Jonizujuće zračenje - primena u proizvodnji i očuvanju zdravstveno bezbedne hrane

EKO-KONFERENCIJA 2000
EKOLOŠKI POKRET GRADA NOVOG SADA
Dr Amarela Terzić-Vidojević, naučni saradnik, mr Dragana Jošić, istraživač saradnik, Institut za zemljište, Beograd
Stručni rad

UVOD

Proizvodnja životnih namirnica u dovoljnim količinama, nameće važan zadatak - očuvanje proizvedene hrane. Procenjuje se da gubici u toku čuvanja i transporta prehrambenih proizvoda iznose, prosečno, jednu četvrtinu godišnje proizvodnje.

Klasični postupci koji se koriste za čuvanje hrane kao što su primena visokih ili niskih temperatura, dimljenje, solenje, sušenje i dr., nisu prihvatljivi za sve vrste hrane, jer dolazi do redovne promene mirisa, ukusa i sastava hrane. Osim toga, ovi klasični postupci čuvanja hrane dugo traju i dosta su skupi.

Zbog toga se velika pažnja posvećuje istraživanjima na iznalaženju novih postupaka, koji bi povećali kvalitet proizvoda i povećali mikrobiološku sigurnost. Jedan od tih postupaka je i primena jonizujućeg zračenja.

DEJSTVO I EFEKTI JONIZUJUĆEG ZRAČENJA NA PREHRAMBENE PROIZVODE

Ozračivanje hrane je fizički proces, koji se sastoji u izlaganju hrane direktnom dejstvu elektromagnetnih ili korpuskularnih zraka, u cilju njene konzumacije ili poboljšanja higijenskog kvaliteta (Protić Nada, 1989).

U zavisnosti od doze zračenja, korisni efekti dejstva zračenja na hranu klasifikuju se na sledeći način (Goresline i dr., 1964):

Radapertizacija: tretman hrane dozom jonizujuće energije koja je dovoljna da spreči kvarenje ili toksifikaciju od strane mikroorganizama, bez obzira pod kakvim je uslovima hrana skladištena nakon tretmana, ali pod uslovom da je obezbeđena od rekontaminacije. Ovaj postupak je, takode, nazvan i sterilizacija. Potrebne doze gama zraka za ovaj tretman su obično u rasponu od 25-45 kGy.

Radicidacija: tretman hrane dozom jonizujuće energije dovoljne da redukuje broj formi sposobnih za život, kao i asporogenih i patogenih bakterija do takvog nivoa da se ni jedna od ovih formi ne može detektovati prilikom ispitivanja hrane bilo kojim poznatim bakteriolškim test metodama. Ovakav tretman, takođe, inaktivira i parazite prisutne u hrani. Potrebne doze gama zraka su u rasponu od 2-8 kGy. Postupak može biti primenjen i za destrukciju parazita, kao što su pantljičara i Trichinella u mesu. U tom slučaju su dovoljne doze gama zraka od 0,1-1 kGy.

Radurizacija: tretman hrane dozom jonizujuće energije dovoljne za povećanje i održavanje kvaliteta hrane koji može biti ugrožen od strane uzročnika supstanci redukcije, a koje se stvaraju ukoliko je povećan broj živih mikroorganizama - uzročnika kvarenja. Doze zračenja, koje se tom prilikom traže, su u rasponu od 0,4-10 kGy.

Pored ovih termina koje daje navedeni autor, u literaturi se sreću još i termini dezinfestacija i kontrola fizioloških procesa (Josimović Ljubica, 1984). Oni se objašnjavaju na sledeći način:

Dezinfestacija: uništavanje insekata, larvi i jajašaca smeštenih unutar nekih žitarica i drugih vrsta hrane, čime se izbegava delovanje hemijskim agensima. Doze jonizujućeg zračenja potrebne za ovaj postupak su manje od 1 kGy.

