Chiếu xạ thực phẩm

Vật lý hạt nhân là một trong những lĩnh vực tuy sinh sau đẻ muộn hơn các ngành công nghệ khác, nhưng qua bao nhiêu năm tháng, ngành công nghệ hạt nhân vẫn không ngừng phát triển

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh 1 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh 1. Mở đầu Vật lý hạt nhân là một trong những lĩnh vực tuy sinh sau đẻ muộn hơn các ngành công nghệ khác, nhưng qua bao nhiêu năm tháng, ngành công nghệ hạt nhân vẫn không ngừng phát triển. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: vũ khí hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử, khảo cổ học… Đặc biệt hơn nữa, vật lý hạt nhân còn được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Theo xu hướng phát triển của thời đại, việc sử dụng các chất phóng xạ ở một liều lượng nằm trong giới hạn cho phép, để bảo vệ thực phẩm khỏi các tác hại của vi sinh vật là một phương pháp đầy triển vọng. Vì nó vừa đem lại các lợi ích kinh tế vừa đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng. Thế nhưng, thực tế cho thấy thực phẩm chiếu xạ lại không được người tiêu dùng chào đón như những gì lợi ích của nó mang lại. Vậy nguyên nhân từ đâu mà người tiêu dùng lại e dè với thực phẩm chiếu xạ như vậy? Nguyên nhân đến từ hai chữ “phóng xạ”, với hầu hết mọi người khi nhắc đến hai chữ “phóng xạ” là liên tưởng ngay đến hậu quả mà nó mang lại là ung thư, vô sinh, quái thai… Thế nhưng, thực phẩm chiếu xạ có đúng là có nguy cơ gây nguy hiểm cho con người như vậy hay không? Một thực tế khác cho thấy, các vấn đề xung quanh thực phẩm chiếu xạ như: chi phí quá cao cho công nghệ, in ấn bao bì, cung cấp thông tin và giáo dục cho người tiêu dùng biết về thực phẩm chiếu xạ đã khiến cho các công ty, các cơ quan có trách nhiệm vẫn chưa dám đầu tư thực hiện. Dẫn đến việc phần lớn người tiêu dùng vẫn còn hiểu sai về thực phẩm chiếu xạ, không chỉ ở Việt Nam mà ngay cả ở các nước phát triển đã ứng 2 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh dụng công nghệ này từ lâu cũng xảy ra tình trạng tương tự như vậy. Chẳng hạn như, các cuộc thăm dò dư luận tại Canada cho biết trên 54% dân chúng chưa sẵn sàng chấp nhận kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm. Họ còn rất e dè trước phương pháp quá mới mẻ này. Còn rất nhiều ẩn số chưa có đáp số thỏa đáng. Họ luôn thắc mắc về tác dụng về lâu về dài của việc tiêu thụ thực phẩm chiếu xạ sẽ ảnh hưởng ra sao trên sức khỏe con người? Chuyện gì sẽ xảy ra cho chúng ta trong tương lai? . Như vậy, thực chất thực phẩm chiếu xạ là gì? Tại sao, khoa học lại sử dụng phóng xạ để bảo quản thực phẩm? Vậy quy trình công nghệ chiếu xạ thực phẩm diễn ra như thế nào? Liệu thực phẩm chiếu xạ có đảm bảo được dinh dưỡng và không gây nguy hiểm cho con người không? Con người nên lựa chọn sử dụng loại thực phẩm nào cho mình trong tương lai? Làm sao để nhận biết đâu là thực phẩm đã được chiếu xạ, đâu là thực phẩm bình thường? Ở nước ta, các tổ chức quốc tế, các quốc gia khác trên thế giới đã, đang và sẽ làm gì đối với sự phát triển của thực phẩm chiếu xạ trong tương lai? Để làm sáng tỏ các vấn đề trên, nhóm chúng em xin mời cô và các bạn cùng tìm hiểu đề tài “chiếu xạ thực phẩm”. Đây là một bài tiểu luận nghiên cứu về một đề tài còn rất mới mẻ. Hy vọng với sự mới mẻ của đề tài, và đây cũng là xu hướng phát triển của thực phẩm trong tương lai, thì đề tài này sẽ mang đến những kiến thức vừa cơ bản vừa quan trọng, và có thể gợi lên trong mọi người nhiều ý tưởng, để có thể phát triển hơn thực phẩm chiếu xạ, đến một ngày nào đó không xa thực phẩm chiếu xạ sẽ trở thành một loại thực phẩm hết sức thân thuộc với tất cả mọi người. 