Центр дистанционного образования «Эйдос»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

АГИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2

Иванникова Ирина, ученица 9 класса, Агинской средней общеобразовательной  школы №2

Работа по математике и биологии

Руководители: Шиндякина Татьяна Александровна, учитель математики; Щедловская Олеся Анатольевна, учитель биологии

РАДИАЦИОННАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Почему я выбрала эту тему:

Мне стало интересно, как происходит радиационная стерилизация пищевых продуктов

Цель:

Выяснить, почему радиационная технология обработки пищевых продуктов обладает существенными преимуществами по сравнению с другими известными способами.

Задачи:

1.              Понять сущность  радиационной технологии обработки пищевых продуктов;

2.              Узнать какие существуют особенности радиационной обработки различных продуктов;

3.              Исследовать, какие биологические изменения происходят в стерилизованных продуктах;

            Рассмотреть практические рекомендации по выведению радионуклидов из продуктов

Идея и проблемы:

Не безопасно ли употреблять продукты после радиационной стерилизации, на какие группы делятся продукты, подвергающиеся стерилизации.

ВВЕДЕНИЕ

Существуют различные методы обработки продуктов питания:

1.Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этим методам относятся пастеризация и стерилизация

2.Консервирование ультразвуком (более 20 кГц). Этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.

3.Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60—400 нм. Применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.

4.Использование обеспложивающих фильтров. Сущность этого метода состоит в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких продуктов.

5.Асептическое консервирование – это стерилизации продукта при температуре 130—150 °С с последующим охлаждением; стерилизации тары радиационной обработкой. Такая обработка универсальна и применяется для жидких и вязких продуктов (молоко, соки, вина, паста и др.). В своей работе я хочу подробней остановиться именно на радиационной обработке продуктов питания, так как  радиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой через кишечник. И каким образом можно обезопасить себя от радиоактивных веществ, и какие продукты питания можно подвергать радиационной обработке.

Методы решения основных задач:

     1.Анализ литературы найденной в сети интернет

2.Сравнивали результаты поиска

3.Сопоставление фактов

II  СУЩНОСТЬ МЕТОДА РАДИАЦИОННОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией, или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют а-, Р-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана на ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами.

Радиационная стерилизация продуктов питания заключается в облучении пищи ионизирующим излучением под действием изотопов кобальта или цезия, с целью увеличения сроков хранения и уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Известно, что по различным причинам: гниение, прорастание, порча насекомыми, пропадает большое количество продовольственных продуктов, сырья, семян.  Таким образом, использование радиационной стерилизации позволит не только увеличить сроки хранения тех или иных продуктов питания, но и значительно сократить число возможных пищевых отравлений

Существенным недостатком ионизирующей обработки продуктов является изменение химического состава и органолептических свойств. В промышленности этот метод используется для обработки тары, упаковки, помещений. [3]

Консервирование ионизирующими излучениями

 При таком способе стерилизующий эффект получают без повышения температуры. Для обработки пищевых продуктов используют рентгеновское излучение, a излучение или поток ускоренных электронов. Особый интерес представляет  b и g- излучение.

Механизм действия ионизирующей радиации основан на ионизации молекул и атомов микроорганизмов, в результате чего нарушаются их нормальные биологические функции и они отмирают.

Величина дозы облучения зависит от вида продукта, а также характера и интенсивности обсеменяющей его микрофлоры. Различают: 1) радиационная стерилизация, почти полностью подавляющая развитие микроорганизмов, называется радаппертизация. В этом случае используют дозы порядка 10-25 кГр (килогрей).

Обработку пищевых продуктов  пастеризующими дозами порядка 5-8 кГр, достаточную для увеличения  длительности хранения называют радуризацией.

Наиболее перспективным является облучение в инертных газах, вакууме, при низких температурах и с применением антиокислителей. Однако этот способ  консервирования до сих пор не нашел промышленного применения и находится в стадии углубленного изучения (его влияние на здоровье человека, степень устойчивости микроорганизмов к  действию ионизирующих излучений). [8]

