THỰC PHẨM CHIẾU xạ Khái niệm và cơ chế chiếu xạ thực phẩm

MÔN HỌC ĐỘC TỐ HỌC THỰC PHẨM CHIẾU XẠ MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG 2 1 1 Định nghĩa 2 1 2 Phân loại 2 1 3 Lịch sử phát triển 2 1 4 Cơ chế chiếu xạ 4 1 5 Các phương pháp xác định thực phẩm chiếu xạ 5 1 6 Hiện trạng thực phẩm chiếu xạ tại Việt Nam 7 CHƯƠNG 2 TÁC ĐỘNG CỦA THỰC PHẨM CHIẾU XẠ LÊN SỨC KHỎE CON NGƯỜI 9 2 1 Cơ chế nhiễm độc phóng xạ 9 2 2 Ảnh hưởng của chiếu xạ thực phẩm lên sức khỏe con người và môi trường 11 CHƯƠNG 3 LỢI ÍCH CHIẾU XẠ THỰC PHẨM MANG LẠI 19 3 1 Khía cạn.

MÔN HỌC: ĐỘC TỐ HỌC

THỰC PHẨM CHIẾU XẠ

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, có khá nhiều các phương pháp được sử dụng để bảo quản thực phẩmnhư phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thường, bảo quản lạnh, bảo quản bằng điềuchỉnh áp suất chân không, bảo quản bằng hóa chất… Trong đó có một phương pháptiêu diệt được các vi khuẩn và vi sinh vật mà vẫn không làm giảm giá trị dinh dưỡngcũng như các vitamin trong thực phẩm, đó là phương pháp chiếu xạ thực phẩm

Trong lịch sử hiện đại, con người đã chứng kiến sự tiến bộ về công nghệ trongnhiều lĩnh vực, một số trong đó đã cho phép thực hiện các hành trình của con ngườitrong không gian vũ trụ, thậm chí lên mặt trăng Một số người ngạc nhiên khi biếtrằng các loại thực phẩm được xử lý bởi bức xạ ion hoá đã có trên những chuyến đinày kể từ những năm đầu của thập niên 1970 [1]

Rất ít kỹ thuật chế biến thực phẩm đã trải qua quá trình đánh giá khoa học,giám sát công khai, tranh luận chính trị và phương tiện truyền thông chú ý Và côngnghệ chiếu xạ thực phẩm cũng vậy, đối với một số người thực phẩm chiếu xạ còntương đối xa lạ Vậy thực phẩm chiếu xạ là gì? Chúng có tác dụng gì đối với cơ thểcon người…? Để trả lời cho vấn đề trên xin mời cô và các bạn cùng tìm hiểu về vấn

đề “thực phẩm chiếu xạ” Trong quá trình tìm hiểu sẽ có nhiều sai sót và nhầm lẫn.Rất mong cô và các bạn góp ý để bài tiểu luận hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG

1.1. Định nghĩa

Thực phẩm chiếu xạ là công nghệ sử dụng năng lượng bức xạ ion hóa để xử lýthực phẩm nhằm nâng cao chất lượng vệ sinh và an toàn thực phẩm Nó là một côngnghệ mới đầy triển vọng trong lĩnh vực an toàn thực phẩm giúp loại bỏ các loại bệnh

do vi sinh vật có nguồn gốc từ thực phẩm gây ra như E.Coli , Salmonella, ClostridiumBotulinum [2]

Quá trình chiếu xạ thực phẩm bao gồm việc tiếp cận, đóng gói hay xếp chồngthực phẩm để kiểm soát cẩn thận lượng bức xạ ion hoá trong khoảng thời gian cụ thể