3 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh 2. Nội dung 2.1. Khái niệm chiếu xạ thực phẩm Chiếu xạ thực phẩm là việc sử dụng các tia bức xạ (thường là tia gamma được phát ra từ chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc Cesi 137) để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi khuẩn, côn trùng và một số ký sinh trùng. Ngoài ra nó còn có thể có tác dụng làm chậm lại quá trình chín của trái cây cũng như ngăn chặn sự nảy mầm của củ, hạt. Đôi khi phương pháp chiếu xạ này còn được gọi là phương pháp khử trùng điện tử (electronic pasteurization) hay khử trùng lạnh (cold pasteurization) vì phương pháp này không sử dụng nhiệt độ để tiệt trùng. 2.2. Quy định vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ Bộ y tế ban hành “Quy định vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ”: 2.2.1. Yêu cầu đối với thực phẩm chiếu xạ Thực phẩm chiếu xạ là thực phẩm có từ 5% trở lên theo khối lượng đã hấp thụ một liều vượt quá liều hấp thụ tối thiểu. 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. 4 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Không được chiếu xạ lại thực phẩm trừ trường hợp: ngũ cốc, đậu đỗ, các loại thực phẩm khô và các hàng hoá 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 hấp thụ không lớn hơn 1 kGy; - Thực phẩm đem chiếu xạ chứa không quá 5% thành 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 đạt được giá trị đủ gây hiệu quả mong muốn. Chỉ được phép lưu thông trên thị trường những thực phẩm chiếu xạ có ghi nhãn thực phẩm đầy đủ theo quy định. 2.2.2. Danh mục thực phẩm và giới hạn liều hấp thụ tối đa Tuỳ thuộc từng mục đích chiếu xạ, quá trình chiếu xạ thực phẩm phải bảo đảm liều hấp thụ đối với mỗi loại thực phẩm không được vượt quá các giới hạn sau: TT Loại thực phẩm Mục đích chiếu xạ Liều hấp thụ tối đa (kGy) Tối thiểu Tối đa 1 Loại 1: Sản phẩm nông sản dạng thân, rễ, củ. Ức chế sự nảy mầm trong quá trình bảo quản 0,1 0,2 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 3 Loại 3: Ngũ cốc và các a) Diệt côn trùng, ký sinh 0,3 1,0 5 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh sản phẩm bột nghiền từ ngũ cốc; đậu hạt, hạt có dầu, hoa quả khô trùng b) Giảm nhiễm bẩn vi sinh vật c) Ức chế sự nảy mầm 1,5 0,1 5,0 0,25 4 Loại 4: Thủy sản và sản phẩm thủy sản, bao gồm động vật không xương sống, động vật lưỡng cư ở dạng tươi sống hoặc lạnh đông. a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh b) Kéo dài thời gian bảo quản c) Kiểm soát động thực vật ký sinh 1,0 1,0 0,1 7,0 3,0 2,0 5 Loại 5: Thịt gia súc, gia cầm và sản phẩm từ gia súc, gia cầm ở dạng tươi sống hoặc lạnh đông . a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh 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 6 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 7 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 Đơn vị liều lượng chiếu xạ là Gray (ký hiệu là Gy), 1Gy=1J/kg,1kGy=1000Gy. 2.2.3. Bao gói, bảo quản, ghi nhãn Thực phẩm trước và sau khi chiếu xạ phải được đóng gói trong cùng một bao bì. 6 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Thực