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电离辐射对食品食用及工艺品质的影响

发布时间:2022年04月29日    点击:[0]人次

电离辐射对食品食用及工艺品质的影响

摘 要:本文主要综述了不同剂量的电离辐射对谷物、豆类、酒类和果蔬食用及工艺品质的影响。

关键词:电离辐射 食品 食用品质 工艺品质

随着世界人口的不断增加和文明程度的提高,人类对食品的需求越来越大,对食品的品质要求也越来越高。利用电离辐射与物质作用的物理效应、化学效应和生物效应对食品进行贮藏保鲜,具有节约能源、方便快捷、效率高,能较好地保持食品的色香味、卫生安全性高等特点,国内外电离辐射处理食品以降低呼吸作用抑制发芽、杀虫灭菌、控制寄生虫感染的研究已经比较深入,并在延长食品货架期、提高食品卫生质量及检疫处理中得到越来越广泛的应用,辐照食品的产业化发展迅速,在减少食品贮藏期间的损失、保证食品卫生质量中发挥了重要作用。辐照保鲜研究的实践也表明,应用电离辐射可以提高食品的食用品质和工艺品质,从而提高食品质量。本文就电离辐射对食品食用品质和工艺品质的研究工作进展一综述。

1、 对谷物的食用品质和工艺品质的影响

电离辐射对小麦工艺品质的研究开展的比较早,主要观察了电离辐射对小麦烘焙特性的影响。如Rao等认为在杀虫的适宜辐照剂量范围内,经辐照的小麦面粉有较好的吸水量、较好的面团稳定性及粉质掺和值,面包体积不未辐照的小麦增加8%,晶粒结构面包心色泽及品尝性能都有改善。CoceДO B和Max-Milner指出,2kGy以上剂量可使面筋含量低,延伸性减少、弹性差,降低烘焙品质。一些学者如CoceДO B认为可根据面筋最初品质来调节照射前的谷物含水量,使小麦粉的烘焙品质更符合加工要求,这对定向改良面粉工艺品质有重要意义。

Jadden(1982)用γ射线辐照棉籽,研究辐射对棉酚含量的影响,结果表明,25kGyγ辐照时,氯仿作溶剂,可显著减少棉酚含量,纯化、游离和总棉酚分别减少96%、60%和80%。稻米经γ射线处理后,淀粉性质的变化将影响稻米的蒸煮和食用品质。包劲松(1998)等用较高剂量的γ射线对不同直链淀粉含量的稻米进行辐照,研究对直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度和淀粉粘度的影响。这-12kGy范围辐照使低和中等直链淀粉含量的早籼稻浙辐504和早籼稻T2的直链淀粉含量降低,而对高直链淀粉含量的早籼稻浙辐802明显影响。辐照使3个品种的胶稠度增大,淀粉粘度谱的最高粘度、热浆粘度、冷胶粘度明显下降,且都随辐照剂量的增加而下降,糊化温度随辐照剂量的提高而升高。

2、 对豆类品质的影响

豆类是人类重要的蛋白质来源,由于含有低聚糖胰蛋白和蛋白酶抑制剂,影响人体对豆类营养的吸收引起肠胃不适。适宜剂量的电离辐射可有效降低这些有害物质的含量,改善豆类的加工品质、提高营养价值。Rao用1-10kGy的γ射线处理绿豆、蚕豆、小扁豆和孟加拉绿豆,结果表明,辐照后四种豆类的糊化温度降低2-7℃,样品的胶粘度随辐照剂量的提高而逐渐降低,糊化温度和胶粘度降低是辐射处理使豆类淀粉分子变小或被解聚合所致。豆类经γ射线辐照后,烹调所需时间减少,5kGy辐照减少13%-28%,10kGy辐照后制作食品的口味进行品评,与未辐照制作食品无差异,但质地和光滑度优于未辐照豆。

胰蛋白酶抑制剂是豆类中的主要抗营养因子,能抑制肠内胰蛋白酶活性,妨碍事物蛋白的消化、吸收和利用,引起胰腺肿大,导致生长延缓或停滞,甚至导致中毒。目前最常用的胰蛋白酶抑制剂的失活处理方法是热处理,虽然操作方便,但会导致食品中氨基酸(尤其是赖氨酸)的损失和食品物料理化性质的改变,影响豆类食品的营养价值和加工性能。而电离辐射可以使胰蛋白酶抑制剂失活但不影响食品的营养价值和加工性能。Hafez(1985)指出10Gyγ射线照射大豆种子使胰蛋白酶抑制的活力降低75%。