Мнение ученых о безопасности метода радиационной стерилизации

В мировой практике метод радиационной стерилизации начали осваивать примерно 15 лет назад. Тогда обнаружилось, что традиционные методы стерилизации пищевых продуктов – обработка сернистым газом и другие – наносят вред озоновому слою Земли. Была предложена принципиально новая методика – облучение гамма-лучами от радиоактивных источников, электронами на ускорителях заряженных частиц или высокоэнергетичными рентгеновскими лучами.  Метод оказался эффективным – продукты не портились, сохраняли свои вкусовые качества и внешний вид. Он был одобрен Всемирной организацией здравоохранения, при условии строгого (!) контроля.[4] Обработка осуществляется в более 60 странах мира. По сведениям Международной радиационной ассоциации, только Европа ежегодно выпускает на рынок более 200 тысяч тонн облученных продуктов. Для многих видов продуктов определены оптимальные режимы радиационной обработки, проведены многолетние исследования их пригодности и безвредности использования, создано радиационное оборудование. Ряд таких установок на основе документации, разработанной в НИИТФА, сооружен в странах с жарким климатом - Бангладеш, Сирии, Перу, Португалии, на Кубе.[2]

По рекомендации ВОЗ, все производители обязаны ставить в известность потребителя и указывать на упаковке специальный знак – “радура”, чтобы покупатель мог выбирать, есть ему облученный продукт или нет.

Мировые ученые до сих пор не решили вопрос о безопасности метода радиационной стерилизации. Исследования показали, что при облучении продуктов заниженной дозой стерилизация становится неэффективной, так как не уничтожаются грибки и болезнетворные микроорганизмы – сальмонелла, холерный вибрион и прочие. В свою очередь, при большой дозе заметно разрушаются витамины, возрастает количество побочных продуктов, так называемых свободных радикалов, которые обладают очень высокой химической активностью. Пока они находятся в продукте, они себя никак не проявляют, но, попадая в организм человека и растворяясь, могут вызвать самые разнообразные реакции – повредить генетический код человека, повысить риск возникновения онкологических и других заболеваний, вызвать преждевременное старение и многое другое, что подтвердили опыты на лабораторных животных. [4]

Группы пищевых продуктов, подвергающиеся стерилизации

Пищевые продукты, которые можно подвергать действию ионизирующей радиации, делятся на три группы:

Таблица №1

Первая группа продуктов		Вторая группа продуктов		Третья группа продуктов
характеристика	примеры	характеристика	примеры	характеристика	примеры
продукты питания, наиболее подходящие для облучения стерилизующими дозами	морковь, фасоль, картофель, спаржа, зеленый горошек, томат-паста, свинина, цыплята, треска и другая морская рыба	продукты, в которых после облучения большими дозами наступают незначительные органолептические изменения	капуста, шпинат, кукуруза, черешня, яблочный сок, ветчина, сосиски, телятина, баранина, хлеб	продукты, которые еще нуждаются в тщательном исследовании, поскольку в них под влиянием стерилизующих доз радиации происходят заметные органолептические изменения, и необходимо найти способы их устранения	молоко, сыр, ягоды (садовые и лесные), арбузы и дыни, лимонный и апельсиновый соки, апельсины, бананы

Особенности и эффективность радиационной обработки различных продуктов

Мясо и мясопродукты

Исследования физико-химических и биологических изменений в мясе и различных видах мясных продуктов, протекающих под действием ионизирующего излучения, последствия его воздействия на микрофлору этих продуктов, а также изучение их биологической ценности и безвредности позволили создать научно обоснованную радиационную технологию обработки мяса и ряда мясных продуктов. Это может быть использовано для увеличения сроков хранения и длительного сохранения сырого говяжьего, свиного и птичьего мяса, мясных полуфабрикатов из говядины, свинины, крольчатины и мясных кулинарных изделий.

Преимущества радиационно-биологической технологии сохранения и консервирования мяса и мясопродуктов следующие:

l увеличиваются сроки хранения продуктов;

l можно использовать новые упаковки (например, из полимерных материалов) и обработать в них продукт;

l снижаются потери (например, при замораживании мяса теряется 40 кг от каждой тонны);

l  лучше сохраняются в течение длительного времени свойства продукта;

l отсутствуют остатки химических веществ (по сравнению с консервированием химическим способом);

l можно автоматизировать процессы производства;

l обеспечивается сохранность мяса и мясных продуктов при температуре 0? 5°С; улучшаются технико-экономические показатели.

Результаты исследования показывают также, что радиационная обработка приводит к снижению на 80% потребность в нитридах при облучении ветчины, в результате чего уменьшается опасность заболевания раком.

В настоящее время установлено, что полуфабрикаты из говядины и свинины, помещенные в упаковку из полимерных материалов под вакуумом при давлении 40? 60 мм рт.ст. и g -облучении дозой 6 кГр, способны сохраняться в течение 2 месяцев при температуре 2? 4°С, а при облучении дозой 4 кГр — до 40 суток при той же температуре.