phẩm đã chiếu xạ phải được bảo quản theo quy định như thực phẩm khi chưa chiếu xạ. Trên bao bì của thực phẩm đã chiếu xạ, ngoài những thông tin bắt buộc theo quy định của pháp luật về ghi nhãn thực phẩm phải có dòng chữ: “Thực phẩm chiếu xạ” hoặc dán nhãn hiệu nhận biết thực phẩm chiếu xạ. Ký hiệu quốc tế chiếu xạ - “Radura” 2.3. Thiết bị chiếu xạ Một thiết bị chiếu xạ gồm có các thành phần sau: - Nguồn bức xạ. - Nơi chứa nguyên liệu để tiếp nhận nguồn bức xạ. - Thiết bị điều chỉnh liều lượng bức xạ, bảo vệ, ngăn ngừa việc nhiễm xạ ra ngoài. - Thiết bị đo, nhập liệu, tháo liệu. 2.3.1. Nguồn bức xạ Người ta thường phân loại thiết bị theo nguồn bức xạ, có hai loại nguồn thường sử dụng là đồng vị phóng xạ và máy tạo bức xạ. 2.3.1.1. Nguồn đồng vị phóng xạ Có hai nguồn đồng vị phóng xạ chính: • Nguồn phóng xạ γ: Đây là các bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 0.001 nm. Bức xạ này có độ xuyên sâu mạnh, năng lượng điển hình lớn. Các sóng γ tác động lên hầu hết các vật chất trên đường đi của nó gây ra những biến đổi mạnh. Chúng có khả năng phân hủy phân tử nước theo cơ chế sau: 7 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Chúng gây ra sự phá hủy các liên kết hydro trong các phân tử của tế bào, mối nối hyđro trong phân tử AND, kết quả là hydro sẽ tách khỏi deoxiribose. Chúng còn có khả năng thủy phân purin và pyrimidine. Khả năng chống lại các tia ion hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào khả năng sữa chữa những sai sót trong các phân tử có trong tế bào vi sinh vật. Khả năng chống lại có ở những vi sinh vật khác nhau thì khác nhau. Khả năng này được biểu diễn như sau: Virut > nấm men > bào tử > nấm mốc > gram(+) > gram(−). Hai đồng vị phóng xạ thường dùng là 60 Co và 137 Cs. Cường độ bức xạ của hai chất trên là Co: 2,8 triệu Bq/g và Cs: 3 triệu Bq/g (1Bq bằng một lượng tử bức xạ trong một giây). Năng lượng điển hình là Co: 1,173 MeV và Cs: 0.661 MeV. Phóng xạ γ thường dùng khi cần chiếu xạ vào sâu bên trong vật thể. Một bức xạ γ ở mức năng lượng bình thường có thể xuyên qua một tấm chì dày 5 cm hay một tấm nhôm dày 2 m. • Nguồn phóng xạ β: Phóng xạ β là các tia electron. Phóng xạ β có thể tạo được từ nguồn đồng vị phóng xạ β hay máy gia tốc eletcron. Ở đây chỉ đề cập đến nguồn đồng vị phóng xạ β. Phóng xạ β không có tính xuyên sâu mạnh nên an toàn hơn phóng xạ γ. 8 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Các nguồn phóng xạ β thường gặp là 32 P, 35 S , 123 I…. Phương trình biến đổi chung của đồng vị phóng xạ β β +→ + YX A n A n 1 Phóng xạ β thường được sử dụng khi chỉ cần chiếu xạ bề mặt, không có khả năng xuyên sâu nên an toàn cho người vận hành. Tuy nhiên độ xuyên sâu thấp làm giảm khả năng xử lý các sản phẩm. Phóng xạ β thường được dùng để xử lý bề mặt hay sử dụng cho các sản phẩm có hình dạng mỏng, phẳng. • Ngoài ra người ta còn sử dụng tia tử ngoại: - Tác dụng mạnh đối với vi sinh vật với bước sóng 2600A 0 , năng lượng 3-5ev. Ở bước sóng này rất nhiều vi sinh vật sẽ bị chết. - Các axit nucleic sẽ hấp thụ tia tử ngoại và làm biến đổi các bazơ của axit nucleic. Cơ chế cơ bản của chúng là làm liên kết các thymin của AND theo cơ chế sau: Do tác động này mà tế bào dinh dưỡng của vi sinh vật dễ dàng bị chết. - Tuy nhiên một số tế bào vi sinh vật cũng có khả năng chống lại tác động của tia tử ngoại. Các loài