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        專注輻射滅菌技術應用
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        食品輻照技術的應用及影響全面科普

        上傳日期:2022年2月25日  瀏覽次數:408

          食品輻照保存機理

          利用高能射線的電離能力和強大的穿透能力,引起生物體內部分子和原子的激發和電離,從而擾亂了生物體正常的新陳代謝,抑制了生命和酶的活動。

          輻射處理可以殺滅食品中的微生物和昆蟲,而對食品本身的營養價值并無明顯的影響。

          食品輻照生物學、化學效應

          生物學效應

          使細胞分子產生輻射誘變,干擾微生物代謝,特別是其中脫氧核糖核酸的合成受影響。

          破壞微生物細胞內膜,引起微生物酶系統紊亂,導致微生物死亡。

          水分子受輻射后離子化,形成—H、—OH、—HO2、—H2O2等基團,這些中間產物能在不同途徑中參與化學反應,在水基團的作用下,生物活性物質鈍化,細胞受損,當損傷達一定程度后,微生物細胞生活機能完全喪失。

          生理學效應

          微生物被照射→DNA損傷→代謝異!毎M織死亡

          被激活的水分子或電離的游離基與微生物體內的活性物質相互作用,而使細胞生理機能受到影響。

          病毒:一般采用加熱和輻照并舉的方法,可有效抑制病毒的活動

          細菌:輻照劑量愈高,對細菌的殺滅率愈強。

          霉菌和酵母菌:對輻照的敏感性與無芽孢細菌相同。

          電離輻射對蟲類的作用

          昆蟲輻照的損傷作用:致死、縮短壽命、不育、延遲發育、減少進食和抑制呼吸。

          寄生蟲3~5 kGy 致死;0.2~.03 kGy 抑制生長;0.12 kGy 不育。

          化學效應

          由射線與基質直接碰撞,使之形成離子、激發態分子或分子碎片;

          初級輻射的產物相互作用,生成與原始物質不同的化合物。

          輻射處理的食品也會發生若干化學變化,而且劑量越大,變化程度也越大,但在適當的劑量下,這些變化不明顯,而且這些變化在采用其它方法加工或處理時也同樣存在。

          輻照對食品成分的影響

          輻照對蛋白質與氨基酸的影響

          蛋白質:結構破壞、輻射交聯、輻射降解

          氨基酸經輻射發生脫氨基、氧化和脫羧反應;

          導致蛋白質分子變性,發生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。

          輻照對維生素的影響

          水溶性維生素、脂溶性維生素對輻照均很敏感。其損失率隨著輻射劑量的增大而增大。

          輻照對糖類的影響

          一般來說,碳水化合物對輻照處理是相當穩定的,只有在大劑量輻照處理下,才引起氧化和分解。

          在輻射過程中發生的變化主要是降解作用和輻解產物的形成。

          蛋白質和氨基酸對糖類輻解有保護作用。

          對果蔬方面的研究,輻照的大蒜,其糖的濃度未受影響;輻照的洋蔥經貯藏后,糖的濃度與對照無差別。用1.5kGy輻照蘋果和蘋果制品,其糖的濃度也沒有變化。

          輻照對脂類的影響

          輻照對脂肪的變化,取決于脂肪的類型、劑量、溫度和氧化速度以及環境條件諸因素。但其主要作用是使脂肪酸長鏈中的C—C鍵發生斷裂,因而形成鏈烷,繼發反應可生成通常的鏈烯。

          脂肪酸長鏈中C-C鍵斷裂;

          受輻射感應而發生自動氧化(不飽和脂肪酸);

          發生非自動氧化性的輻射分解。

          食品輻照的安全性

          毒性物質生成:未確證會產生有毒、致癌、和致畸物質。

          微生物類變異:不會增加細菌、酵母菌和病毒的致病性。

          營養物質破壞:低劑量輻射的營養損失微不足道。

          放射性物質殘留:食品在進行輻照時是外照射,沒有直接接觸放射性核素,因此,不會污染放射性物質,這與核爆炸和核源泄漏事故截然不同,故不存在殘留問題。

          放射性污染:由電離輻射使食品中某些元素變成放射性元素。食品輻照的能量都低于在食品中可能誘導放射性的能量閾值,所以不會產生誘導放射性核素及其化合物。

          允許食品輻射的最大能量水平γ射線:

          5 MeV

          x射線:5 MeV

          電子射線:10 MeV

          與傳統食品儲存方法相比,輻照技術的優點:

          輻照保藏不同于化學熏蒸法和腌制法,不需要加入添加物,與加熱、冷凍等方法一樣,是一種物理保藏法,具有許多傳統保藏法不可比擬的優點:

          射線穿透力強,可對通過控制劑量和輻照工藝對帶包裝熟食進行均勻徹底處理,相比于熱處理殺菌,輻照過程較易控制;

          輻照處理是“冷加工”,可保持食品原有的鮮度和風味,有的甚至可提高食品的工藝質量;

          輻照食品無殘留物,無“三廢”產生,不污染環境,可提高食品衛生質量并有利于環保;

          節約能源,電子直線加速器運行過程中只需消耗電能,與熱處理、干燥和冷凍保藏食品法相比,能耗降低幾倍到十幾倍;

          可對帶包裝的食品進行殺菌處理,消除了在食品生產和制備過程中可能出現的嚴重交叉污染問題;

          殺菌效果好,并可通過調整輻照劑量達到對各類食品殺菌的要求;

          電子直線加速器能量高,輻照滅菌速度快,設備智能化程度高,實現工藝自動調整,加工過程易控制,可連續長時間加工,經濟、省力,適于大規模加工。

          常見幾類食品的輻照殺菌

          禽畜肉類制品、蛋類、水產品及某些水果蔬菜含有豐富的營養成分,造成這類食品變質的主要原因是受微生物的作用,這幾類食品輻射處理主要是為了殺菌。

          畜禽肉類 的腐敗變質主要是由腐敗細菌引起的,一般在輻照前都采用適當的熱處理使自溶酶鈍化,但過高的溫度又會影響肉類的口感和品質,所以采取輻照滅菌完善工藝,同時為了防止輻照過程中的“二次污染”,一般會采用真空包裝來隔絕空氣、水汽、微生物。低劑量輻射處理方式通常只是為了延長肉類產品的貨架期。

          水產品 捕撈后容易死亡,也容易腐爛。世界衛生組織、聯合國糧農組織、國際原子能機構共同認定并批準,以10~20萬Gy輻射劑量來處理魚,可以減少微生物,延長鮮魚在3℃以下的保鮮期。

          蛋類 的應用輻照針對性殺菌,其中沙門氏菌是對象致病菌。蛋白質在受到輻射時會發生降解使蛋液的粘度降低,因此,一般蛋液及冰凍蛋液用電子射線或γ射線輻射,滅菌效果都比較好。而對帶殼鮮蛋可用電子射線處理,劑量應控制在10kGy左右,更高的劑量會使蛋帶有H2S等異味。

          水果 腐敗大多是由霉菌引起的,通常輻射處理是為了抑制霉菌的生長。

          蔬菜類 輻射處理的主要是為了抑制發芽和延緩新陳代謝作用。對脫水蔬菜采用6~10kGy劑量范圍的γ射線,不僅可以有效殺滅脫水蔬菜中的微生物,還可以使貯藏保鮮效果達1年以上,而且經生物學檢驗、營養成分分析和吸收劑量測定,各項指標均符合標準。

          谷物及其制品 的輻照處理應以控制蟲害及霉菌的繁殖為主。針對昆蟲處理所需的劑量范圍按立即致死、幾天內死去和不育要求分別為3~5kGy、1kGy和0.1~0 .2kGy。而控制谷類中霉菌所需的劑量范圍約在2~4kGy之間。

          參考文獻

          《食品輻照保藏知識》

        以質量求生存,以信譽謀發展
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