Облучение пищи

Облучение пищи — это новая перспективная технология борьбы с патогенными микроорганизмами, она стоит в одном ряду с пастеризацией молока и консервированием. Обработка сырого мяса и домашней птицы облучением на мясоперерабатывающем заводе устраняет такие патогенные бактерии как E. coli O157:H7, Salmonella и Campylobacter. Облучение мяса хот-догов и мясных деликатесов устраняет риск Listeria. Облучение может также устранить паразитов (Cyclospora) и некоторые другие бактерии (шигелла, сальмонелла) со свежих продуктов. Технология является потенциально выгодной для сухих пищевых продуктов, которые должны долго храниться и транспортироваться на большие расстояния, например, для специй и зерна.

Существуют три различных технологии облучения, которые используют различные виды лучей: гамма лучи, электроны и рентген.

В первом случае используется радиация, испускаемая радиоактивным веществом — радиоактивной формой кобальта-60 или цезия-137. Эти вещества излучают фотоны с высокой энергией — гамма-лучи, которые могут проникать в пищевые продукты на глубину нескольких десятков сантиметров. Кобальт и цезий не испускают нейтроны, а значит, они не делают объекты вокруг себя радиоактивными. Технология использовалась более тридцати лет для стерилизации медицинских и зубных изделий, для лучевого лечения рака. Радиоактивные вещества испускают гамма лучи непрерывно. Когда радиоактивный источник не используется, его хранят в водоеме с водой, которая целиком поглощает излучение. Чтобы облучить продукты, источник надо извлечь из воды и установить в помещении с массивными бетонными стенами, экранирующими лучи.

Электронные лучи, или e-лучи — это поток электронов с высокой энергией, испускаемых электронной пушкой. Генератор электронного луча может быть включен или отключен. Никакой радиоактивности при этом не возникает. Электроны могут проникнуть вглубь продукта на расстояние трех сантиметров, поэтому обрабатываемый объект должен быть достаточно тонким. Медицинские стерилизаторы на основе е-лучей использовались в медицине, по крайней мере, пятнадцать лет.

Самой новой технологией является облучение рентгеновскими лучами (х-лучи). Рентгеновская установка применяется в больницах и зубных клиниках для получения рентгеновских снимков. Первоначально луч электронов направляют на тонкую пластину из золота или другого металла, которая испускает поток х-лучей с противоположной стороны. Подобно гамма-лучам кобальта, х-лучи могут пройти через толстые слои пищевых продуктов и требуют тяжелых ограждений для безопасности. Однако, подобно e-лучам, механизм может быть включен и отключен, и при этом не задействуются никакие радиоактивные вещества. Коммерческие установки на х-лучах производятся в мире с 1996 г.

Пищевые продукты не теряют ценности и не становятся опасными в результате облучения. Луч высокой энергии поглощается по мере прохождения через толщу продукта и теряет свою энергию. Продукт немного нагревается. По некоторым оценкам пищевые продукты приобретают иной вкус. Если в составе продукта имеются живые клетки (семена, моллюски, картофель), они будут повреждены или убиты, как и микробы. Этот эффект может быть полезным. Например, он может использоваться, чтобы продлить срок годности картофеля, препятствуя прорастанию. Энергия может вызвать некоторые другие изменения. Уменьшается уровень витамина тиамина. Это сокращение не так велико, чтобы можно было говорить о потере витамина. Нет других существенных изменений в составе аминокислот, жирных кислот или содержании витаминов. Изменения, вызванные облучением, настолько минимальны, что нелегко определить, действительно ли продукты были облучены. Поскольку облученные продукты содержат меньше микробов всех видов, включая микроорганизмы порчи, они могут иметь более длительный срок годности. Безопасность облученных пищевых продуктов была подтверждена Всемирной организацией здравоохранения.

Доза облучения обычно измеряется единицей, названной Грей (Gray). Это мера количества переданной энергии. Эффект уничтожения микробов измеряется в D-величинах. Одна D-величина — количество облучения, которое должно убить 90% организмов. Например, требуется 0,3 кГрей, чтобы убить 90% E. coli O157, так что D-величина E. coli — 0,3 кГрей. Эти величины можно складывать по экспоненте. Требуется два D (или 0,6 кГрей в случае E. coli), чтобы убить 99% организмов, 3 D (или 0,9 кГрей), чтобы убить 99,9% и так далее. Таким образом, как только вы знаете D-величину для организма, и количество организмов, которое может присутствовать на пищевом продукте, можно оценить требуемое количество облучения.

Когда микроорганизмы на пищевых продуктах облучаются, энергия луча передается воде и другим молекулам в живой клетке. Создаются переходные реактивные химические соединения, которые повреждают ДНК микробной клетки, вызывая дефекты в генетическом коде. Если клетка не может восстановить это повреждение, микроорганизм погибнет на стадии размножения. Патогенные микроорганизмы различаются по чувствительности к облучению в зависимости от размера ДНК, скорости, с которой они могут восстановить поврежденную ДНК, и других факторов. Требуется более высокая доза, чтобы убить микробы в замороженных пищевых продуктах.

Размер ДНК «цели» в организме — главный фактор, определяющий эффективность облучения. Паразиты и насекомые-вредители, которые имеют большие размеры ДНК, быстро уничтожаются чрезвычайно низкими дозами облучения, с D-величинами 0,1 кГрей или меньше. Требуется большие облучения, чтобы уничтожить бактерии, поскольку они имеют несколько меньшую ДНК, с D-величинами в диапазоне 0,3—0,7 кГрей. Бактериальные споры уничтожаются облучением с D-величинами порядка 2,8 кГрей. Вирусы, имеющие нуклеиновую кислоту, являются стойкими к облучению в дозах, одобренных для пищевых продуктов. Это означает, что они могут иметь D-величины 10 кГрей или выше. Прионовые частицы, вызывающие губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота (BSE, также известную как коровье бешенство), вообще не имеют нуклеиновой кислоты и не инактивируются облучением, кроме чрезвычайно высоких доз. Это означает, что облучение очень эффективно устраняет паразитов и бактерий из пищевых продуктов, но не устраняет вирусов и прионовые частицы.

В низких дозах облучение может использоваться как замена окуриванию ядовитыми химикатами, которое обычно применяется для борьбы с насекомыми-вредителями. Оно может также предотвратить рост плесени, предупредить прорастание и продлить срок годности. В более высоких дозах облучение позволяет устранить паразитов и бактерии, вызывающие болезни.

Однако не все пищевые продукты подходят для облучения. Например, устрицы могут быть облучены, но при этом снижается срок годности и другие качественные показатели, поскольку живая устрица в раковине также повреждается или уничтожается. Яйца в скорлупе могут иногда загрязняться изнутри сальмонеллой. Однако облучение делает белок яиц молочным и водянистым, это нехорошо во многих случаях.

Для того чтобы идентифицировать облученную продукцию, была разработана специальная эмблема, которая размещается на упаковке продукта.

Этот символ называют «radura» (рис.) и используют интернационально. Упаковка может содержать также словесное описание, например «Облучено, чтобы уничтожить вредных микробов».

Общий стандарт Codex для облученных продуктов и рекомендованный международный кодекс практики по обращению с радиационным оборудованием устанавливают классификацию пищевых продуктов в зависимости от цели облучения.

Классы облучения пищевых продуктов