ảnh hưởng của bức xạ lên sự phát triển của vi sinh vật và đưa ra ứng dụng trong bảo quản thực phẩm

- Xử lý: có hai cách xử lý chọn một trong hai + Chỉ xử lý chiếu xạ: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm lượng nước thấp, ít hợp chất bay hơi như màu mùi, hàm lượng Vitamin không

45

43

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Trần Quốc Huy, Bài giảng Vi sinh vật học thực phẩm, 2011

[2] Trần Đại Nghiệp – Giáo trình công nghệ bức xạ - Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật – Năm 2002 – 83 trang

[3] Trần Đại Nghiệp – An toàn bức xạ - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Năm

[6] Dose Coefficients for Intakes of Radionuclides by Workers, ICRP Publication

68, Annals of the ICRP, 24(4), Pergamon Press, Oxford, 1995

[7] cácwebsite:

http://www.ifst.org/ : Institute of Food Science & Technology

http://www.fcs.uga.edu/: 3.html#docuse

http://www.fcs.uga.edu/pubs/current/FDNS-E-http://www.ext.vt.edu/: Virgina Cooperative Extention

http://www.ext.vt.edu/pubs/foods/458-300/458-300.html#L1

http://www.food-irradiation.com/basics.htm#Top

42

Cột 2: Tỉ lệ tiêu thụ khi sản phẩm có dán logo cho biết đã xử lý bằng chiếu xạ

Cột 2: Tỉ lệ tiêu thụ khi sản phẩm có dán logo cho biết đã xử lý bằng chiếu xạ và

Vấn đề cản trở sự ứng dụng của xử lý chiếu xạ là chi phí đầu tư quá cao, đòi hỏi phải có năng suất lớn để giảm chi phí tính trên một đơn vị sản phẩm Nhưng sự cản trở lớn nhất chính là sự e ngại thậm chí chống đối của người tiêu dùng Hoa Kỳ là một trong những nước tiên phong sử dụng công nghệ này nhưng người dân cho đến nay vẫn còn không tin tưởng Ngày 23 -11 -2002, học sinh và phụ huynh đã biểu tình tại Missouri khi biết được các phần ăn trưa tại trường học đã qua xử lý chiếu xạ Việc này chỉ kết thúc khi

cơ quan giáo dục của Bang chấm dứt hợp đồng với nhà cung cấp suất ăn trên Ngày 23 –

11 đã được chọn là ngày chống thực phẩm chiếu xạ (Interntional Anti-Food Irradiation Day) Cho đến nay sự phản đối này vẫn còn rất mạnh mẽ Ớ châu Âu, các sản phẩm chiếu

xạ cũng không có được sự ủng hộ, thậm chí một số quốc gia còn không cho phép như Đức, Na Uy… Ở Pháp, tuy chính phủ cho phép lưu hành các sản phẩm xử lý chiếu xạ nhưng người dân thì vẫn tẩy chay, nhất là các mặt hàng có xuất xứ từ Hoa Kỳ

39

Thông tin về ứng dụng xử lý bức xạ trên thế giới

Hiện nay đã có 41 quốc gia cho phép sản phẩm được xử lý bằng bức xạ với vơn 60

chủng loại sản phẩm, các quốc gia tiêu biểu là: Hoa Kỳ, Anh, Hà Lan , Pháp Tuy nhiên

có một số nước tiên tiến lại cấm phương pháp này như Đức, Nga, Thụy Điển, Na Uy Các

sản phẩm xử lý chiếu xạ cũng không được nhập vào các nước này Lý do có thể lo ngại

sự không an toàn hay vì bảo hộ sản phẩm trong nước Ở Anh, luật về vấn đề xử lý bức xạ

