26.10.2017

Ученые ВНИИ радиологии и агроэкологии (Обнинск), Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирского государственного университета (НГУ) исследовали возможность обработки на ускорителе электронов ИЛУ-10 при дозах до 6 кГр для холодной пастеризации рыбных пресервов. Они выяснили, что при параметрах от 3 до 6 кГр на 99,9% снижается уровень микробиологического загрязнения этого продукта, а его вкусовые и физико-химические показатели при этом остаются в норме. Срок хранения в результате обработки увеличивается с 10 до 45 суток. Эксперименты проводились в Центре радиационных технологий ИЯФ СО РАН и НГУ, результаты опубликованы в журнале «Радиация и риск».

Установка для стерилизации и пастеризации состоит из зоны погрузки/разгрузки, конвейера и изолированного ускорителя
Установка для стерилизации и пастеризации состоит из зоны погрузки/разгрузки, конвейера и изолированного ускорителя

Рыбные пресервы не подвергаются термической обработке и поэтому их сроки хранения ограничены. При температурах от –8 до 0 °C они хранятся до трех месяцев, и совсем немного – до 10 суток – при температуре от 0 до +5 °C. Задача увеличения сроков хранения при таких режимах решается производителем за счет добавления химических веществ – консервантов и соли. Это сказывается на вкусовых показателях продукции и, возможно, потенциально опасно для здоровья. В результате экспериментов ученые выяснили, что холодная пастеризация рыбных пресервов, которая исключает разогрев продукта, при дозах от 3 до 6 кГр на 99,9% снижает уровень микробиологического загрязнения и не меняет вкусовые и физико-химические показатели. За счет уменьшения количества микроорганизмов сроки хранения продлеваются до 45 суток при температуре до +5 °C.

Воздействие электронного излучения на микроорганизмы. В установке ИЛУ-10, разработанной ИЯФ СО РАН, электроны ускоряются до высоких энергий (5 МэВ), что позволяет им проникать в среду с плотностью, равной плотности воды, на глубину до 2,5 см. В объеме продукта возникает ионизация, которая приводит к повреждению внутриклеточных структур и последующей гибели микроорганизмов. С увеличением дозы облучения эффективность антимикробного действия возрастает. Поэтому ионизирующее излучение в больших дозах (>10 кГр) широко используется для стерилизации биопрепаратов, медицинских инструментов и изделий (одноразовых шприцов, эндопротезов, перевязочных материалов и т.д.).

Перспективы. Электронные ускорители применяют для дезинсекции зерна, муки, круп и фруктов, обработки специй и трав. «Отдельная задача, которая требует дополнительных исследований – электронное облучение полуфабрикатов и продуктов, готовых к употреблению, упакованных в герметичную тару. Если по каким-то причинам произошло микробиологическое загрязнение такой продукции, то только метод холодной пастеризации позволит его устранить или значительно уменьшить, а также обеспечить и продлить сроки хранения. Например, сейчас мы проводим эксперименты с упакованным в модифицированной газовой среде мясным фаршем, и по предварительным данным, метод электронно-лучевой обработки эффективен так же, как и в случае с рыбными пресервами. Наличие упаковки принципиально важно для методов радиационной стерилизации, поскольку контакт облученного продукта с внешней средой нивелирует достигнутый антимикробный эффект. Огромная область применения радиационной обработки упакованных продуктов – это военные пайки, пища для космонавтов, диетические продукты для больных со сниженным иммунитетом и многое другое», – комментирует ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией ВНИИ радиологии и агроэкологии, кандидат биологических наук Владимир Кобялко.

Руководитель радиационного центра ИЯФ и НГУ Александр Брязгин
Руководитель радиационного центра ИЯФ и НГУ Александр Брязгин

Безопасность. «Метод позволяет существенно продлить срок годности многих категорий продуктов питания и избежать добавления химических консервантов, – отметил руководитель Центра радиационных технологий ИЯФ СО РАН и НГУ, заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, кандидат технических наук Александр Брязгин. – Что касается безопасности – то образующиеся продукты радиолиза с химической точки зрения принципиально не отличаются от продуктов термообработки, которая традиционно применяется при приготовлении пищи. Если мы не боимся термической обработки пищевой продукции, то почему мы должны опасаться радиационного метода? Важно и то, что энергия электронов в нашем ускорителе менее 10 МэВ, что исключает возникновение в продукте каких-либо радиоактивных изотопов».

Радиационные технологии неэнергетического направления широко используются во всем мире для обеспечения микробиологической безопасности и сохранения сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции. Используется как гамма-, так и электронное облучение.

При радиационной обработке пищевых продуктов для того, чтобы избежать возникновения в них радионуклидов, разрешено применять электронное излучение с энергией не более 10 МэВ, тормозное рентгеновское излучение с энергией не более 5 МэВ и гамма-излучение кобальта-60. В 1981 г. объединенный комитет экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на основании многочисленных данных, пришел к выводу о том, что любой пищевой продукт, облученный в дозах, не превышающих 10 кГр, не является токсичным.

Ускорители ИЯФ СО РАН полностью соответствуют этим международным требованиям. Поэтому метод холодной пастеризации продуктов в дозах до 10 кГр с использованием электронных ускорителей линейки ИЛУ не представляет никакой угрозы для здоровья человека. На протяжении последних 15 лет Институт серийно выпускает электронные ускорители семейства ИЛУ, которые уже поставлены в Польшу, Китай, Индию, США и другие страны.

С 1 января 2016 принят ряд ГОСТов, регламентирующих применение ионизирующего излучения для обработки пищевых продуктов в России, Казахстане и других странах Евразийского Союза. Однако законодательная база, сопровождающая выход этой технологии на рынок, все еще находится в стадии формирования, практически отсутствуют промышленные центры радиационной обработки, не развита логистика.

Среди дополнительных причин, которые тормозят этот процесс, специалисты отмечают радиофобию и отсутствие адекватной информации о возможностях и безопасности радиационных технологий.

Последняя редакция: 26.10.2017 22:31