Технологическая схема обработки излучением полуфабрикатов из говядины и свинины, позволяющая сохранять хорошие вкусовые и товарные качества в течение 2 месяцев, следующая:

1.              убой животных и разделка туш;

2.              охлаждение полутуш при низких положительных температурах (не менее 24 ч);

3.               обвалка и изготовление стандартных полуфабрикатов;

4.              обработка поверхности полуфабрикатов чистой поваренной солью или смесью с триполифосфатом натрия и аскорбиновой кислотой (эта операция проводится в том случае, если животных не подвергали предубойной обработке);

5.              расфасовка обработанных полуфабрикатов в пакеты из двухслойной (целлофан — полиэтилен) или трехслойной (целлофан — фольга — полиэтилен) пленки;

6.              термическая сварка пакетов на вакуум-упаковочной машине;

7.              облучение упакованных полуфабрикатов на установке с g -источником при дозе 4? 6 кГр;

8.              хранение при температуре 2? 4°С.

Радиационная обработка тех же мясопродуктов позволяет сохранять их при комнатной температуре до 10 суток без признаков нежелательных изменений во вкусе, запахе и качестве. Поверхностная тепловая обработка в сочетании с последующей радуризацией при дозе 6 кГр позволяет повысить сохранность продукта при 5 и 20°С до пяти месяцев без его порчи. Опыты, проведенные во ВНИИ консервной и овощесушильной промышленности, показали, что доза 4? 6 кГр позволяет увеличить срок хранения куриных тушек при температуре 1°С от 10 до 34 суток, а упаковка под вакуумом в полимерную пленку с последующей радиационной обработкой при дозе 6 кГр обеспечивает хранение при 3°С в течение 30 суток. Сочетая упаковку тушек птицы под вакуумом с обработкой их различными солевыми смесями, ученым удалось снизить дозу облучения без уменьшения сроков хранения. Исследования, проведенные в США, показали, что облучение дозой 23 кГр потрошенных тушек птицы непосредственно в контейнере для перевозки обеспечивает их сохранность при температуре 0? 2°С в течение 14? 16 суток.

Расчеты показывают, что при производительности гамма-установки 4000 т мяса в год, дозе излучения 6 кГр и коэффициенте использования излучения 35% стоимость облучения 1 кг мяса, упакованного в полимерную пленку, составит 2 коп., а единовременные капитальные затраты составят 410 тыс. руб. При этом экономический эффект в основном получается за счет замены стеклянной и жестяной тары на полимерную пленочную упаковку и снижения потерь на 40 кг от каждой тонны по сравнению с замороженным мясом. [6]

Лук и картофель

Опыт использования радиационно-биологической технологии для предотвращения прорастания картофеля и лука свидетельствует о том, что можно переходить к внедрению ее в промышленных масштабах. Во многих странах завершены испытания по обработке ионизирующим излучением больших партий свежего картофеля, подобраны дозы радиационной обработки и их мощности, проверено качество клубней при хранении. Как показали исследования, доза должна быть дифференцирована в зависимости от сроков радиационной обработки: 50? 70 Гр — при облучении в октябре-ноябре, 100 Гр — при облучении в более поздние сроки (до марта). Кроме того, облучать картофель нужно не свежеубранный, а выдержанный 12? 14 суток при температуре 15? 20°С и влажности воздуха не ниже 85%. Также важно исключить нанесение клубням механических повреждений как во время облучения, так и при закладке на хранение. Не рекомендуется в процессе хранения перебирать облученный картофель, так как это увеличивает потери. Радиационная обработка картофеля позволяет длительно хранить его в обычном складе без искусственного охлаждения или химической обработки.

Установлено, что облученный картофель вполне пригоден для промышленной переработки на различные продукты, что позволит обеспечить круглогодовую работу картофелеперерабатывающих предприятий. Представляет интерес возможность радиационной обработки картофеля с помощью ускорителей с энергией электронов 1 МэВ, что позволяет обрабатывать только поверхностный слой клубня и практически мало воздействует на ткани клубней и лучше сохраняет в них питательные вещества.

Обработка лука ионизирующим излучением дозой 60 Гр позволяет в течение 9? 12 месяцев хранить лук практически без потерь (по сравнению с контролем), не изменяет органолептических свойств и он вполне пригоден для промышленной переработки.