được đưa ra vào năm 1997 quy định liều chiếu tối đa cho các loại sản phẩm

37

Hình 3: Mô hình thiết bị xử lý bằng bức xạ

Hình 4: Mô hình một thiết bị sử dụng đồng vị phóng xạ

36

Hình 2: Mô hình một thiết bị sử dụng đồng vị phóng xạ

1, Nơi chứa đồng vị phóng xạ 2, thiết bị điều khiển 3, băng chuyền nhập liệu 4, băng

chuyền tháo sản sản phẩm 5, nơi chứa nguyên liệu thô 6, nơi chứa sản phẩm sau chiếu

xạ, 7, tường bảo vệ bằng bê tông

Chiếu xạ thanh long ở Bình Thuận theo yêu cầu ở các xuất khẩu

- Ưu điểm: chi phí năng lượng thấp hơn so với việc sử dụng máy gia tốc Các tia gamma có độ đâm xuyên khá cao

- Nhược điểm: máy này sinh ra chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường

34

Máy chiếu xạ cobalt 60 khá thông dụng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm

b Máy phát tia gamma

Mô hình hệ thống chiếu xạ phát tia gamma

33

- Bộ phận tạo dòng electron: đây là bộ phận sinh các electron

- Bộ phận gia tốc electron: năng lượng của mỗi electron sẽ phụ thuộc vào tốc

độ chuyển động của nó Khi tốc độ chuyển động của electron càng nhanh thì năng lượng của electron sẽ càng lớn Bộ phận gia tốc electron có mục đích là gia tăng mức năng lượng của các electron được sinh ra từ bộ phận tạo dòng electron

- Bộ phận định hướng dòng electron: bộ phận này có chức năng hiệu chỉnh quỹ đạo chuyển động của các electron

- Bộ phận tách electron: đây là cửa thoát của các dòng electron từ máy gia tốc thông ra bộ phận này dòng electron sẽ thoát ra ngoài máy gia tốc và tác động lên mẫu thực phẩm cần chiếu xạ

- Ưu điểm: khi sử dụng máy này có thể tạo ra những dòng electron với các mức năng lượng khác nhau Ngoài ra hoạt động của máy không gây ô nhiễm môi trường

- Nhược điểm: kích thước các máy lớn, cồng kềnh

32

Hình III.2 Thí nghiệm so sánh các phương pháp xử lý

Dâu tây không xử lý và

xử lý bằng phương pháp nhiệt đều bị thối rữa Trong khi dâu tây xử lý bằng chiếu xạ 1kGy, 1.5 kGy và kết hợp chiếu xạ -

xử lý nhiệt đều còn nguyên vẹn Điều này cho thấy thực phẩm xử

lý bằng chiếu xạ có thời gian bảo quản lâu nhất

Tóm lại việc lựa chọn thông số và quy trình xử lý thích hợp phụ thuộc vào sản phẩm, chất lượng mong muốn và vốn đầu tư Chi phí đầu thư cho một nhà máy dạng này không phải thấp nhưng chi phí vận hành ít và hiệu quả mang lại rất cao

Không xử lý Chiếu xạ

1kGy

Chiếu xạ 1.5 kGy

Xử lý nhiệt 10 phút Xử lý nhiệt 10 phút và

chiếu xạ 1.5 kGy

31

Chiếu xạ kết hợp làm lạnh đột ngột: Trong băng chuyền nhập liệu, trước khi đến nguồn bức xạ, sản phẩm sẽ đi qua bộ phận phun hơi lạnh dạng tuyết hay hơi Nitơ lỏng Phương pháp này tiêu diệt vi sinh vật rất hiệu quả vì kết hợp được chiếu xạ và sốc nhiệt Nhưng tế bào rau quả cũng bị phá vỡ theo, đặc biệt là các loại rau quả có hàm lượng nước cao, làm giảm chất lượng sản phẩm Cho nên phương pháp này thích hợp với

xử lý ngũ cốc, táo…

Thông số quan trọng của quá trình xử lý là liều chiếu Cho đến nay vẫn chưa có một nghiên cứu nào tổng quát cho tất cả các loại rau quả Các thông số trình bày

ở trên chỉ là thông số do các nhà sản xuất cung cấp Chúng được thiết lập từ thực nghiệm

và ứng với một số các sản phẩm cụ thể Mặt khác ứng với một loại sản phẩm thì thông số

do các nhà sản xuất khác nhau thì cũng không giống nhau Điều này cho thấy vấn đề này còn phải nghiên cứu sâu hơn nữa Tóm lại ta có thể rút ra các nguyên tắc sau