để đạt được các mục tiêu mong muốn Không làm tăng mức phóng xạ bình thường củathực phẩm, bất kể thực phẩm tiếp xúc phóng xạ trong bao lâu, hoặc "liều lượng" nănglượng hấp thụ được bao nhiêu Nó có thể ngăn sự phân chia các vi sinh vật làm hưhỏng thực phẩm như vi khuẩn và nấm mốc bằng cách thay đổi cấu trúc phân tử củachúng Nó cũng có thể làm chậm chín hoặc trưởng thành của một số loại trái cây vàrau cải bằng cách sửa đổi hay thay đổi các quá trình sinh lý của các mô thực vật

1.2. Phân loại

Có ba lọai tia dùng để chiếu xạ thực phẩm: dùng tia gamma – chất đồng vị phóng

xạ ( như 60Co) được chọn đặc trưng để tác động lên thực phẩm; tia electron – dùngtrực tiếp dòng electron chiếu lên thực phẩm để tiêu diệt vi khuẩn; và tia X – tập trungmột dòng eletron xuyên qua tấm kim loại mỏng để tạo ra tia X Cả dòng electron vàtia X đều được tạo ra từ máy có thể tắt được và không cần phải dùng bất kì chất phóng

xạ nào [3]

1.3. Lịch sử phát triển

Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kì đã chấp thuận chiếu xạ lần đầutiên sử dụng bột mì vào năm 1963, và sau đó phê duyệt việc sử dụng nó trên khoai tâytrắng, gia vị, thịt heo, một số sản phẩm tươi khác ( hành tây, cà chua, nấm, dâu tây).Vào năm 1999 và 2000, chiếu xạ đã được chấp nhận để hạn chế các mầm bệnh trongthịt sống, bao gồm thịt heo, thịt bò Sự chiếu xạ đã được sử dụng trong hơn 30 năm đểbảo quản một số bữa ăn cho phi hành gia sử dụng trong thời gian làm việc trongkhông trung lâu dài Một số nhóm người tiêu dùng đã lo ngại rằng chiếu xạ có thể gây

ra sự hình thành các hợp chất độc hại trong thực phẩm Do những lo ngại này và cácmối quan tâm khác, đã có một lượng nhỏ thực phẩm bị chiếu xạ hạn chế đã được bán

ở Hoa Kỳ Chiếu xạ đã trở nên nổi tiếng vào mùa đông năm 2001 khi quá trình nàyđược Cơ quan Bưu điện Hoa Kỳ thực hiện để khử trùng thư Sau khi lọc bỏ các

phương pháp khác như hơi nước, hơi nóng, bọt than bã và các khí độc khác, dịch vụbưu chính đã tin rằng chiếu xạ là cách để xử lý bệnh than và các mối đe dọa tiềm ẩnkhác.

Hiện nay, trên thế giới có khoảng 40 nước đã cho phép sử dụng công nghệ chiếu

xạ cho khoảng 50 loại thực phẩm và ước tính có khoảng 500 000 tấn thực phẩm đãđược xử lý chiếu xạ mỗi năm [4]

Bảng 1 Lịch sử chiếu xạ thực phẩm

1905

Các nhà khoa học nhận bằng sáng chế về phương pháp bảo quản thực phẩm có sử dụng bức xạ ion hóa để diệt vi khuẩn trong thực phẩm

1921

Hoa Kỳ cấp bằng sáng chế cho một phương pháp tiêu diệt

Trichinella spiralis trong thịt bằng cách sử dụng công nghệ

X-quang

1958 Sửa đổi Luật Thực phẩm, Thuốc và Mỹ phẩm , xác định

nguồn chiếu xạ sử dụng cho chế biến thực phẩm

1963 Chiếu xạ được phê chuẩn sử dụng để tiêu diệt côn trùng

trong lúa mì và bột mì

1964 Chiếu xạ được phê chuẩn sử dụng để ức chế nảy mầm

trong khoai tây trắng (white potatoes)

1966 Quân đội Mỹ và Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ kiến nghị FDA

phê chuẩn chiếu xạ cho thịt giăm bông

1970s Chiếu xạ được NASA thông qua để khử trùng thực phẩm

1980 Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ tiếp tục chương trình chiếu xạ

thực phẩm của quân đội Mỹ

1985 FDA phê chuẩn việc sử dụng chiếu xạ ở liều lượng cụ thể

để kiểm soát Trichinella spiralis trong thịt lợn.

