thảo luận CHIẾU XẠ THỰC PHẨM

Tuy nhiên cũng giống như các công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm bằng hoá học hoặc bằng nhiệt, công nghệ chiếu xạ thực phẩm cũng đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở sản xuất chế biến th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

MÔN SEMINAR CHUYÊN NGÀNH:

GVHD: Thầy Luân SVTH: Nguyễn Thị Phương Túy MSSV:11139137

CHIẾU

XẠ

THỰC

PHẨM

Thực phẩm chiếu xạ đã được chứng minh là lành tính và mang lại những lợi ích kinh tế - xã hội to lớn Tuy nhiên cũng giống như các công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm bằng hoá học hoặc bằng nhiệt, công nghệ chiếu xạ thực phẩm cũng đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở sản xuất chế biến thực phẩm phải tuân thủ những yêu cầu nhất định về liều chiếu, qui cách sản phẩm và điều kiện lưu kho, vận chuyển và chế biến thực phẩm sau khi chiếu xạ.

Hiện nay trên thế giới có trên 30 nước sử dụng công nghệ này để

xử lý và bảo quản hơn 40 loại thực phẩm khác nhau bao gồm trái cây, rau, ngũ cốc, thịt, gia cầm

Tính an toàn về mặt sức khỏe cũng như lợi ích về mặt kinh tế của thực phẩm chiếu xạ đã được các tổ chức có uy tín của LHQ như

Tổ chức Y tế thế giới (WHO), Tổ chức Lương nông (FAO) và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) nghiên cứu đầy đủ và công nhận

Trong những năm gần đây đã có những nhìn nhận tiến bộ về lợi ích mà bức xạ gamma có thể mang lại cho việc nâng cao chất lượng lượng thực thực phẩm cũng như nhiều lĩnh vực khác

Số lượng các nước trên thế giới chiếu xạ thực phẩm:

2. Cơ chế diệt khuẩn của bức xạ thực phẩm:

Tia bức xạ, đặc biệt là tia Roentgen và tia γ có khả năng xuyên sâu mạnh Bức xạ khi tương tác với vật chất thì gây ion hóa Lơi dụng tính chất này, người ta sử dụng phương pháp chiếu xạ để biến đổi chất hữu

cơ trong tế bào gây ức chế hoặc tiêu diệt quá trình sống Đặc biệt đối với

cơ thể đơn bào như VSV có thể bất hoạt hoặc chết ngay lập tức do sự thay đổi cấu trúc màng tế bào và tác động trực tiếp lên hệ enzyme Tuy nhiên tác động quan trọng nhất của chiếu xạ là thay đổi cấu trúc DNA vàRNA Nếu chiếu xạ ở một liều thì việc phục hồi các đứt gãy trong cấu trúc DNA sẽ không thực hiện được và khi đó tế bào sẽ bị chết trong quá trình phân bào, VSV gây bệnh không thể phát triển được hay bất hoạt khả năng sinh sản của VSV, ảnh hưởng lên quá trình tang trưởng và pháttriển của VSV Sự tác động này bắt đầu có hiệu quả sau khi chiếu xạ một thời gian ngắn

Khả năng chịu đựng chiếu xạ bằng bức xạ iôn hóa của từng loại, loài vi sinh được đặc trưng bằng liều D10 Liều D10 là liều chiếu xạ mà 90% vi sinh bị tiêu diệt Ở một vùng liều chiếu nhất định, lượng vi sinh sống sót sau khi chiếu xạ được biểu diễn bằng công thức:

Mức độ VSV bị tiêu diệt bằng bức xạ ion hóa phụ thuộc vào:

- Kích thước DNA

- Tốc độ hồi phục của chúng

- Liều diệt VSV gây bệnh đối với thực phẩm đông lạnh cao hơn thực phẩm ở nhiệt độ bình thường

- Bảng 1: đưa ra một số giá trị liều D]0 của một số loài vi sinh gây bệnh.

ST T

Bảng 2 Dải liều Dio gây chết cho các cơ thể sinh học.

