专利名称：降低食品中铬离子价态的射线辐照方法
技术领域：
原子能技术应用，辐射加工领域。中国图书分类号TL99，学科分类号490.55。
背景技术：
铬元素普遍存在与自然界，在地壳中的丰度为122ppm，与钒(136ppm)，氯(126ppm)相当，占第21位。在自然界分布于土壤为5-3000ppm(平均100ppm)，煤60ppm，陆生植物0.23ppm，海生植物1ppm，陆生动物0.075ppm，海生动物0.2-1ppm，哺乳动物血液0.2ppm。铬在工业上用途十分广泛，如制成合金材料，可以提高材料的抗高温、耐腐蚀、耐氧化的性能，制革、印染、纺织中用作鞣剂、颜料、催化剂、阻蚀剂，还用作木枕防腐剂、防火……等，在实验室重铬酸、铬酸及其盐类是最常用的试剂。这些，不可避免地造成铬的环境污染。铬离子通过气、水、土、岩进入农作物、食用动物，从而使农副产品中铬的含量过高，大大超过了本底水平。有些大城市郊区生产的蔬菜，铬含量超过本底数的10倍，甚至20倍，达到20ppm水平。铬酸、重铬酸及其盐类是铬在工业和实验室常用的主要化合物，也是食品中含铬的主要化学成分，这些化合物中的铬离子价态是正六价(Cr6+)，具有生物毒性，能刺激、损害粘膜和皮肤，引起溃疡、皮炎、皮肤癌、肺癌等，而正三价铬离子(Cr3+)，不仅没有任何生物毒性，相反地是哺乳动物新陈代谢中必须的化学组份，动物试验表明，缺正三价铬离子，动物出现类似糖尿病的症状。三价铬能促进人体的糖代谢，与胰岛素活性有关，三价铬是儿童和老人很好的营养剂。此外，正六价铬离子在肠道与正三价铬离子相比，更容易被吸收，其危害性更大。当前要清除食品中超过本底含量的正六价铬离子，尚无方法。若能够将食品中正六价铬离子转变为正三价铬离子，则不仅没有生物毒性，反而对人畜有益，变害为益，意义重大。
综上所述，当前解决食品中超过本底含量的正六价铬离子，铬残留的关键技术，不是将铬离子清除，而是将正六价铬离子(Cr6+)转变为正三价铬离子(Cr3+)。
发明内容
针对上述问题，本发明降低食品中铬离子价态的射线辐照方法，其特征是将含正六价铬离子超过本地的食品，用60Coγ射线，平均能量1.25MeV或电子束射线，能量9.0-10MeV辐照，将食品中正六价铬离子转变为正三价铬离子。辐照吸收剂量5-8kGy，最高耐受剂量10kGy，辐照剂量不均匀度小于1.5，转变率为50％以上。
作用原理射线采用电子束辐照，9.5-10MeV高能电子与食品组成分子的原子核核外电子发生库仑碰撞而损失能量，导致分子的电离和激发，因而产生各种能量的光电子。光电子继续与食品中组成分子原子的核外电子作用，为光电效应，康普顿效应和电子对生成。这些作用而损失能量。当采用60Coγ射线辐照时，则不产生电离和激发，γ射线是不带电粒子，是高能粒子，在食品中的作用由于电子束射线产生各种能量的光电子一样。这些光电子或电子束与水作用，可以产生水化电子，氢自由基，氢氧自由基，各种有机物功能基团的自由基……等，这些自由基具有原子核外层的不对称电子，很不稳定，被正六价铬离子(Cr6+)外层电子俘获配对，使其降低离子价，为正三价；或高能电子直接被正六价离子外层电子俘获，配对而降低原子价，为正三价。
射线辐照食品经过近一个世纪的世界性研究，证明是食品加工的一项新技术，可保持食品原质原味和食用安全性。射线辐照食品装置不产生三废，属绿色产业。
辐照剂量国际原子能机构，世界粮农组织和世界卫生组织组成的辐照食品安全性联合专家委员会，1980年在日内瓦发表联合公报，提出吸收剂量10kGy以下是安全的，说明本发明降低食品中铬离子价态的射线辐照方法所采用的吸收剂量为5-8kGy是安全的，并已与国内外标准接轨。