1986 Chiếu xạ được chấp thuận sử dụng trong rau quả để kiểm

soát côn trùng

1990, 1992 Chiếu xạ được chấp thuận sử dụng trong gia cầm để kiểm

soát Salmonella và các vi khuẩn khác.

1997 Chiếu xạ được chấp thuận sử dụng trong thịt bò

2000 Chiếu xạ được cho phép sử dụng trong các sản phẩm thịt

tươi đông lạnh và trứng tươi để kiểm soát Salmonella.

1.4. Cơ chế chiếu xạ

Chiếu xạ là một quá trình mà thực phẩm được truyền qua buồng chiếu, nơi thựcphẩm được tiếp xúc với tia Gamma hay tia X Các tia này có năng lượng đủ mạnh đểphá vỡ các liên kết hóa học, phá hủy các tế bào và màng tế bào, phá vỡ DNA Do đó,chiếu xạ giết chết hầu hết các vi khuẩn , nấm mốc và côn trùng có thể gây nhiễm độcthực phẩm.Việc chiếu xạ cũng làm chậm sự chín của trái cây và sự nảy mầm của rau,cho phép sản phẩm được lưu trữ trong thời gian lâu hơn Bên cạnh đó, chiếu xạ thựcphẩm ảnh hưởng rất ít đến hương vị, cấu trúc và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.Chiếu xạ thực phẩm là quá trình bảo quản thực phẩm, bảo vệ thực phẩm khỏi các

vi sinh vật, côn trùng và các loại sâu bệnh khác So với các quy trình bảo quản thựcphẩm khác, chiếu xạ thực phẩm có nhiều ưu điểm như tiêu thụ năng lượng và chi phíthấp Chiếu xạ thực phẩm là một lựa chọn tuyệt vời cho các chất khử trùng hóa học,chẳng hạn như etylen dibromid và hiệu quả để kiểm soát nhiều bệnh do thực phẩm,như Salmonellosis

Các nhà máy chiếu xạ các loại thực phẩm công nghiệp phải được cấp phép, kiểmsoát và kiểm tra bởi các cơ quan an toàn và vệ sinh của quốc gia, nhiều tổ chức dựatrên các tiêu chuẩn chiếu xạ và các quy tắc chung của IAEA, FAO và WHO để đánhgiá Các đặc điểm chung của tất cả các nhà máy chiếu xạ thương mại là phòng chiếu

xạ và một hệ thống vận chuyển thực phẩm vào và ra khỏi phòng Sự khác biệt cấu trúcchính giữa nhà máy chiếu xạ và bất kì nhà máy công nghiệp khác là tấm bê tông chechắn (độ dày từ 1,5 - 1,8 mét) xung quanh phòng chiếu xạ để đảm bảo rằng bức xạ ionhoá không thoát ra ngoài phòng Trong trường hợp máy phát bức xạ gamma, nguồnphóng xạ liên tục phát ra bức xạ và khi không sử dụng để chiếu xạ thực phẩm thì phảiđược lưu trữ trong bể nước (thường chiều sâu là 6 mét) Được biết đến như là một

trong những lá chắn tốt nhất chống lại bức xạ năng lượng, nước hấp thụ năng lượngbức xạ và bảo vệ người lao động khỏi bị phơi nhiễm nếu họ phải vào phòng Tráingược với máy phát bức xạ gamma, các máy phát điện tử năng lượng cao hoạt độngbằng điện nên có thể tắt được khi không sử dụng Hệ thống vận chuyển được sử dụngtrong nhà máy chiếu xạ thực phẩm lớn thường tương tự như hệ thống sử dụng cho khửtrùng các sản phẩm y tế, nó có thể là một băng tải hoặc một hệ thống đường ray Trongmột máy chiếu tia gamma, kích cỡ của thùng chứa thực phẩm được đưa qua buồngchiếu xạ có thể khác nhau và thiết bị nâng đỡ lên tới 1 m3 có thể được sử dụng Mặtkhác, với các loại máy móc khác nhau, số lượng hoặc độ dày của sản phẩm có thể làmcho nó được chiếu xạ kém hơn và do đó có một sự khác biệt về thiết kế giữa hai loạimáy chiếu xạ [5]