Расчеты, проведенные в Уругвае, показали, что установка для радиационной обработки продуктов в местных условиях рентабельна, если она обрабатывает 25000 т картофеля, 5000 т чеснока в год. Расчеты, проведенные в Голландии на основании успешных полупромышленных испытаний обработки многих продуктов, показали, что экономически рентабельно облучение лука дозой 40 Гр при производительности установки 20 тыс. т в год.

Пущена в эксплуатацию промышленная установка для облучения картофеля и лука в Италии.

Крупномасштабные испытания (несколько десятков тонн) с поставкой потребителям облученного картофеля, по данным МАГАТЭ, были проведены в ФРГ, Италии, Венгрии, Уругвае, Израиле. Аналогичные исследования проводились также в СССР.

Создание многотоннажных производственных установок для радиационной обработки картофеля и лука, хорошо продуманная информация и демонстрация высокого качества этих продуктов среди населения будут способствовать широкому внедрению новой технологии. [6]

Плоды, ягоды и овощи

Радиационная обработка плодов, ягод и овощей может найти применение для увеличения сроков их хранения, а также повышения сокоотдачи плодового и овощного сырья.

Длительность хранения плодов, ягод и овощей определяется жизнедеятельностью микроорганизмов на их поверхности и устойчивостью тканей к этим фитопатогенным микроорганизмам. Поэтому основная задача при разработке радиационно-биологической технологии состояла в том, чтобы определить оптимальные дозы обработки, позволяющие подавить жизнедеятельность микроорганизмов без глубоких физиологических нарушений в плодах и без ухудшения их товарного вида. Установлено, что доза, равная 3 кГр, для многих видов скоропортящихся свежих плодов и ягод является эффективной для увеличения сроков их хранения в 3? 5 раз по сравнению с необлученными и позволяет уменьшить количество отходов. При этом рекомендуется использовать мощность дозы 3,5? 4 кГр/ч. В работах разных авторов рассмотрены различные аспекты увеличения сроков хранения: качество растительного сырья, сортовые особенности, условия хранения и транспортировки. В СССР были проведены исследования по радиационной обработке земляники, малины, абрикосов, персиков, винограда, томатов и слив общей массой 50 т с последующей реализацией их через торгующие организации с разрешения Министерства здравоохранения СССР. Однако данные об экономической эффективности этого процесса практически отсутствуют.

Обработка винограда, вишни, малины, сливы дозой 3? 4 кГр позволяет увеличить выход сока от 3 до 12%. Радиационная обработка совместно с препаратами ферментов черной смородины увеличивает выход сока на 7? 15%, крыжовника — на 5? 6%. Радиационная обработка увеличивает выход сока из моркови на 10%, из томатов — на 9, из сливы (в зависимости от степени зрелости) — до 28%. Ионизирующее излучение увеличивает сокоотдачу плодового и овощного сырья при принятой в промышленности технологии, в некоторых случаях смягчает режим тепловой обработки, а иногда позволяет совсем не прогревать сырье. Если учесть, что доза 3 кГр способствует сокращению потерь от микробиологической порчи при хранении, то очевидно, что процесс перспективен. Подсчитано, что в условиях консервного завода на установке производительностью 1,5 т/ч за сезон можно облучать 5? 7 тыс. т сырья. Сокращая потери от порчи в 3? 5 раз (при потерях 10? 15%), можно сэкономить 150 тыс. руб. (при средней закупочной цене 250 руб. за 1 т). Перерабатывая облученное сырье на соки и увеличивая их выход на 10%, можно дополнительно сэкономить около 250 тыс. руб. [6]

Рыба и рыбная продукция

Различные виды рыбы и морепродуктов — источник пополнения продовольственных ресурсов. Океан дает людям 10% потребляемого в пищу белка. Однако рыба и морепродукты — скоропортящиеся продукты, так как содержащиеся в них микроорганизмы быстро развиваются при температурах, даже незначительно превышающих среду их обитания. Издавна люди принимали меры, чтобы увеличить сроки хранения рыбы и морепродуктов без потерь, используя сушку, вяление и соление. В настоящее время рыбу коптят, замораживают, консервируют в различном виде, заготавливают различные полуфабрикаты и даже блюда, которые достаточно лишь разогреть. Однако люди охотнее всего употребляют в пищу свежую рыбу. Общеизвестно, что сроки хранения свежей рыбы не превышают нескольких суток. Ежегодные потери морепродуктов, например, в США из-за порчи в процессе хранения составляют миллионы долларов. Следует иметь в виду, что многие районы добычи рыбы и морепродуктов расположены вдали от центров потребления.