3、 加速酒类陈化

辐射处理某些低质白酒或其他酒类可加速人工老熟过程,改善酒的品质。如以薯感为原料用液态发酵法生产的白酒质量低、口感差,用2-4kGy的γ射线辐照后,酒度略有下降,总酸、总酯都有不同程度增加,正丙醇、仲丁醇、乙醇、异戊醇均有不同程度下降,酮类组分减少,辐照产生的过氧化氢含量可控制在5ppm以下,经品尝鉴定,辐照酒比未辐照提高一个等级。辐照薯干酒中出现原酒中所没有的2、3-二丁醇,后者存在于葡萄酒中,呈甜味,是改善酒质的一种成分。对于谷物为原料、固态发酵生产的大曲酒辐照,去除了新酒固有的辛辣苦涩味,而变得绵甜、醇和,说明辐照大曲酒也具有明显的催陈作用。

γ射线辐照葡萄酒能使其发生自然老熟的变化。白兰地以0.888kGyγ射线辐照后,总酸比对照增加12.5%,总酯增加2.5%-4.4%。辐照酒、新酒、三年老酒的气相色谱分析表明,白兰地辐照后无新物质产生或原组分消失,谱峰高度无变化,辛酸乙酯、癸酸乙酯、正己酸乙酯、正丁酸正丁酯、月桂酸乙酯是白兰地的重要风味成分,在、贮存老熟中浓度不断提高。辐照使两者浓度增高说明加速了白兰地的嗔化作用,同时有害成分噻酚、甲苯减少。新酿制的白兰地经0.888-1.331kGy处理辐照后,其刺口辣喉咙粗糙感消失,酒的色泽变浅,加速酒的陈化,改善品质。

以糯米为原料、经较长时间的糖化发酵制成的我国传统饮料酒-黄酒,经γ射线辐照后也可加速其老熟。研究表明,黄酒以0.3-0.9kGyγ射线辐照后,17种氨基酸总量增加2.7%-35.6%,谷氨酸增加12.5%-53.7%,丙氨酸增加3.7%-12.5%。0.6kGy辐照后,黄酒所含的人体必须氨基酸如苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、笨丙氨酸、赖氨酸含量分别笔未辐照酒提高38.7%、23.9%、43%、28.3%、27.1%、1.7%和23.1%,同时挥发酯含量提高2%-6%,酸度下降6%,氨基酸含量的变化不仅改善了黄酒的风味,而且提高了营养价值。通过感官品评,0.6kGy辐照黄酒与未辐照相比,香气浓郁、醇厚、味鲜、酒体较协调。

4、 对果蔬工艺品质的影响

农产品经一定剂量辐照后导致其自制结构变化和不同程度损伤,这种变化、可引起干燥特性速度和干制品品质。王俊等(2001)分别以切片苹果和马铃薯为物料进行不同剂量γ射线辐照预处理后的热风干燥性研究,经2-6kGy剂量辐照后,两者在相同时间内水分失去量比未辐照增多,表现出失水速率加快。未辐照苹果和马铃薯的失水过程有调整(升速)和降速二阶段;经辐照预处理后两者的失水过程只有一个降速阶段。相同含水率时,辐照剂量大,失水速率加快。辐照处理后的苹果和马铃薯在干燥时的温度变化也与未辐照不同。在相同时间内,经一定辐照剂量处理后苹果和马铃薯温度上升快、温度值高。辐照剂量越大,苹果和马铃薯温度升高量增多。低于的6kGy剂量辐照处理后,在一定热风干燥温度和马铃薯切片厚度下,干制品外观质量分比未辐照的略有提高。剂量高于6kGy,随辐照剂量增加干制品外观质量将下降。与未辐照预处理相比,在相同干燥条件下,辐照处理干燥后干制品Vc含量下降。辐照剂量越大,干制品Vc含量越低。

观察了辐照处理后苹果和土豆组织细胞结构的改变。未辐照的细胞质、液泡末受到破坏,呈饱满,辐照后细胞液泡膜受到破坏,液泡内液体流出,液泡变小,并吸附在胞膜周围。随剂量增加,破坏程度加剧,液泡膜破裂,内含液体流失。未辐照土豆的细胞质壁紧密结合;辐照处理后出现分离;随辐照剂量增加,质壁分离明显;高辐照剂量处理后质壁间出现很大的裂缝,由于辐照使细胞内液泡受到破坏,质壁分离,液泡和细胞质内流体(以水分为主)流失;同时辐照使组织电导性增大,组织透性增强,这些都将直接引起苹果内水分活性变大,迁移能力大大增强。导致干燥时失水速率加快。

来源: 辐射加工

作者/河南省科学院同位素研究所 朱军 杨宗渠 陈海军 党从军 刘克波 周杰 王允)

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