3. Hàm lượng chiếu xạ quy định :

Nhờ sử dụng tia phóng xạ ở cường độ quá thấp, nên sản phẩm chiếu xajsexkhông trở nên phát xạ được để gây hại đên sức khỏe của chúng ta Cường độ 0.15kGy (kilo Gray) có thể làm ngăn cản sự nẩy mầm của củ hành và củ khoaiTây Cường độ từ 3 đến 7 kGy có thể diệt khuẩn E.Coli và vi khuẩn

Salmonelle

3.1 Danh mục sản phẩm được phép chiếu xạ và giới hạn liều hấp thụ tối đa::

TT Loại thực phẩm Mục đích chiếu xạ

Liều hấp thụ (kGy) Tối thiểu Tối đa

2

Loại 2: Rau, quả tươi

(trừ loại 1)

a) Làm chậm quátrình chín

b) Diệt côn trùng, kýsinh trùng

c) Kéo dài thời gianbảo quản

b) Giảm nhiễm bẩn visinh vật

b)Kéo dài thời gian bảo quản

1,0

1,0

7,0

3,0

dạng tươi sống hoặc

lạnh đông

c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

b)Kéo dài thời gian bảo quản

c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

b) Diệt côn trùng, ký sinhtrùng

c) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

0,3

1,02,0

1,0

3,07,0

Hiện nay, chiếu xạ thực phẩm ở nước ta dựa trên các tiêu chuẩn sau:

1 TCVN 7249

Tiêu chuẩn thực hành đo liều áp dụng

cho thiết bị chiếu xạ chùm tia electron

và bức xạ hãm (bremsstrahlung) dùng

để xử lý thực phẩm

(Practice for dosimetry in electron and bremsstralung irradiation facilities for food processing)

2 TCVN 7247Thực phẩm chiếu xạ Yêu cầu chung

(Irradiated foods General

requirements )

3 TCVN 7412

Thực phẩm Phát hiện thực phẩm chiếu

xạ bằng phương pháp nhiệt phát quang

đối với loại có thể tách khoáng silicat

(Foodstuffs Thermoluminecence

detection of irradiated food from which

silicate minerals can be isolated)

4 TCVN 7413

Quy phạm thực hành chiếu xạ tốt đối

với thịt gia súc và thịt gia cầm đóng

gói sẵn (để kiểm soát mầm bệnh

và/hoặc kéo dài thời gian bảo quản)

(Code of good irradiation practice for

prepacked meat and poultry (to control

pathogenns and/or extend shelf-life) )

5 TCVN 7416

Quy phạm thực hành chiếu xạ tốt để

diệt côn trùng trong cá khô và cá khô

ướp muối

(Code of good irradiation practice for

insect disinfestation of dried fish and

salted and dried fish)

6 TCVN 7408

Thực phẩm Phát hiện thực phẩm chiếu

xạ đối với loại thực phẩm cóchứa chất

béo Phân tích hydrocacbon bằng sắc

ký khí

(Foodstuffs Detection of irradiated food containing fat Gas

chromatographic analysis of hydrocarbons)

7 TCVN 7410Thực phẩm Phát hiện thực phẩm chiếu

xạ đối với loại thực phẩm có chứa xương Phương pháp quang phổ ESR(Foodstuffs Detection of irradiated food containing bone Method by ESR spectroscopy )

8 TCVN 7415Quy phạm thực hành chiếu xạ tốt để kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh và các vi khuẩn khác trong gia vị, thảo mộc và các loại rau thơm (Code of good irradiation practice for the control of pathogens and

othermicroflora in spices, herbs and other vegetable seasonings)

9 TCVN 7414Quy phạm thực hành chiếu xạ tốt để kiểm soát vi khuẩn trong cá, đùi ếch vàtôm

Code of good irradiation practice for the control of microflora in fish, frog legs and shrimps

10 TCVN 7509

3.2 Yêu cầu đối với thực phẩm chiếu xạ:

• Thực phẩm trước khi chiếu xạ đã được chế biến trong điều kiện bảo đảm vệ sinh, đạt chất lượng theo các tiêu chuẩn tương ứng