用射线辐照方法将食品中残留超过本底的正六价铬离子(Cr6+)，转变为正三价铬离子(Cr3+)，将有害于人畜的Cr6+转变富集为有利与人畜的Cr3+，从而提高了食品食用的安全性，同时5-8kGy辐照食品还可以杀死其中部分或大部分微生物，杀死致病菌，兼而提高了辐照食品的卫生标准，避免食源性疾病发生，进一步提高了食品的卫生质量，提高食品的食用安全性。
附图一是降低食品中铬离子价态的射线辐照方法工艺流程方框示意图。
含Cr6+超本底的食品，按食品种类确定包装，如脱水蔬菜，干制食品用一般塑料包装；又如即食肉制品可用真空包装。
吸收剂量设置，根据食品中Cr6+离子含量，确定辐照吸收剂量，Cr6+含量高，吸收剂量可用8kGy；含量低，可用5kGy。
射线辐照，用60Coγ射线(平均能量1.25MeV)源强度为10万居里以上。采用电子束射线，可用电子直线加速器发射出电子束射线(能量9.0-10MeV)，功率为5KW以上，辐照剂量5-8kGy，辐照剂量不均匀度小于1.5。
辐照条件控制，如辐照Cr6+超本底的绿茶，由于辐照绿茶产生辐照味，为了抑制辐照味产生，将绿茶去气包装，预冷到1-4℃下进行辐照。又如辐照Cr6+超本底的即食肉制品，为避免切口变褐或者淡色食品(如鱿鱼丝)变深色，可用低剂量重复辐照方法，即将5-8kGy吸收剂量分2-3次辐照。
检测合格，指Cr6+含量达到本底以下为达到要求的产品，入库。否则，为不达到要求的产品，指Cr6+含量还在本底以上，可重复辐照，但总辐照剂量不得超过10kGy。
具体实施例方式
关于铬在食品中含量的卫生标准，当前尚未查到，为此本发明只得采用食品中本底含量作为标准，食品中铬本底含量，在技术背景第一段已叙述，当含量有一幅度时，采用含量高的，如海生动物含量0.2-1ppm，本发明采用本底为1ppm。
实施方案1Cr6+超本底的不到一倍的脱水蔬菜，用高分子塑料膜包装后，在常温下，用60Coγ射线或电子束射线能量9.0-10MeV辐照，吸收剂量6kGy，辐照剂量均匀度小于1.5，即可将其50％以上转变Cr3+，使其Cr6+含量达到本底以下，同时杀死其中微生物，其什菌总数降低2-3个数量级，无活性大肠杆菌和致病菌。
实施方案2Cr6+超本低一倍以上的冷冻水产品，用聚乙烯薄膜密封包装，用泡沫塑料箱保温，用60Co或9.0-10MeV电子束射线进行快速辐照，辐照吸收剂量8kGy，吸收剂量不均匀度小于1.5，使其冷冻水产品中Cr6+降到本底以下，同时杀死其中微生物，什菌总数可降低3个数量级，无活性大肠杆菌和致病菌。
权利要求
1.降低食品中铬离子价态的射线辐照方法，该方法的特征是食品原包装下，用60Coγ射线或9.0-10MeV电子束射线辐照，将食品中正六价铬离子转变为正三价铬离子，辐照吸收剂量5-8kGy，吸收剂量不均匀度小于1.5，转变率50％以上。
2.根据权利1要求所述，本发明与去气充氮，预冷等辐照技术结合使用效果更好，当第一次辐照后其转变率不能达到要求时，可重复辐照，但总剂量不超过10kGy。
全文摘要
降低食品中铬离子价态的射线辐照方法属原子能技术应用，辐射加工领域。铬离子地壳中的丰度为122ppm，分布于土壤平均为100ppm，植物界0.23－1ppm，动物界0.075－1ppm，哺乳动物血液0.2ppm。正六价铬化合物工业用途十分广泛，造成环境污染，致使动、植物食品中铬正六价化合物超过自然本底值，对人畜造成危害，超本底量的正六价铬离子能引起皮肤癌和肺癌。但是正三价铬离子对人畜不仅没有毒性，相反地是哺乳动物新陈代谢中必须的化学组份，是儿童和老人很好的营养剂。本发明是保证食品原汁、原味安全食用的状态下，采用
文档编号A23L1/025GK1907092SQ20061005271
公开日2007年2月7日 申请日期2006年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者崔登来, 施惠栋, 谢宗传 申请人:宁波超能科技股份有限公司