- Để tiêu diệt vi sinh vật thì cần xử lý chiếu xạ liều cao (trên 10kGy) hay với liều thấp hơn với phương pháp chiếu xạ kết hợp làm lạnh Một số chủng vi sinh vật cần liều chiếu xạ rất cao, lên đến 50kGy (nếu không làm lạnh)

- Các sản phẩm chứa nhiều hợp chất bay hơi (màu và mùi), Vitamin, nước thì phải hạ thấp liều chiếu xạ, nếu muốn chiếu xạ liều cao thì phải làm lạnh hay chấp nhận giảm chất lượng ở mức cho phép

- Nếu mục đích chiếu xạ là làm giảm các hoạt động sinh lý của thực vật như

hô hấp, chín, nảy mầm thì liều chiếu xạ thấp, dưới 2000 Gy

+ Sau đây là kết quả thí nghiệm so sánh các phương thức bảo quản trên dâu tây Dâu tây sau khi xử lý được bảo quản ở nhiệt độ 30C Kết quả thu được sau 25 ngày như sau: Dâu tây sau 25 ngày bảo quản lạnh ở 3

o

C

30

- Đóng kiện: rau quả sau khi sơ chế được đóng kiện để thuận tiện cho việc nhập liệu, tháo liệu, xếp đặt trong buồng xử lý Vật liệu chế tạo kiện tốt nhất là các kim loại nhẹ và bền như nhôm, các hợp kim nhôm, thép không rỉ Ưu điểm của kiện làm bằng kim loại có thể sử dụng lâu dài Nếu không có điều kiện thì có thể thay thế bằng giấy hay nhựa Tuy nhiên sau một thời gian chiếu xạ phải thay thế mới Nếu quy trình xử lý cho một hay một vài loại rau quả gần giống nhau thì có thể tạo hình cho kiện khớp với hình dáng của loại rau quả đó Điều này giúp cho việc sắp xếp đơn giản, tránh cho các quả bị giập, nát

- Xử lý: có hai cách xử lý (chọn một trong hai)

+ Chỉ xử lý chiếu xạ: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm lượng nước thấp, ít hợp chất bay hơi như màu mùi, hàm lượng Vitamin không đáng kể Cách xử lý này đơn giản và chi phí thấp Các loại rau quả thích hợp là: ngũ cốc, các loại quả có hàm lượng tinh bột cao như khoai tây, chuối

+ Xử lý chiếu xạ kết hợp làm lạnh: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm lượng nước, Vitamin cao, có chứa nhiều hợp chất bay hơi như màu và mùi Xử lý chiếu

xạ kết hợp làm lạnh giúp làm giảm sự thất thoát màu, mùi và Vitamin, giảm liều chiếu so với xử lý bức xạ thường Cách này có ba dạng tiến hành

Làm lạnh trước sau đó chiếu xạ: Cách tiến hành này ứng dụng trong việc hạn chế các hoạt động sinh lý của rau quả như hô hấp, chín, nảy mầm Tuy nhiên không tiêu diệt được vi sinh vật vì chúng tồn tại dưới dạng bào tử, có khả năng chống tia bức xạ mạnh

Chiếu xạ và làm lạnh cùng lúc: Buồng xử lý chiếu xạ cũng là buồng lạnh Phương pháp này cho hiệu quả xử lý cao, giảm lượng vi sinh vật cũng như đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm Tuy nhiên chi phí đầu tư sẽ cao