• Không được chiếu xạ lại thực phẩm trừ trường hợp : ngũ cốc,đậu đỗ,các loại thực phẩm khô và các hàng hóa khác tương tự được chiếu xạ với mục đích kiểm soát tái nhiễm côn trùng hoặc ức chế sự nảy mầm

Thực phẩm không được coi là chiếu xạ lại nếu:

- Thực phẩm chế biến từ nguyên liệu đã được chiếu xạ ở liều lượng hấp thụ không lớn hơn 1kGy;

- Thực phẩm đem chiếu xạ chứa không quá 5% thannhf phần theo khối lượng đã được chiếu xạ

- Yêu cầu công nghệ đặc thù phải chiếu xạ qua nhiều giai đoạn để tổng liều hấp thụ ở các giai đoạn của quá trình chế biến dạt được giá trị đủ gây hiệu quả mong muốn

4. Liều lượng chiếu xạ quy định cho mỗi loại thực phẩm:

Ứng dụng liều thấp (lên đến 1 kGy)

• Nảy mầm ức chế trong bóng đèn và củ 0,03-0,15 kGy

• Chậm trễ trong trái cây chín 0,25-0,75 kGy

• Diệt côn trùng bao gồm cả xử lý kiểm dịch và loại bỏ các thực phẩm chịu kýsinh trùng 0,07-1,00 kGy

Ứng dụng liều trung bình (1 kGy đến 10 kGy)

Giảm của các vi khuẩn gây hư hỏng để kéo dài tuổi thọ của thịt, gia cầm và hải sản trong tủ lạnh 1,50-3,00 kGy

• Giảm của các vi khuẩn gây bệnh trong thịt tươi và đông lạnh, thịt gia cầm vàhải sản 3,00-7,00 kGy

• Giảm số lượng vi sinh vật trong các loại gia vị để cải thiện chất lượng vệ sinh 10.00 kGy

Ứng dụng liều cao (trên 10 kGy)

Các liều này cao trên những người hiện đang được phép ở Mỹ cho mặt hàng thực phẩm thương mại của FDA và cơ quan quản lý khác trên thế giới Các quốc gia Liên minh châu Âu cho phép các loại thảo mộc và gia vị khô để được chiếu xạ với một liều tối đa là 15 kGy tương đương với một "liều thuốc

trung bình tổng thể" của 10 kGy như defiend theo EU Chỉ thị (tức là theo tỷ lệ liều thống nhất tối đa (liều tối đa / tối thiểu liều) của 3 phép vào EU và sử dụngcác mối quan hệ đó "liều trung bình tổng thể" cho các loại thảo mộc và gia vị khô bằng với mức trung bình của tổng liều tối đa và liều tối thiểu) Mặc dù cácliều được phê duyệt cho các ứng dụng thương mại không, chẳng hạn như khử trùng thịt đông lạnh cho NASAphi hành gia (liều 44 kGy) và thức ăn cho bệnh nhân bệnh viện.

• Khử trùng thịt đóng gói, gia cầm và sản phẩm của họ có hạn sử dụng ổn định mà không lạnh 25,00-70,00 kGy

Cải tiến sản phẩm như tăng năng suất nước trái cây hoặc cải thiện tái hydrat hóa

5. Lợi ích của chiếu xạ mang lại cho thực phẩm:

- Chiếu xạ giúp kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm

Nếu như đông lạnh chỉ có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật thì tia bức xạ có tác dụng gây tổn thương cơ chất di truyền (phân tử AND) làm bất hoạt khả năng sinh sản của vi sinh vật Nhờ đó, sau khi chiếu xạ, các vi sinh vật gây bệnh cho người và các vi sinh vật gây hại cho thực phẩm bị bất hoạt

Quá trình tương tác giữa bức xạ và thực phẩm chỉ tạo ra một lượng nhiệt không đáng kể (chiếu 10 kGy, nhiệt độ chỉ tăng lên 2oC) nên chiếu xạ diệt được vi khuẩn nhưng không làm chín, không làm mất các chất

dinh dưỡng và không làm biến dạng bao gói thực phẩm bằng plastic…Nhờ các hiệu ứng đó thực phẩm chiếu xạ trở lên vệ sinh và an toàn hơn, chất lượng dinh dưỡng được ổn định, thời gian sử dụng của thực phẩm được kéo dài… tạo thuận lợi cho khâu lưu trữ và phân phối thực phẩm tới các thị trường

xa, trái thời vụ

- Chiếu xạ thực phẩm góp phần ngăn chặn sự lây lan nhiều dịch bệnh Ngũ cốc, hoa quả, thịt, trứng, sữa, hải sản …là môi trường khu trú thích hợp cho nhiều vi khuẩn, côn trùng, kí sinh trùng gây bệnh