1.5. Các phương pháp xác định thực phẩm chiếu xạ

Sự chiếu xạ nói chung không làm thay đổi đáng kể diện mạo của thực phẩm và do

đó các kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm đã được phát triển để xác định thực phẩmhoặc các thành phần thực phẩm đã phôi nhiễm bởi các bức xạ ion hóa Các kỹ thuậtdung để xác định thực phẩm chiếu xạ gồm sắc ký khí, quang phổ khối, quang phổ,phát quang và phân tích DNA để xác định đặc tính phân tử và quang phổ đặc trưngcho thực phẩm chiếu xạ.[6]

Có thể chia các phương pháp xác định thực phẩm chiếu xạ thành 3 nhóm cơ bảnlà: phương pháp hóa học, phương pháp vật lý và phương pháp sinh học Trong đó, cácphương pháp có mức độ phát triển khác nhau Một số nghiên cứu đã đã được chấpthuận, một số còn đang trong quá trình nghiên cứu.[7]

Phương pháp hóa học

- Proteins: -Tyrosine, Formaldehyde, Crosslinks (quang phổ khối lượng ion hóađiện - electrospray ionization mass spectrometry), Fragmentation(immunochemitry)

- Lipids: Hydrocarbons, 2-Alkylcyclbutanones, Immunochemistry, Lipidhydroperoxides, Cholesterol oxidation products

- Carbohydrates: đồng phân quang học - optical isomers

- Nuclec acids: xét nghiệm miễn dịch, alkaline filtration, agarose electrophorsis

of mt DNA, pulsed field gel electrophoresis, Microgel electrophoresis “CometAssay”

Phương pháp vật lý

- Thay đổi tính chất vật lý: Điện trở - Electrical impedance, Độ nhớt của huyềnphù - Viscosity of suspensions, Phân tích nhiệt - Thermal analysis, Phổ cậnhồng ngoại - Near – infrared spectroscopy (NIR), Cộng hưởng từ hạt nhân -Nuclear magnetic resonance (NMR)

- Xác định điện tử tự do: Phương pháp quang phổ ESR - Electron spin resonance(ESR), Phát quang - Luminescence (chemiluminescence, thermoluminescence,photo – stimulated luminescence)

Phương pháp sinh học:

- Đặc điểm hình thái - Histological/morphological characteristics

- Thay đổi tính nhạy cảm đối với sự hư hỏng vi khuẩn - Changes in microflora

- Thay đổi về côn trùng – Changes in insects

Dấu hiệu nhận biết thực phẩm chiếu xạ trong thương mại.

Tất cả các loại thực phẩm chiếu xạ được bán lẻ ở Hoa Kỳ phải được dán nhãn vớimột Radura – một biểu tượng quốc tế về thực phẩm chiếu xạ Các loại trái cây và rauquả được yêu cầu phải dán nhãn riêng lẻ hoặc có nhãn trên các thùng chứa.Tại Hoa

Kỳ, Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ không quy định phải dán nhãnchiếu xạ từng thành phần riêng lẻ trong thực phẩm đa thành phần (ví dụ các loại giavị) Ở một số cơ quan, chẳng hạn như Hiệp hội Dinh dưỡng Hoa Kỳ, quan tâm về cáctuyên bố ngụ ý rằng thực phẩm chiếu xạ không có mầm bệnh như là “ không cóSalmonella “ bởi vì chiếu xạ thực phẩm không ngăn ngừa sự tái nhiễm của thực phẩmchiếu xạ, có nghĩa là sau khi mở thùng chứa thực phẩm kín đã được xử lí bằng chiếu

xạ có thể bị nhiễm lại các mối nguy từ môi trường bên ngoài [8]

