在 FAO/IAEA/WHO 3个 国 际 组 织 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 103 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 。 104 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 。 105 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 射 食 品 召 开 的 几 次 联 合 专 家 会 议 （ KECFI） 106 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 107 108 Example of application 需 要 消 毒 的 对 象 Water 水Fruits and vegetables 水 果 和 蔬 菜Surfaces and equipment 物 质 表 面 和 设 备 Example of disinfectant agent 消 毒 剂 chlorine 氯 hypochlorite 次 氯 酸 盐 dioxide 二 氧 化 氯 iodine 碘 酒 chloramines 氯 胺 ozone 臭 氧 109 Efficacy of different disinfectants on pathogens is measured by the C . t value required to achieve 99 % reduction or inactivation of microorganisms利 用 C . t值 评 价 各 种 消 毒 剂 杀 灭 致 病 菌 的 功 效 。C . t值 指 杀 死 或 钝 化 99%微 生 物 。 110 Organism C.t value (mg.min/l ) for 99% inactivation by chlorine at 5 and pH 6-7 微 生 物 在 5 和 pH 6-7下 ， 氯 化 水 钝 化 99 微 生 物 的 C.t 值 (mg.min/l ) E . coli 大 肠 杆 菌 0.034 - 0.05Hepatitis A virus 肝 炎 A病 菌 1.8Poliovirus type 1 1.1 - 2.5脊 髓 灰 质 炎 病 毒 （ 类 型 1）Rotavirus 轮 状 病 毒 0.01 - 0.05G . lamblia cyst 47 - 150C . parvum 小 棒 杆 菌 7200 111 Efficacity depends on purity : 消 毒 效 率 取 决 于 纯 度 ：Median 半 混 浊 度 ： 1 NTUMaximum in single simple: 5 NTU 在 纯 样 品 中 的 最 大 浊 度 ： 5 NTU 112 The normal conditions for chlorination : 氯 化 处 理 的 标 准 条 件 ：1） free resid. Chlorine 0.5 mg / l 残 留 的 游 离 氯 气 含 量2） contact time minimum 30 minutes 最 低 接 触 时 间 为 30分 钟 3） pH 84） water turbidity 1 NTU 水 的 浑 浊 度 113 To eliminate parasites and decreaseturbidity, chlorination is combined with :为 了 消 灭 寄 生 虫 ， 减 少 浑 浊 度 ， 可 将 氯 化 处 理与 下 述 方 法 结 合 使 用 ：u coagulation and flocculation 凝 固 和 絮 凝u filtration 过 滤 114 Depending on type of fruits and vegetablessome decrease may be obtained Not fully effective 根 据 水 果 和 蔬 菜 的 类 型 ， 能 有 一 定 的 消 毒 作 用 ， 但 并 不 能 达 到 圆 满 的 效 果 115 六 、 高 压 技 术 116 Hydrostatic pressure 1000 Mpa 流 体 静 压 Destruction of bacteria and fungi (90 % by 400 MPa for 5 min) 在 400 Mpa 下 处 理 5分 钟 能 杀 死 90 的 细 菌 和 真 菌 Resistance depends on pH and T 抵 抗 力 取 决 pH 和 T Acts uniformly and instantaneously 作 用 力 均 匀 、 瞬 时 Spores are resistant and tolerate pressure up to 1200 Mpa 芽 孢 能 够 抵 抗 和 忍 受 的 压 力 高 达 1200 Mpa 117 L革 兰 氏 阴 性 菌 比 革 兰 氏 阳 性 菌 对 压 力 更 敏 感 棒 状 菌 比 球 状 菌 对 压 力 更 为 敏 感 延 滞 期 的 细 胞 比 指 数 期 的 细 胞 更 具 有 抗 压 性 不 同 菌 种 和 同 一 菌 种 的 不 同 菌 株 对 压 力 敏 感 性是 不 同 的 。 