Уже сегодня технология, основанная на использовании ионизирующего излучения, в рыбной промышленности может применяться в следующих направлениях: для улучшения оплодотворяемости и выживаемости рыб, увеличения выхода мальков в рыбном хозяйстве и при искусственном разведении различных видов морских моллюсков (устриц, гребешков и т.д.); для увеличения сроков хранения свежей рыбы и других видов продуктов морского промысла (креветок, крабов и др.); для консервирования рыбы, рыбо- и морепродуктов, для обработки рыбной продукции (кормовой муки, сухой вяленной рыбы и др.) в целях уничтожения сальмонелл или насекомых-вредителей.

Однако наибольшую потенциальную ценность в рыбной промышленности радиационно-биологическая технология представляет для сохранения рыбы и различных видов морепродуктов в свежем и консервированном состояниях. Использование ионизирующего излучения позволяет не только увеличить сроки хранения, но и проводить обработку продукции в упакованном виде, что исключает возможность повторного загрязнения продукции вплоть до ее употребления.

В некоторых странах созданы судовые экспериментальные установки для радиационной обработки рыбы и морепродуктов в условиях морского промысла. Известно также о создании береговой опытно-промышленной установки, которая должна быть установлена на Вентспилском рыбоконсервном комбинате, для которого спроектирован цех радиационного консервирования производительностью 800 кг/ч свежей рыбы при дозе 5 кГр.

На основании проведенных во ВНИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) комплексных физико-химических, биологических, микробиологических, органолептических и медикобиологических исследований в лабораторных и морских условиях были разработаны основы технологии радуризации рыбы и рыбных продуктов, которая заключается в том, что радиационная обработка свежей рыбы дозой 2 кГр увеличивает срок ее хранения до 30 суток, а дозой 4 кГр — до 60 суток при температуре 2°С. Технологический процесс заключался в следующем: свежую рыбу разделывали, упаковывали в герметичную упаковку, затем подвергали радиационной обработке и отправляли на хранение. Радуризация рыбы горячего копчения при дозе 2 кГр увеличивает срок ее хранения в 3? 4 раза при температуре 5°С.

Радиационная обработка рыбы и рыбных продуктов, упакованных под вакуумом в полимерную пленку, позволяет продлить сроки хранения при температуре 0? 5°С; радиационная обработка в среде гелия дает такой же результат. Изменения, связанные с обезвоживанием при радиационной обработке, устраняются предварительной обработкой рыбы 10%-ным раствором NaCl в течение 60 мин или 10%-ным раствором триполифосфата натрия в течение 15 мин.

Доказана возможность радиационной обработки рыбы в морской воде с последующим хранением в охлажденном состоянии без воды. Применение дозы выше 6 кГр позволяет хранить рыбу до 60 суток при температуре 0? 5°С.

По расчетам ВНИИ морского рыбного хозяйства и океанографии и ВНИИ радиационной техники, себестоимость 1 т продукции при производительности установки 20 т/сут составит 35 руб.; при 5 т/сут — 121 руб. (доза 2 кГр).Экономический эффект при радуризации охлажденной рыбы составляет 72,6 руб. на 1 т (при использовании установки производительностью 20 т/сут), для рыбы горячего копчения — 76 руб., кулинарных изделий — 162 руб., а годовой экономический эффект — примерно 460 тыс. руб.

Таблица №2

Сроки хранения морепродуктов при температуре 0 и 6°С

Вид морепродукта	Доза облучения, кГр	Сроки хранения, сут.
		0°С	6°С
Филе морского языка	Не облучали	4? 11	3? 7
	1? 1,5	20? 25	3? 8
	2	21? 42	12? 18
Филе английской рыбы	Не облучали	4? 6	-
	1	14? 21	-
	2	21? 28	-
Филе тихоокеанского окуня	Не облучали	6? 7	-
	1,5? 2	25? 28	-
Куски палтуса	Не облучали	4? 18	4? 8
	1	14? 21	-
	2	21? 56	14? 21
Мясо крупных тихоокеанских крабов	Не облучали	5? 14	3? 7
	1	14? 35	14? 21
	2	21? 56	21
Мясо камчатских крабов	Не облучали	5? 14	3? 7
	1	21	7? 14
	2	28? 42	14
Тихоокеанские устрицы	Не облучали	20	9
	1	30	11
	2	30? 34	20? 25

[6]

Таблица №3

Соотношение традиционных единиц радиоактивности с единицами международной системы (СИ)