Kontrola fizioloških procesa: sprečavanje klijanja nekih poljoprivrednih proizvoda, posebno krompira i luka, za šta su potrebne vrlo niske doze jonizujućcg zračenja i to 0,06 kGy za luk i 0,1 kGy za krompir. Ovaj način kontrole fizioloških procesa se niva na destrukciji enzima, čime se produžava vreme sazrevanja voća, a time se produžava i vreme transporta i skladištenja (npr. banane ozračene dozom od 0,1-0,4 sazrevaju 10 do 20 dana kasnije od neozračenih banana).

NEŠKODLJIVOST OZRAČENE HRANE I SIGURNOST POTROŠAČA

Neškodljivost ozračene hrane je tačno definisan pojam koji obuhvata (WHO, 1981; IAEA, 1981; Codex..., 1984; Amandment..., 1989):

1. Stepen hranljive vrednosti
2. Odsustvo indukovane radioaktivnosti
3. Odsustvo štetnih mikroorganizama
4. Odsustvo toksičnih, mutagenih i kancerogenih jedinjenja

Prva tri uslova se mogu proveriti detaljnim hemijskim i mikrobiološkim analizama tretiranog proizvoda. Zračenje hrane se ograničava na korišćenje y i x zraka, koji pri prolasku kroz materiju ne indukuju radioaktivnost.

Podaci o odsustvu toksičnih, mutagenih i kancerogenih jedinjenja, dobijaju se iz eksperimenata sa hranjenjem životinja ozračenom hranom.

Ova i mnogobrojna druga ispitivanja rađena su više od 20 godina, tako da je na osnovu dobijenih rezultata WHO (1981) dala preliminarni izveštaj u kome se kaže da je zajednički Komitet eksperata u okviru FAO/IAEA/WHO zaključio da zračenje bilo kojeg prehrambenog artikla u rasponu prosečne doze zračenja do 10 kGy nije toksikološki opasno, tako da toksikološki testovi ovako tretirane hrane nisu dalje obavezni. Zaključci ekspertnog Komiteta su, stoga, jasno zasnovani i kažu da je ozračena hrana dozom zračenja do 10 kGy zdravstveno ispravna i oslobođena je ispitivanja na toksičnost, kancerogenost, radioaktivnost i antigenost.

U našoj zemlji je 28.12.1984. godine, na osnovu prethodno navedene preporuke Komiteta eksperata FAO/IAEA/WHO, a po predlogu naših stručnjaka za nuklearne nauke, donet Pravilnik (SI. list SFRJ br. 68/84), kojim se odobrava upotreba jonizujućeg zračenja za sterilizaciju sledećih vrsta hrane: žita, leguminoze, crni i beli luk, krompir, dehidrirano voće i povrće, sušene pečurke, jaja u prahu, čajevi, začini, sveže meso peradi, kao i ambalaže za namirnice, sredstava za održavanje lične higijene, negu i ulepšavanje lica i tela.

Treba reći i to, da pre nego što se zakonski odobri upotreba jonizujućeg zračenja za sterilizaciju nekog prehrambenog proizvoda dozom do 10 kGy, neophodno je obaviti mikrobiološka, hemijska i senzorna ispitivanja, da se ne bi narušila postojeća ravnoteža i pogledu nutritivne vrednosti, s jedne strane i zdravstvene bezbednosti ozračene hrane, s druge strane.

Zbog toga, što se upotreba jonizujućeg zračenja odobrava posebno za svaki proizvod, usporava se njegova komercijalna primena.

U našoj zemlji, zračenje hrane ili nekih drugih materijala, obavlja se u Institutu za nuklearne nauke "Vinča" u Vinči. Kao izvor gama zraka najčešće se koristi Co⁶⁰.

PRIMENA JONIZUJUĆEG ZRAČENJA U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI

Postoje namirnice (npr. hrana u prahu, aditivi, začini, kakao prah, griz, žito itd.), koje su često kontaminirane izrazito termorezistentnim mikroorganizmima. Ako se primene visoke temperature za njihovu sterilizaciju, dolazi do narušavanja osnovnih organičkih svojstava. Međutim, dekontaminacija ovih namirnica omogućava se jonizujućim zracima vrlo efikasno, a uz pravilnu primenu, bez promena nutritivnih organoleptičkih i senzornih svojstava.

