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輻照對食品中水分和蛋白質的影響
- 2019-09-24-

公衆在心理上難以接受輻照食品,原因之一是他們擔心或者認爲輻照過的食品具有放射性;原因之二是不清楚食品輻照對食品的營養成分到底有多大的影響。其實,這些擔心是由于對輻照食品了解甚少造成的。


輻照對水分的影響


  水分广泛存在于各类食品中,辐照导致的大多数其它组分的化学变化,很大程度上都是这些组分与水辐解的离子和自由基产物相互作用而产生的结果。辐照纯水后,水的辐解中间产物主要有:水合电子e -aq 、H 原子、OH 自由基、HO2自由基和过氧化氢。具有氧化性的是OH 自由基和HO2 自由基,具有还原性的是水合电子e -aq和H 原子,过氧化氢是既具有氧化性又具有还原性的。这些活性物质的"间接"效应或"次级"效应导致食品其它化学组分的进一步变化。如水

  合电子e -aq作为强还原剂,可以很快与大部分芳香族化合物、羧酸、醛、酮、硫代化合物以及二硫化合物反应,与氨基酸和糖反应较慢。e -aq跟蛋白质反应时,很容易加成到组氨酸、半胱氨酸和胱氨酸等组成上。e -aq 还可以与食品中的较少的组分如维生素、色素等起反应。所以,水分辐照后的辐解产物是食品中最重要最活跃的因素。


輻照對蛋白質的影響


辐照后蛋白质的变化取决于辐照剂量、温度、pH 值、氧气、水的含量和食品的复杂体系。蛋白质由于它的多级结构而具有独特的性质,对低剂量辐照表现不敏感。

如果輻照的樣品是純蛋白質的固體,輻照過程就不會産生自由基,也不會引起蛋白質分解;如果輻照的樣品是蛋白質的水溶液或者是含有蛋白質的混合物,由于在輻照過程中産生水或混合物中某種物質的自由基,引起蛋白質分解,産生了氨基酸。

如果輻照含硫的氨基酸如甲硫氨酸、胱氨酸和半胱氨酸,就會産生一些揮發性的物質諸如硫醇和硫烷。因此,輻照電離能可以使蛋白質的末端氨基酸脫氨基和脫羧基,也可以使蛋白質的肽鏈斷裂,這些反應就導致酰胺類物質和相應的酸或酮類化合物的産生。

如果輻照的樣品是蛋白質水溶液,首先會激發水合電子和羟基自由基的産生,然後會導致肽鏈斷裂或者使自由基遷移到易激發的氨基酸側鏈上,諸如胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、色氨酸和賴氨酸。輻照作用下,蛋白質的氫鍵和二硫鍵容易斷裂,導致蛋白質變性,空間構象破壞。一方面由于二硫鍵的減少或硫氫鍵的氧化,蛋白質分子的二級和三級結構受到破壞,另一方面由于在其它位置形成了新鍵,使蛋白結構發生了變化。尤其在輻照球蛋白的過程中,分子間會形成加速輻解的二硫鍵。

以上的这些变化都是相对于纯的化学物质而言,而食品中除蛋白质外还包含其它不同的成份,它们各自对辐照又有相互保护作用。总之,蛋白质经辐照后, 可以通过间接作用( e -aq 、H?、OH?) 和直接作用而发生变化。这种变化可作为用来衡量辐照对食品中营养成份变化的指标。因为蛋白质产生的辐解产物在数量上是非常小的,可以完全证明辐照没有明显减少蛋白质的营养价值。

大量的辐照实验也表明 ,其氨基酸的种类、含量均无明显的变化,一些氨基酸的含量还有所增加,但辐照后蛋白质的结构和功能都发生了变化,由此也引起了生物体(或生物组织) 代谢的延缓或加强,或丧失代谢机能等过程的发生。