Hình 1 Dấu hiệu nhận biết thực phẩm chiếu xạĐiều quan trọng là phải nhớ rằng chiếu xạ không phải là một biện pháp thay thếcho các quá trình xử lý thực phẩm thích hợp của các nhà sản xuất, nhà chế biến và

người tiêu dùng Thực phẩm chiếu xạ cần phải được lưu trữ, xử lý và nẫu theo cáchtương tự như các loại thực phẩm không chiếu xạ, bởi vì nó vẫn có thể bị lây nhiễm cácsinh vật gây bệnh sau khi chiếu xạ nếu các quy tắc về an toàn vệ sinh thực phẩmkhông được tuân thủ [9]

1.6. Hiện trạng thực phẩm chiếu xạ tại Việt Nam

Ở nước ta công nghệ chiếu xạ thực phẩm đã được nghiên cứu và ứng dụng từ năm

1985 tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Hiện nay cả nước chỉ có vài ba trung tâmchiếu xạ thực phẩm với qui mô bán công nghiệp

Vì sự an toàn về mặt vệ sinh thực phẩm và hiệu quả về kinh tế, chúng ta cần pháttriển công nghệ này nhằm phục vụ việc xử lý, chế biến, bảo quản và xuất khẩu cácmặt hàng nông sản vào các thị trường lớn có các qui định về vệ sinh an toàn thựcphẩm và kiểm dịch nghiêm ngặt như Mỹ, Liên minh châu Âu và Nhật

Đồng thời thực phẩm chiếu xạ cũng góp phần tạo ra nguồn thực phẩm sạch và do

đó sẽ làm giảm những vụ ngộ độc thực phẩm tập thể đang rất hay xảy ra ở nước ta.Khi cây thanh long chiếu xạ ở Việt Nam du nhập vào thị trường Mỹ là bước khởiđầu tốt đẹp cho trái thanh long nói riêng và trái cây Việt Nam nói chung trên conngười vào một thị trường khó tính như Mỹ Những khó khăn khi phát triển thực phẩmchiếu xạ ở nước ta, đó là vốn đầu tư dây chuyền công nghệ, trang bị kho lạnh, thiếucác kĩ sư chuyên ngành

Thực phẩm chiếu xạ chưa được sử dụng rộng rãi vì nước ta cũng như các nướcđang phát triển chưa có nhiều dây chuyền cho chiếu xạ thực phẩm Mặt khác, ngườitiêu dùng chưa được cung cấp đầy đủ thông tin về tính an toàn của thực phẩm chiếu xạcũng như còn cảm giác e ngại vì thực phẩm liên quan đến chiếu xạ

Đối với đa số người dân, khi nghe đến những từ như chiếu xạ, phóng xạ hay đạiloại như thế thì thường có cảm giác sợ và liên tưởng ngay đến bệnh ung thư và vôsinh Nhưng thật ra nếu được cung cấp thông tin đầy đủ thì người dân sẽ nhận thấykhông có gì phải sợ vì những ứng dụng của “ vật lý hạt nhân “ vào các lĩnh vực củađời sống

Thực tế, trong vài năm gần đây, nhiều doanh nghiệp đã đầu tư xây dựng các cơ sởchiếu xạ dùng nguồn Cobalt quy mô công nghiệp để xử lý chiếu xạ bảo quản thựcphẩm, khử trùng y tế chăm sóc sức khỏe đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa và xuấtkhẩu Các thiết bị này 100% được nhập khẩu Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo sảnxuất và lắp đặt trong nước các thiết bị nêu trên hoàn toàn có tính khả thi cao, thúc đẩy

phát triển kinh tế xã hội và góp phần thực hiện chủ trương của Đảng và Nhà nước vềcông nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Với điều này, nhà máy chiếu xạ An Phú đãđược thành lập tại Khu Công nghiệp Bình Minh ở đồng bằng sông Cửu Long [10].