118 食 品 体 系 中 的 细 胞 比 缓 冲 溶 液 中 的 细 胞 具 有 更 强 的 抗压 性 。 在 低 PH 、 高 水 分 活 度 和 有 抗 菌 剂 存 在 的 条 件 下 加压 ， 能 增 加 细 菌 的 破 坏 。l 随 着 压 力 、 加 压 温 度 和 时 间 的 增 加 ， 细 菌 活 性 丧 失量 增 加 ， 其 中 加 压 时 间 影 响 最 小 。l 加 压 后 存 活 的 细 胞 可 能 是 亚 致 死 损 伤 ， 和 易 受 不 利环 境 影 响 （ 低 PH 、 抗 菌 剂 、 再 加 压 、 温 和 加 热 等 ） 。 119 1、 抗 菌 特 性（ 1） 巴 氏 消 毒 法 （ 在 低 压 范 围 内 ）杀 死 和 损 伤 细 菌 细 胞 ， 病 毒 和 噬 菌 体 ， 酵 母 和 霉菌 ， 和 寄 生 虫 和 原 生 动 物 ， 以 及 诱 导 细 菌 孢 子发 芽 。（ 2） 商 业 消 毒 （ 在 高 压 条 件 下 ）破 坏 细 菌 孢 子 。 120 2、 提 高 质 量（ 1） 提 高 果 汁 、 果 酱 和 果 冻 的 口 感 。（ 2） 改 善 水 果 产 品 和 蛋 黄 的 色 泽 。（ 3） 使 肉 嫩 化 。（ 4） 促 进 奶 酪 成 熟 。（ 5） 促 进 食 品 成 分 的 反 应 。 121 3、 蛋 白 质 改 性（ 1） 促 进 富 含 蛋 白 质 食 品 的 凝 胶 、 结 构 改 变 和卷 曲 。（ 2） 使 酶 、 过 敏 原 和 毒 素 失 活 。（ 3） 使 血 液 中 的 血 红 蛋 白 变 色 。（ 4） 增 加 蛋 白 质 对 酶 活 的 敏 感 性 。 122 4、 相 变（ 1） 迅 速 均 匀 地 解 冻 食 品 。（ 2） 在 -20 下 贮 存 解 冻 食 品 。（ 3） 由 于 淀 粉 凝 胶 使 种 子 和 谷 粒 软 化（ 4） 由 于 脂 质 熔 点 升 高 ,调 和 巧 克 力 . 123 5、 气 溶 性 和 除 杂（ 1） CO2的 饱 和 水 溶 液 。（ 2） 除 去 食 品 中 的 空 气 。 124 6、 其 他 各 方 面 的 应 用（ 1） 增 加 细 胞 成 分 ， 例 如 酶 、 溶 质 和 水 等 的 抽出 物（ 2） 使 食 品 成 分 成 凝 结 。（ 3） 食 品 表 面 用 可 食 用 膜 ， 和 油 脂 胶 囊 包 覆 。（ 4） 在 吮 吸 贝 类 食 品 时 ， 打 开 贝 壳 。 125 不 破 坏 食 品 中 的 小 分 子 物 质 ， 例 如 ： 维 生 素 、 矿物 质 、 风 味 物 质 和 许 多 色 素 126 Vacuum packaging真 空 包 装Applied for fresh meat in combination with refrigeration 结 合 冷 藏 方 法 用 于 鲜 肉 保 藏 127 Curing salts e.g nitrites 食 品 加 工 用 盐 ， 如 ： 亚 硝 酸 盐Bacteriocins e.g. Nisin 细 菌 素 ， 如 ： 尼 生 素Gas: e.g CO2 气 体 ， 如 ： CO2Organic acids / salts e.g benzoic, sorbic and propionic acid 有 机 酸 或 盐 ， 如 ： 安 息 香 酸 ， 山 梨 酸 和 丙 酸 128 20% to 40% carbon dioxide： 20 40二 氧 化 碳 含 量80% to 60% nitrogen： 80%60%氮 气 的 含 量 combined with cold storage 与 冷 藏 相 结 合 129 Combination of several factors : 几 个 因 素 的 共 同 作 用u heat treatment 热 处 理u drying 干 燥u antimicrobial agent in the smoke 烟 雾 中 的 抗 菌 剂 130 一项新颖的食品加工技术增加食品中潜在的新鲜度改善食品质构，色泽，风味应用：即食谷类，意大利面食，糖果类产品等 131 低于100 oc的温度：防止传统湿度下的瞬间膨胀；相对较缓的去水条件：原料保持30-40%的相对湿度既保护了热不稳定成分，又减少了挤压舱和螺杆的磨损。注入的超临界co2主要是使淀粉产生一定量的泡沫体，以保证产品在干燥后能具有2-16倍的膨胀率。 132 低剪切力低操作温度产品的无孔表面微孔尺寸分布的高度均一性 133 脉 冲 电 场 ： X射 线 脉 冲 光 ： 紫 外 线振 荡 磁 场 ： 微 波 和 无 线 电 波 频 率 超 声 波 ： 欧 姆 加 热 和 感 应 加 热 Resource from Book:Novel process and control technologies in the food industries 134