Наименование величины	Внесистемные единицы		Единицы СИ	Соотношение внесистемных единиц с единицами СИ
Радиоактивность (активность нуклида в радиоактивном источнике)	Кюри (Ки)		Беккерель (Бк)	1 Ки=3,7 . 1010 Бк
Радиоактивность вещества (удельная массовая активность)	Кюри на килограмм (Ки/кг)		Беккерель на килограмм (Бк/кг)	Соответственно
Радиоактивность жидкой и газообразной среды (удельная объемная активность)	Кюри (Ки/л)		Беккерель на литр (Бк/л)	Соответственно
Радиоактивность площади (удельная загрязненность площади)	Кюри на квадратный километр (Ки/км2)		Беккерель на квадратный километр (Бк/км2)	Соответственно
Поверхностное радиоактивное загрязнение	Распад	или	Частица
	мин . см2		см2 . мин
Экспозиционная доза	Рентген (Р)		Кулон на килограмм	1 Р = 0,258 мКл/кг
Поглощенная доза	Рад		Грей (Гр)	1 рад = 100 эрг/г = 1 . 10-2 Дж/кг= 0,01 Гр
Эквивалентная доза	Бэр [1]		Зиверт (Зв)	1 бэр =0,01 Зв

Радиационная дезинсекция пищевых продуктов

Следует иметь в виду, что для многих пищевых продуктов, которые хранятся или продаются в упакованном виде, радиационная обработка позволит не только их сохранить, но и избежать повторного заражения при использовании в технологических процессах. Этот вид обработки направлен также на уничтожение насекомых-вредителей, т.е. улучшение качества дезинсекции пищевых продуктов.

На основании исследований по влиянию радиационного облучения на процессы развития и размножения насекомых-вредителей возникли предпосылки для создания некоторых технологических процессов, направленных на уничтожение насекомых-вредителей в зерне и зернопродуктах, сушеных фруктах, овощах и пищевых концентратах. Из возможных объектов, в которых для уничтожения насекомых-вредителей может применяться радиационное облучение, первое место займет зерно (с учетом обработки исходного сырья).

Радиационная дезинсекция зерна по сравнению с существующими конкурирующими методами, например, с получившим широкое распространение химическим методом, имеет следующие преимущества: отсутствует загрязнение окружающей среды; в облученном зерне отсутствуют остатки ядохимикатов; в зерно ничего не добавляется; обработка обеспечивает полное уничтожение насекомых-вредителей, не влияет на качество продукции; процесс радиационной обработки легко механизируется и автоматизируется, конкурентоспособен по технико-экономическим показателям. Химический метод (фумигация) не всегда эффективен против внутренней зараженности зерна, а в некоторых случаях его массовое применение приводит к проявлению форм вредителей, резистентных к используемым химическим веществам. Кроме того, при проведении процесса фумигации создаются вредные условия труда для персонала, производящего обработку зерна, и практически отсутствует возможность полной десорбции фумиганта из продукта. Зерно благодаря своим физико-механическим свойствам, из которых для рассматриваемой технологии определяющим является сыпучесть (текучесть), позволяет создавать установки как с гамма-нуклидными источниками излучения с высоким КПД использования, так и с ускорителями электронов энергией 1? 3 МэВ.

В настоящее время установлены дозы, при которых полностью стерилизуются амбарный долгоносик, зерновой точильщик и суринамский мукоед, отработаны режимы радиационной обработки. Рекомендовано принять в качестве единой дезинсекционной дозы 200 Гр для зерна, зараженного комплексом насекомых-вредителей.

Для апробации радиационной дезинсекции в некоторых странах были созданы установки с источниками g -излучения и ускорителями электронов. Так, в США работает стационарная гамма-установка для дезинсекции в потоке незатаренного зерна производительностью 2,3 т/ч при дозе 250 Гр, во Франции — производительностью 4 т/ч при дозе 150? 200 Гр, в Англии — производительностью 30 т/ч при дозе 160 Гр. В СССР Институтом ядерной физики Сибирского отделения АН с участием ВНИИ зерна и зернопродуктов создана установка на основе ускорителя электронов производительностью 50? 100 т/ч, которая успешно прошла производственные испытания и используется в промышленности.