29

- Sơ chế: bao gồm các quá trình rửa, cắt gọt Mục đích của quá trình sơ chế là để

rửa sạch các chất bẩn còn bám trên bề mặt rau quả, tạo hình cho sản phẩm

Sản phẩm rau quả tươi

Sản phẩm sau xử lý

Bảo quản

b) Kéo dài thời gian bảo quản

c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

1,0

1,0

0,5

7,0

3,0

2,0

Loại 6: Rau khô,

gia vị và thảo mộc

a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

b) Diệt côn trùng, ký sinh trùng

2,0

0,3

10,0

1,0

Loại 7: Thực

phẩm khô có nguồn

gốc động vật

a) Diệt côn trùng, ký sinh trùng

b) Kiểm soát nấm mốc c) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

0,3

1,0

2,0

1,0

3,0

7,0

3.10 Quy trình chiếu xạ trong bảo quản rau quả

0,1

0,2

Loại 2: Rau, quả

tươi (trừ loại 1)

a) Làm chậm quá trình chín

b) Diệt côn trùng, ký sinh trùng

c) Kéo dài thời gian bảo quản

d) Xử lý kiểm dịch

0,3

0,3

1,0

0,2

1,0

1,0

2,5

1,0

b) Giảm nhiễm bẩn vi sinh vật

c) Ức chế sự nảy mầm

0,3

1,5

0,1

1,0

5,0

0,25

b) Kéo dài thời gian bảo quản

c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

1,0

1,0

0

7,0

3,0

2

26

cả thực phẩm chiếu xạ và không chiếu xạ, các VSV thối hỏng vẫn phát triển và cảnh báo người tiêu thụ về thực phẩm hỏng trước khi vi khuẩn gây ngộ độc có thể sinh độc tố

3.8.Ảnh hưởng của chiếu xạ đối với bao bì sản phẩm:

Thực phẩm thường chiếu xạ sẽ được đóng sẵn trong bao bì sản phẩm cuối của nó

để chống tái nhiễm Điều này làm nảy sinh vấn đề liệu chiếu xạ có ảnh hưởng gì đến bao

bì mà sau đó có thể truyền vào thực phẩm Ảnh hưởng của chiếu xạ lên chất dẻo và bao

bì khác đã được khảo sát trong những năm 60 và 70 của thế kỷ trước, để nhận dạng vật liệu bao bì an toàn dùng trong chương trình không gian của NASA Một số nhất định các vật liệu đã được phép sử dụng làm bao bì cho thực phẩm chiếu xạ Số lượng hạn chế này phản ánh các đòi hỏi của NASA, mà không phải vì các khó khăn trong việc nhận diện bao bì an toàn Hiện nay, nhiều vật liệu bao bì vẫn chưa được đánh giá Việc kiểm tra và cho phép một số lớn hơn vật liệu bao bì là rất quan trọng để thương mại hóa thành công

các loại thực phẩm chiếu xạ

3.9.Giới hạn cụ thể về liều chiếu với từng loại thực phẩm:

Sau nhiều nghiện cứu về chieu61xa5 thực phẩm ở Việt Nan, nhất là các công trình phối hợp giữa trung tâm chiếu xạ Hà Nội, Viện NLNTVN và một số viện nghiên cứu thuộc bộ y tế, ngày 14 tháng 10 năm 2004,Bộ Y Tế Việt Nam đã đưa ra quyết định

số 3616/2004/QĐ-BYT về việc ban hành “ Quydinh95 vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ” danh mục thực phẩm được phép chiếu xạ

và giới hạn liều hấp thụ tối đa được quy định trong bảng sau:

Liều hấp thụ (kGy)

T

ối thiểu

T

ối đa

máy chế biến thực phẩm được

3.7.Khác biệt cơ bản giữa việc bảo quản thực phẩm bằng xử lý chiếu xạ và các

phương pháp bảo quản thực phẩm truyền thống khác

Chiếu xạ làm cho thực phẩm an toàn hơn giống như quá như quá trình thanh trùng (pasteurization) nhờ việc tiêu diệt các vi sinh vật có trong thực phẩm Không giống

xử lý nhiệt, là một quá trình xử lý lạnh, bức xạ được sử dụng để thanh, tiệt trùng thực phẩm mà không gây ra những thay đổi về độ tươi và kết cấu thực phẩm Cũng không giống như xông hơi hóa chất, bức xạ không để lại bất kỳ lưu lượng độc hại nào trong thực phẩm và có thể đươc dùng để xử lý các loại hàng hóa đã đóng gói một cách có hiệu quả hơn