CHƯƠNG 2 TÁC ĐỘNG CỦA THỰC PHẨM CHIẾU XẠ LÊN

SỨC KHỎE CON NGƯỜI

2.1. Cơ chế nhiễm độc phóng xạ

Bất kỳ hoạt động công nghiệp nào cũng có những rủi ro nhất định đối với conngười và môi trường Một trong những rủi ro tại các cơ sở chiếu xạ có liên quan đếnnguy cơ tiềm ẩn phơi nhiễm với bức xạ ion hoá Thiết bị chiếu xạ được thiết kế vớinhiều mức độ bảo vệ dự phòng để phát hiện các thiết bị hoạt động sai lệch và để bảo

vệ nhân viên tránh tiếp xúc với bức xạ Trong điều kiện hoạt động bình thường, tất cảcác tiếp xúc của công nhân với bức xạ đều bị ngăn cản vì nguồn bức xạ được chechắn Các khu vực nguy hiểm tiềm ẩn được theo dõi và một hệ thống khóa ngăn ngừa

sự xâm nhập trái phép vào phòng bức xạ trong khi các sản phẩm đang được chiếu xạđược thiết lập Sự an toàn của người lao động còn phụ thuộc vào các quy trình vậnhành và đào tạo thích hợp Các nhà máy phải được sự chấp thuận của chính quyềntrước khi xây dựng, phải được kiểm tra, kiểm toán định kỳ và một số bài kiểm trakhác để đảm bảo rằng các nhà máy chiếu xạ được vận hành an toàn và đúng cách Ởhầu hết các quốc gia, các quy định yêu cầu kiểm tra định kỳ các cơ sở để đảm bảotuân thủ các điều khoản của giấy phép hoạt động Tuy nhiên như đã nói lúc đầu, bất

kì hoạt động nào cũng có rủi ro nên khi các người lao động và môi trường xung quanh

cơ sở chiếu xạ vẫn có thể bị nhiễm phóng xạ vì các yếu tố khách quan như động đất,thiên tai, tai nạn lao động…gây phóng xạ

Khi bị nhiễm phóng xạ, sức khỏe con người sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng Vậy

cơ chế nhiễm độc là gì, chúng ta hãy cùng tìm hiểu?

Có 2 cơ chế nhiễm độc phóng xạ là trực tiếp và gián tiếp:

Cơ chế trực tiếp:

Năng lượng bức xạ được truyền trực tiếp cho các phân tử sinh học mà chủ yếu làcác đại phân tử hữu cơ, gây nên các tổn thương về cấu trúc, chức năng và tạo tiền đềcho tổn thương tiếp theo Sự biến đổi trong cấu trúc của các đại phân tử sinh học ảnhhưởng tới tốc độ các phản ứng hoá sinh Các phản ứng hoá học xảy ra giữa các phân

tử bị tổn thương hoặc bị kích thích tạo ra các phân tử mới và lạ đối với tổ chức sinhhọc, đa số là chất độc có hại Các hiệu ứng về nồng độ, tác dụng của nhiệt độ, cơ chếtác dụng của một số chất bảo vệ đã chứng minh cho quan điểm tác dụng trực tiếp.Bức xạ tác dụng lên protein làm tổn thương cấu trúc và chức năng điều khiển của

tế bào, tác dụng lên lipid làm tổn thương màng tế bào, giảm dẫn truyền xung động

thần kinh, giảm tính thấm, ảnh hưởng màng mitochondrie làm giảm tổng hợp ATP,còn ảnh hưởng màng lysosom làm giải phóng các enzym phân huỷ protein nội bào.