(Salmonella, Campylobatcter, Oxoplasma gondii, Trichinella, Vibro cholera, Listeria monocytogees, Yersina, Shigella Escherichia coli 0157:H7 và

Clostridium perfringenes….) Điều đáng quan tâm là nhiều vi khuẩn gây bệnh ởthực phẩm tưởng như đã giảm hoặc biến mất từ thế kỷ trước thì 20 năm qua lại tăng lên đột ngột và có nhiều biến thể mầm bệnh mới xuất hiện nguy hiểm hơn.Khu trú trên thực phẩm, các mầm bệnh này rất dễ lây lan sang người sử dụng hoặc sang các vùng địa lý khác nhau Vì vậy, chiếu xạ trước khi thực phẩm được

xuất đi tiêu thụ là một biện pháp kiểm dịch hữu hiệu góp phần ngăn chặn đáng

kể sự lây lan, làm giảm sự thiệt hại về nhân mạng và kinh tế Ví dụ, từ năm 1970đến 1982, khi phương pháp thanh trùng sữa tươi bằng bức xạ ion hoá ở Scotlandđược áp dụng đã giúp giảm thiểu số bệnh do sữa gây ra từ 3500 người xuống còn

12 người

Vì vậy thanh trùng bức xạ sữa ngày nay đã trở thành phương pháp phổ biến ở Châu Âu, Bắc Mỹ

6. Ảnh hưởng của chiếu xạ đối với thực phẩm:

Chiếu xạ sử dụng tia phóng xạ đế bắn vào các tế bào vi sinh vật, làm thay đổi cấu trúc AND, làm đứt gãy các liên kết của tế bào vi sinh vật dẫn đến vi sinh vật sẽ chết trong quá trình phân bào Nhưng có một số vi sinh vật có khả năng tự chỉnh sửa lại cấu trúc tế bào của mình nên có khả năng sống sót và phát triển tốt sau khi chiếu xạ Dạng vi sinh vật có bào tử ( như Clostridium botulinum, Bacillus cereus ) và nhũng loại vi sinh vật tái tạo DNA ( như Deinococcus radiodurans) có khả năng chống xạ rất tốt

Khả năng chống lại các tia này của vi sinh vật như sau :

Virus > nấm men > bào tử > nấm mốc > trực khuẩn gram (+), gram (-)Virus có khả năng chịu đựng rất tốt và hầu như không bị tiêu diệt bởi lượng chiếu xạ thường dùng trong sản xuất chẳng hạn virus gây bệnh bò điên.Bằng cách chiếu xạ không thể làm cho thực phẩm bẩn, bị hỏng trở thành tốt Chiếu xạ chỉ là một khâu trong một mắt xích từ sản xuất đến tiêu dùng thực phẩm,muốn có thực phẩm sạch thì trước hết nguồn (gốc) thực phẩm phải sạch, tức là từ người nông dân

Thực phẩm đã nhiễm độc tố vi sinh không thể làm sạch bằng phương pháp chiếu xạ được

II. Công nghệ chiếu xạ thực phẩm:

1.