Xử lý chiếu xạ thường áp dụng trong bảo quản thực phẩm, có thể tiêu diệt gần hết nhưng không phải hoàn toàn các VSV có trong thực phẩm, mục đích của nó không phải

là tiệt trùng thực phẩm Ngoại trừ một số trường hợp chiếu xạ liều cao đến 30 – 50 kGy hoặc cao hơn để sản xuất một số loại thực phẩm hoàn toàn vô trùng dành cho các nhà du hành vũ trụ hoặc những bệnh nhân nặng đang trong giai đoạn hồi phục

 Giống với bất kỳ thực phẩm nào khác, người tiêu thụ phải lựa chọn cẩn thận để đảm bảo các VSV gây hại tiềm ẩn không gây ra vấn đề về sức khỏe Chiếu xạ liều dưới 10 kGy không thể tiêu diệt hoàn toàn các VSV Sau khi xử lý, một số ít các VSV vẫn còn tồn tại trong thực phẩm có thể lại bắt đầu sinh sôi nếu thực phẩm không được giám sát phù hợp Các VSV gây bệnh trong thực phẩm chiếu xạ vẫn nguy hiểm, nhưng độc tính không cao bằng VSV trong thực phẩm không chiếu xạ Chiếu xạ cũng không giết hết các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong

24

 Bức xạ chỉ gây ra những biến đổi hóa học không đáng kể và có thể xem là

vô hại đối với thực phẩm Các hiệu ứng bức xạ có thể dẫn đến hình thành một số “dạng phân ly phóng xạ” trong thực phẩm chiếu xạ (glucose, acid formic, acethadehyde và khí )giống như tronh quá trình xử lý nhiệt Các sản phẩm phân ly phóng xạ nước, các dung dịch vô cơ hay hữu cơ hòa tan trong nước, các hợp chất hữu cơ phân cực và không phân cực… đã được nghiên cứu kỹ lưỡng và không có bằng chứng cụ thể nào về tính độc hại của chúng

 Trong nửa cuối thế kỷ trước,hàng loạt công trình nghiên cứu khoa học với các kỹ thuật phân tích hiện đạiđã xác định và phân loại các sản phẩm trung gian hình thành tronh thực phẩm được xử lý chiếu xạ Kết quả không tìm thấy bất kỳ hóa chất dị thường nào trong thịt, sữa, trứng, rau quả,… chiếu xạ.Tính lành của thực phẩm chiếu xạ

đã được chứng minh thông qua các nghiên cứu trên cơ thể sống Các thử nghiệm đánh giá độc tố chung, thử đột biến,dinh dưỡng, hiệu ứng tim mạch và đánh giá rủi ro quái thai cho thế hệ con cháu đã được tiến hành trên các tế bào nuôi cấy và động vật

 Tất cả các biện pháp chế biến thực phẩm và thậm chí bảo quản thực phẩm tại nhiệt độ phòng trong một vài giờ sau khi thu hoạch đều có thể làm giảm hàm lượng một số chất dinh dưỡng, như mất các vitamin Trong khi các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh là hàm lượng các chất dinh dưỡng chính như protein, lipid, glucide gần như không thay đổi khi xử lý thực phẩm bằng chiếu xạ với liều chiếu lên đến 10 kGy Khi chiếu xạ liều thấp, sự giảm dinh dưỡng hoặc không thể đo được, hoặc là không đáng kể nếu có thể phát hiện được Khi chiếu xạ liều cao thường dùng để kéo dài thời gian bảo quản hoặc kiểm soát các VSV nguy hại, sự suy giảm dinh dưỡng là ít hơn hoặc tương tự như khi nấu chín hoặc đông lạnh

 Chiếu xạ cũng như các phương pháp bảo quản khác không thể phân hủy thuốc bảo quản còn tồn đọng trong thực phẩm Mặc dù, một số độc tố cũng có thể bị phân hủy khi xử lý chiếu xạ liều rất cao, song ở liều chiếu đó thực phẩm cũng bị phân