Cơ chế tác dụng gián tiếp:

Bức xạ ion hoá có thể tác dụng trực tiếp lên ADN trong tế bào, nhưng thường tácdụng gián tiếp bằng con đường hình thành các gốc tự do, đặc biệt là phân ly phân tửnước Các phân tử lipit màng tế bào và các protein của các enzym cũng bị tổn thươnghoặc trực tiếp hoặc gián tiếp

Gốc tự do hình thành do tác động của môi trường sống bởi sự ô nhiễm của: kimloại nặng, thuốc trừ sâu, hóa chất, thuốc diệt cỏ, độc tố gây ung thư, các tia nănglượng cao (phóng xạ)…gốc tự do tấn công vào những phân tử sinh học quan trọngnhất, vào vật chất di truyền, vào màng tế bào và các tế bào miễn dịch Gốc tự do nộisinh (OH-) liên tục gây đột biến gen, sự phân chia tế bào không được kiểm soát, phátsinh ung thư

Trong mô sinh học, thành phần nước chiếm gần 80% khối lượng tế bào và có vaitrò rất quan trọng Khi chiếu xạ vào phân tử nước bao quanh ADN tạo ra các gốc tự

do, trong đó OH- thường gây ra sai lệch cấu trúc phân tử sinh học và phá hủy màng tếbào Gốc tự do làm sai lệch cấu trúc và rối loạn thông tin trên những phân tử sinh học,vật chất di truyền và tế bào Gốc tự do là nguyên nhân của các quá trình bệnh lý, ungthư, lão hoá và chết theo chương trình

Tác dụng của phóng xạ tương tự tác dụng của những chất độc sinh ra trong hô hấp

tế bào, chỉ khác ở chỗ là trong hô hấp tế bào, các gốc sinh ra ở ty thể và vùng lân cậnnên tác hại thường khu trú ở ADN và enzym ở ty thể Trái lại, với phóng xạ, gốc tự dosinh ra cả ở nội bào cũng như ngoại bào, nên hậu quả nặng nề hơn

Gốc tự do thường tấn công vào các axid béo không no, do các nối đôi là nơi giàucác điện tử mà chúng muốn chiếm lấy Màng sinh học chứa nhiều acid béo chưa no lànơi bị các gốc tự do tấn công tạo ra phản ứng dây chuyền làm tan rã cấu trúc màng.Nếu không bị ngăn chặn, màng tế bào sẽ bị tấn công và phá huỷ Ngoài các proteintrên màng với vai trò receptor, kháng thể hay enzym vận chuyển các chất qua màngcũng khá nhạy cảm với gốc tự do Các gốc tự do hình thành: L-, HOO- , LO- , OH- ,LOO- gây tổn hại màng tế bào, rối loạn cân bằng nội môi, phá huỷ cấu trúc màng,peroxyt hoá lipit màng lan truyền, biến đổi các protein màng, thay đổi tính thấm, tínhđàn hồi, khả năng trao đổi chất của màng TB Bơm Na+ - K+ - ATPaza bị tổn thươngbởi HO2’ dẫn đến phù tế bào Rối loạn hằng định nội môi của Ca++ làm rối loạn traođổi ion qua màng, dẫn đến giảm ATP Gốc tự do còn phá huỷ tế bào bằng cách tấn

công vào ADN và lysosom làm các enzym từ lysosom giải phóng và tiêu huỷ ngaychính tế bào hay phá huỷ tế bào bằng cách kết hợp các protein với nhau trong một quátrình gọi là sự liên kết chéo, làm các phân tử đông vón lại với nhau không đảm nhậnđược chức năng sinh lý bình thường.