Konzervisanje hrane jonizujućim zračenjem u prehrambenoj industriji je jedan od najznačajnijih vidova primene atomske energije u mirnodopske svrhe. Postoje otpori za primenu jonizujućeg zračenja u industrijskoj proizvodnji. Međutim, savremena nauka podržava ovaj oblik sterilizacije.

Od 1981. godine WHO i FAO su dale saglasnost da se prilično veliki broj namirnica i predmeta opšte upotrebe steriliše jonizujućim zračenjem.

U zavisnosti od tipa hrane i doze zračenja, jonizujuća energija može imati različite korisne funkcije, što je prikazano u tabeli broj 1.

Na osnovu nekih naših ispitivanja, utvrđeno je da ako ječam u zrnu izložimo dejstvu doze gama zraka od 25 kGy dobićemo sterilan proizvod, pri čemu neće doći značajnijih promena u hemijskim, i senzornim karakteristikama. Na ovaj način dobijamo pogodnu sirovinu za farmaceutsku industriju, koja bi poslužila kao nosač za uzgoj plesni proizvođača antibiotika. Ukoliko bismo želeli ovaj ječam koristiti za ljudsku ishranu, dovoljno ga je tretirati dozom jonizujuće energije od 7-10 kGy, zavisno od broja i vrste mikroorganizama.

ZAKLJUČAK

Jonizujuće zračenje je fizički proces koji se sastoji u izlaganju hrane direktnom dejstvu gama zraka u cilju njenog očuvanja i produžetka veka trajanja.

Velika prodornost gama zraka i njihovo razorno dejstvo na živu ćeliju omogućili su da se ona uspešno primeni za industrijsku sterilizaciju. Pri dejstvu na materiju, ovi zraci izazivaju hemijske i fizičke promene, ali bez obzira na prirodu i sastav materijala, na uslove ozračivanja i količinu zračenja, ozračeni predmet nije nikad radioaktivan.

Ova sterilizacija se naziva i hladna sterilizacija, jer se temperatura za vreme sterilizacije povećava samo za 1-2°C. Zbog toga je ova metoda povoljna za sterilizaciju određenih prehrambenih proizvoda, čiji je hemijski sastav osetljiv na delovanje visokih temperatura (u slučaju primene termičke sterilizacije).

Sterilizacija gama zracima nije samo površinska nego i dubinska, tj. prodire u sve odelove izloženog predmeta. Zbog ove osobine gama zračenja, namirnica se pre sterilizacije može upakovati u odgovarajuću ambalažu, čime se eliminiše potreba za aseptičnim postrojenjima i postupcima, a mogućnost rekontaminacije je onemogućena.

Prilikom tretiranja namirnica jonizujućim zračenjem treba voditi računa o tome da se određenom dozom zračenja spreči delovanje prisutnih mikroorganizama, kontaminenata hrane, da bi se proizvod mogao čuvati određeno vreme u određenim uslovima, a namirnica zadrži svoja nutritivna i senzorna svojstva. Iako je Pravilnikom odobrena upotreba maksimalne doze zračenja do 10 kGy za sterilizaciju određenih vrsta hrane, ta doza se ne može primeniti za sve proizvode. Ona se određuje na osnovu vrste, broja i radiorezistentnosti mikroorganizama u proizvodu, vrste proizvoda, njenog hemijskog sastava, tretmana sa proizvodom i drugih činilaca.

Danas se jonizujuće zračenje, kao metod sterilizacije hrane, primenjuje u preko 50 zemalja sveta, a sve to na osnovu preporuke Komiteta eksperata FAO (Organizacija za poljoprivredu i ishranu), IAEA (Međunarodna agencija za atomsku energiju) i WHO (Svetska zdravstvena organizacija), koji su sprovodili višegodišnja ispitivanja na polju ozračene hrane. Ova ispitivanja traju i dalje.

• Iradijacija hrane
• PRAVILNIK O USLOVIMA POD KOJIMA SE MOGU STAVLJATI U PROMET NAMIRNICE I PREDMETI OPŠTE UPOTREBE KOJI SU KONZERVISANI JONIZUJUĆIM ZRAČENJEM