Разработана технология радиационной дезинсекции сушеных фруктов, овощей и пищевых концентратов. Эффективная доза дезинсекции 70 Гр — доза, при которой происходят гибель основных видов насекомых-вредителей и полная стерилизация клещей. На основании исследований Института питания АН и НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана получено разрешение Министерства здравоохранения на радиационную обработку сушеных фруктов дозой до 3 кГр, концентратов — дозой 700 Гр. Вкус, цвет, запах и питательная ценность облученных продуктов не имели отклонений от нормы. Особенностью облученных сухофруктов является их способность быстрее развиваться (например, при дозе 1 кГр — в 1,5? 2 раза быстрее, чем контрольные образцы). Проведенные исследования позволили предложить процесс радиационной дезинсекции сухофруктов взамен их фумигации химическими веществами типа дихлорэтана, бромистого метила, сероуглерода. При этом стоимость обработки снизится на 10%. Кроме того, готовые сухофрукты не будут содержать остаточных количеств химических препаратов и улучшатся условия труда обслуживающего персонала. [8]

Биологические ИЗМЕНЕНИЯ, происходящие в стерилизованных продуктах

Биологические изменения, вызванные радиацией, могут носить как положительный (биопозитивный), так и отрицательный (бионегативный) характер.

Для умерщвления микроорганизмов требуются много большие дозы радиации, чем для умерщвления крупных животных. Как правило, смертельная доза радиации тем выше, чем ниже ступень развития организмов. Однако проблема состоит в том, что большие дозы нередко оказываются губительны и для самих пищевых продуктов, вызывая в них нежелательные изменениями вкуса и запаха. В этом отношении особенно чувствительны к радиации мясо, молоко и получаемые из них продукты.

Некоторые из побочных химических реакций, приводящих к такого рода изменениям, удается частично предотвратить, применяя специальные методы облучения. Например, продукты можно облучать при низких температурах или использовать в облучательных системах так называемые уловители свободных радикалов, принадлежащих наряду с ионами и возбужденными молекулами к весьма реактивным промежуточным продуктам радиационного воздействия. Можно также сочетать облучение с тепловой обработкой, при этом требуемая доза радиации снижается.

Однако все опасения относительно того, что при стерилизации облучением может теряться пищевая ценность продуктов и возникать токсичные или канцерогенные вещества, не имеют под собой почвы. До сего времени не обнаружено никаких специфических для радиации токсичных веществ, а продолжительные опыты, проводимые на животных и людях-добровольцах, показали, что подобные опасения необоснованны. Установлено также, что и питательные свойства продуктов при облучении ухудшаются во всяком случае не более, чем при обычной тепловой стерилизации.

Контрольно-лабораторное обеспечение радиационной обработки пищевой продукции

Радиация не обладает свойствами, которые позволяли бы человеку обнаружить ее при радиационной обработке пищевых продуктов, поэтому необходимо проводить радиационный контроль. При выборе приборов следует руководствоваться нормативными документами, перечнем объектов контроля и контролируемых величин, сведениями о конечных значениях измеряемых параметров. Рекомендуется использовать ряд приборов, выпускаемых отечественными предприятиями.

Универсальный радиометр-спектрометр МКС-А02. Предназначен для поиска, измерения количественных характеристик ядерных излучений (a , b , g ), радионуклидов с последующей обработкой информации на компьютере. Габаритные размеры — 290х160х135 мм, масса 3 кг.

Сцинтилляционная установка СКС-50 (Sc). Предназначена для определения удельной активности g -излучающих нуклидов в пробах продуктов питания. Установка измеряет активность искусственного изотопа 132Сs, удельную активность нуклидов 226Ra, 232Th, 49K в различных пробах.

Рентген-флуоресцентный анализатор состава вещества СКС-50Р. Предназначен для определения массовой концентрации элементов, содержащихся в анализируемых веществах. Используется в сельском хозяйстве, пищевой и мясо-молочной промышленности. Изготовитель — предприятие “Грин Стар” НИЦ СНИИП Минатома России, г. Москва.[6]

Практические рекомендации технологической переработки пищевого сырья и кулинарной обработки продуктов питания,  для снижения содержание в них радионуклидов

В результате технологической переработки пищевого сырья и кулинарной обработки продуктов содержание в них радионуклидов существенно снижается.

Например, при переработке зерна в муку и крупу удаляются оболочки, на которых в больших количествах сорбируются радионуклиды. Значительная часть вредных веществ с овощей и фруктов удаляется при мытье и снятии кожуры. При варке картофеля и свеклы, а также капусты, гороха, фасоли, щавеля, грибов и столовой зелени активность радионуклидов снижается еще на 10—20%. Следовательно, вся сельскохозяйственная продукция должна подвергаться тщательной очистке, мытью и соответствующей кулинарной обработке.