Các loại bức xạ dùng trong chiếu xạ thực phẩm:

Có ba lọai thực phẩm chiếu xạ: dùng tia gamma – chất đồng vị phóng xạ ( như 60Co) được chọn đặc trưng để tác động lên thực phẩm; tia electron – dùng trực tiếp dòng electron chiếu lên thực phẩm để tiêu diệt vi khuẩn; và tia

X – tập trung một dòng eletron xuyên qua tấm kim loại mỏng để tạo ra tia X

Cả dòng electron và tia X đều được tạo ra từ máy có thể tắt được và không cần phải dùng bất kì chất phóng xạ nào (National Consumers League, 1701 KStreet NW, Suite 1200 Washington, DC 2006)

Các cơ chế chiếu xạ:

Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của chất phóng xạ Cobalt 60 hoặccủa chất Cesium 137 để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng (thịt), visinh vật, sâu bọ, côn trùng và ký sinh trùng (lúa mì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc,trái cây khô), làm chậm lại sự phát triển, làm chậm chín cũng như ngăn chặn

sự nảy mầm ở các loại trái cây và củ hành… Phóng xạ tác động thẳng vàophần DNA tức là phần quyết định tính chất di truyền, làm tế bào không thểphân cắt được

Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồnđồng vị phóng xạ (60Co hoặc137Cs) hoặc tia X và các dòng electron được phát

ra từ máy phát

Chiếu xạ bằng dòng electron

Dòng electron chạy qua một điện trường với vận tốc gần bằng vận tốcánh sáng Dòng electron như một tia xạ đặc biệt, có khả năng xuyên quanhiều lớp tế bào hơn là các photon Vì vậy dòng electron sẽ xuyên sâu vàothực phẩm chiếu xạ vài inch, điều này còn phụ thuộc vào độ dày của thựcphẩm thực phẩm chiếu xạ Bao quanh máy chiếu xạ electron là một tấm chắnbảo vệ bằng bê tông vững chắc, để bảo vệ không gây ảnh hưởng đến nhữngcông nhân làm việc ở đây

Chiếu xạ bằng tia Gramma

Sử dụng Cobalt 60 là phương pháp thích hợp để chiếu xạ hầu hết các loạithực phẩm, là phương pháp phổ biến hiện nay, bởi vì chúng có khả năngxuyên sâu tốt, đồng thời chúng ta có thể kiểm soát được khả năng xuyên thấunhờ các tấm đỡ pallet hay tole Một pallet hoặc tole thường mất đi tác dụngbảo vệ từ vài phút đến vài giờ tùy thuộc vào lượng phóng xạ Chất phóng xạphải được theo dõi và chứa cẩn thận để bảo vệ nhân viên và môi trường khỏitác hại của tia gamma từ chính chúng Trong suốt quá trình hoạt động chiếu

xạ diễn ra, các yếu tố trên được xem là tấm chắn an toàn bảo vệ Hầu hếttrong các thiết kế thì súng chiếu xạ đều hướng tia xạ vào một hồ chứa đầynước, nước sẽ hấp thụ tia xạ, làm giảm tác hại tia xạ, dẫn chúng tới các tấmchắn xạ Nước trong hồ này sẽ bị làm nóng lên do năng lượng của các tia xạ

bị nước hấp thu Có một cách thiết kế nữa để giảm sức mạnh của tia xạ làthiết kế các tấm chắn có khả năng giữ ẩm cao, tức các tâm chắn thường ẩmướt, nhất là nơi các tia xạ tập trung vào Tuy nhiên cách này không thôngdụng Có nhiều cách chiếu xạ gramma, 60Co được tiến hành hoàn toàn dướimôi trường nước Và sản phẩm và quá trình chiếu xạ được tiến hành trong

để đo liều xạ hấp thụ và các phương pháp dùng để giám sát các thông số vật

lí của quá trình này Việc vận hành các thiết bị chiếu xạ thực phẩm phải tuântheo các khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thực phẩm

Các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm phát ra cácphoton có năng lượng đặc trưng Chất đồng vị được sử dụng làm nguồnphóng xạ hoàn toàn quyết định khả năng đâm xuyên của bức xạ phát ra Hoạtđộng của nguồn được đo bằng đơn vị Becquerel (Bq) và phải được nhà cungcấp nguồn công bố Hoạt động của nguồn phải được ghi đầy đủ và lưu giữlại, có tính đến sự tự nhân ra của nguồn kèm theo ngày đo và tính kết quả.Các nguồn phóng xạ thường xuyên được bảo quản ở khu vực riêng biệt, đượcche chắn, bảo vệ an toàn và có tín hiệu báo chính xác vị trí hoạt động và bảo