Những tác động trường diễn của gốc tự do lên hệ thống miễn dịch có thể dẫn tớihậu quả trên diện rộng: khi gốc tự do bắt đầu huỷ hoại màng tế bào, các chất của quátrình viêm như các prostaglandin được giải phóng, những chất này áp chế hệ miễndịch, giảm đề kháng với nhiễm trùng và ngay cả với bệnh viêm thoái hoá, bệnh tựmiễn và ung thư Trong khi bảo vệ cơ thể, chính bạch cầu cũng bị chết và giải phóng

ra hàng loạt gốc tự do Gốc tự do sẽ dẫn đến làm suy giảm, sai lệch hệ thống miễndịch Sức đề kháng cơ thể do đó ngày càng giảm

Tương quan giữa tác dụng trực tiếp và tác dụng gián tiếp phụ thuộc vào cơ chất bịchiếu Trong các cấu trúc sinh học “đặc” như nhân tế bào thì tác dụng trực tiếp caohơn, còn các cấu trúc chứa nhiều nước thì tác dụng gián tiếp cao hơn [11]

2.2. Ảnh hưởng của chiếu xạ thực phẩm lên sức khỏe con người và môi

trường

Đặc điểm của các phân tử sinh học là có kích thước lớn, thường bao gồm nhiềuliên kết hoá học Khi chiếu xạ, năng lượng bức xạ truyền trực tiếp hoặc gián tiếp chocác phân tử, có thể phá vỡ các liên kết hoá học hoặc phân li các phân tử sinh học, làmmất các thuộc tính sinh học của chúng

Ngoài nước và các chất khoáng vô cơ, trong thành phần cấu trúc của tế bào có 4nhóm chất hữu cơ chính là protein (15%), lipid (2%), acid nucleic (1%) vàcarbohydrat (1%)

+ Protein vừa là thành phần cấu trúc vừa là yếu tố điều hoà trong một số quá trìnhhoạt động của tế bào Do đó tổn thương protein có thể ảnh hưởng đến cả cấu trúc vàchức năng tế bào

+ Tổn thương lipid làm tổn thương chức năng màng tế bào: thay đổi tính thấmqua màng, giảm tốc độ dẫn truyền các xung động thần kinh Tổn thương màng các tylạp thể ảnh hưởng đến sự tổng hợp ATP, tổn thương màng lisosom làm giải phóng ồ ạtcác enzym phân huỷ protein trong tế bào

+ Trong sinh học phóng xạ, carbohydrat được coi là ít có ảnh hưởng hơn so vớiADN, lipid và protein Tuy nhiên, một số carbohydrat có vai trò sinh học nhất định,khi bị tổn thương sẽ gây nên những tác dụng không tốt Chẳng hạn như polysaccarid

đối với màng tế bào, các aminoglycan trong thành phần của dịch khớp, cácmucopolysaccarid trong cấu trúc thành mạch

+ ADN là chất liệu di truyền Có thể chia tổn thương phân tử ADN làm hai loại:đứt gãy chuỗi và tổn thương tạo cầu liên kết Đứt gãy chuỗi là những tổn thương đặctrưng do bức xạ ion hóa gây ra Tổn thương ADN gây chất tế bào, mất khả năng sinhsản, gây đột biến ADN bị tổn thương do cả tác dụng trực tiếp và gián tiếp Các sảnphẩm hoá học độc hại hình thành ở lân cận ADN, khuếch tán tới ADN gây ra nhữngtổn thương cho phân tử ADN Gốc tự do tác động lên ADN, gây đứt gãy đơn và đứtgãy kép Tỷ lệ các đứt gãy kép so với đứt gãy đơn khoảng 1:25 Thành phần cấu trúc

cơ bản của nhiễm sắc thể là ADN, tổn thương nhiễm sắc thể xuất phát từ tổn thươngADN Đột biến xảy ra khi trình tự hoặc số lượng các nucleotide trong genom ADN bịthay đổi Sự biến đổi này có thể là biến đổi số lượng (trisomy-tam bội; monosomy-đơn bội; mosaic) và cấu trúc của nhiễm sắc thể (mất đoạn, chuyển đoạn, đảo đoạn ).Nếu bộ nhiễm sắc thể mang một trong những biến loạn này thì sẽ có biểu hiện kiểuhình dị dạng hoặc sẩy thai liên tiếp, nếu di truyền cho thế hệ sau thì con sinh ra sẽ bị

Hình 2 A: Thông tin di truyền bị biến đổi do chiếu xạ