Перед приготовлением мясо следует предварительно вымочить в холодной воде небольшими кусками в течение 1—2 ч, затем залить холодной водой и варить при слабом кипении до полуготовности без добавления соли. Необходимо помнить о том, что при жарении мяса и рыбы происходит их обезвоживание и на поверхности образуется корочка, препятствующая выведению вредных веществ.

Для выведения уже попавших в организм радионуклидов рекомендуются следующие мероприятия. Рациональное питание, содержащее в достаточном количестве продукты, вызывающие выраженное механическое, химическое и термическое раздражение, перистальтику кишечника. Полезны продукты, в значительном количестве содержащие грубую растительную клетчатку (хлеб грубого помола, перловая и гречневая каши, холодные фруктовые и овощные супы, блюда из вареных и сырых овощей), а также продукты, содержащие органические кислоты (кефир, простокваша, кумыс).

В результате технологической переработки пищевого сырья и кулинарной обработки продуктов содержание в них радионуклидов существенно снижается.

При варке картофеля и свеклы, а также капусты, гороха, фасоли, щавеля, грибов и столовой зелени активность радионуклидов снижается еще на 10—20%. Следовательно, вся сельскохозяйственная продукция должна подвергаться тщательной очистке, мытью и соответствующей кулинарной обработке.

Нежелательно отваривать и запекать картофель в кожуре. При варке овощей целесообразно сначала отварить их до полуготовности, затем слить воду, залить овощи новой порцией воды.

Необходимо помнить о том, что при жарении мяса и рыбы происходит их обезвоживание и на поверхности образуется корочка, препятствующая выведению вредных веществ.

Для выведения уже попавших в организм радионуклидов рекомендуются следующие мероприятия. Рациональное питание, содержащее в достаточном количестве продукты, вызывающие выраженное механическое, химическое и термическое раздражение, перистальтику кишечника.

Полезны продукты, в значительном количестве содержащие грубую растительную клетчатку (хлеб грубого помола, перловая и гречневая каши, холодные фруктовые и овощные супы, блюда из вареных и сырых овощей), а также продукты, содержащие органические кислоты (кефир, простокваша, кумыс).

В результате исследований установлено, что радионуклиды из сухой заварки чая в заварочную жидкость переходят только через 16—20 ч.

Таким образом, свежезаваренный чай не только безопасен, но и полезен и его можно пить без ограничений.

Расчеты показывают, что при производительности гамма-установки 4000 т мяса в год, дозе излучения 6 кГр и коэффициенте использования излучения 35% стоимость облучения 1 кг мяса, упакованного в полимерную пленку, составит 2 коп., а единовременные капитальные затраты составят 410 тыс. руб. При этом экономический эффект в основном получается за счет замены стеклянной и жестяной тары на полимерную пленочную упаковку и снижения потерь на 40 кг от каждой тонны по сравнению с замороженным мясом. [9]

III  Заключение

Радиационная технология обработки пищевых продуктов обладает существенными преимуществами по сравнению с другими известными способами снижения потерь из-за биологической, химической и бактериальной порчи: стерилизованная пища может сохраняться в несколько раз дольше, при этом не требуется дополнительных затрат энергии, как при размораживании; значительно снижаются затраты энергии; появляется возможность полностью исключить применение в пище некоторых веществ (двубромный этилен и др.), которые могут оказывать отравляющее действие на организм человека; сохраняются вкусовые и питательные свойства пищевых продуктов; возможность обработки любых пищевых продуктов; высокая гибкость и технологичность производства; появляется возможность снижения капитальных и эксплуатационных затрат (за счет исключения холодильников); относительно низкая стоимость радиационной обработки.

В настоящее время облучение пищевых продуктов разрешено почти в 50 государствах, где допускается консервация около 40 различных видов пищевых продуктов при помощи этого метода.

IV   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.              Поисковые источники «Яндекс», «Майл», «Google»

2.              http://www.vniitfa.ru/?p=radtech

3.              http://www.astera.ru/news/?id=1145

4.              http://www.caravan.kz/article/?pid=146&aid=6721

5.              информационный сайт www.astera.ru

6.              http://ikc-apk.kuban.ru/nauka/texnmasa_6.htm

7.              http://www.mrkvant.com.ua/radiation/11/

8.              http://fitonet.ru/gpage4.html

9.              http://gyg-epid.com/2009/04/05/print:page,1,radionuklidy_v_pishhe.html