Micrococcus có khả năng tạo ra những sắc tố có thể hấp thụ những tia tử ngoại và như vậy chúng sẽ làm giảm tác động của tia tử ngoại lên tế bào vi sinh vật. - Một cơ chế tác động ngược lại của vi sinh vật đối với tia tử ngoại là chúng có khả năng sửa chữa các sai sót của bazơ nitơ khi bị tia tử ngoại tác động vào. Khả năng này rất khác nhau ở những loài vi sinh vật khác nhau: Virut > nấm men tạo bào tử > vi khuẩn tạo bào tử > nấm men > vi khuẩn gram (+) > vi khuẩn gram (-). Vi sinh vật D (egr × 10 2 ) E. Coli Proteus vulgaris 3-4 3-4 9 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Serratia marcesescens Shigella flexmeri Pseudomonas fluorenscens Bacillus subtilis ( tế bào sinh dưỡng) Bacillus subtilis (bào tử) Micrococcus luteus Staph. Aureus Aspergillus flavus Penicillium roquefortii Rhizopus nigrificans Saccharomyces cerevisiae 3-4 3-4 3-4 6-8 8-10 10-20 3-4 50-100 20-50 >200 3-10 Bảng: Liều gây chết của UV đối với một số vi sinh vật (Số liệu từ microbial Ecology of food vol.CMSF). 2.3.1.2. Nguồn bức xạ từ máy tạo bức xạ • Máy gia tốc electron (electron accelerator) Máy gia tốc là các máy tạo ra một điện trường cực lớn. Máy thường có cấu tạo gồm hai bản cực. Cực âm là kim loại có khối lượng phân tử trung bình, có ái lực với electron thấp. Dưới tác dụng của điện thế rất cao giữa hai bản cực (10 – 100 KV), các electron này bật khỏi tấm kim loại và bay về phía bản cực dương. Trên đường đi của electron, người ta đặt các nam châm điện để định hướng lại quỹ đạo của electron bằng từ trường. Việc định hướng này làm các electron không đập vào bản cực dương mà bay vào các ống định hướng tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube). Đầu ra của các ống CRT này là sản phẩm mà ta muốn chiếu xạ. • Máy tạo tia Roentgen (Máy gia tốc electron bức xạ hãm) Máy tạo tia Roentgen (tia X) có cấu tạo gần giống máy gia tốc electron. Tuy nhiên cực dương của máy không phải là các ống CRT mà là tế bào quang điện. Tế bào quang điện là các mảnh kim loại có số khối lớn (gọi là bia biến đổi) như Pb, W, Ta, Au, … Luồng electron tốc độ cao mang năng lượng lớn sẽ bắn phá tế bào quang điện làm tế 10 Nhomac169@gmail.com [...]... về thực phẩm chiếu xạ đóng một quan trọng như thế nào Các nhà nghiên cứu thị trường , đã vạch ra một hướng phát triển đầy triển vọng cho thực phẩm chiếu xạ là một khi các nghiên cứu về thực phẩm chiếu xạ được thực hiện một cách đầy đủ, và những lợi ích của thực phẩm chiếu xạ được phổ biến rộng rãi cho mọi người thì giữa hai loại thực phẩm: chiếu xạ và không chiếu xạ, họ sẵn sàng chọn mua thực phẩm chiếu. .. vậy phải lưu ý rằng thực phẩm chiếu xạ cần được bảo quản và chế biến cẩn thận tuân theo các quy tắc an toàn vệ sinh thực phẩm như thực phẩm không chiếu xạ, 26 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh vì sau khi chiếu xạ thực phẩm vẫn có thể bị nhiễm các mầm bệnh (do vậy thực phẩm nên được đóng gói trước khi chiếu xạ) 2.8 Tình hình xuất khẩu thanh long chiếu xạ ở Việt Nam Thời gian... bốn chữ “ thực phẩm chiếu xạ “ còn quá xa lạ Đa số người dùng khi được hỏi về thực phẩm rất hiếm có người biết về loại thực phẩm này, vì trên thị trường việc tìm thấy một sản phẩm có logo hay dòng chữ báo hiệu thực phẩm chiếu xạ là một việc rất khó khăn Mặt khác, người tiêu dùng Việt Nam cũng tỏ ra rất lo ngại về hai chữ chiếu xạ trong thực phẩm Điều đó cho thấy, việc quản lý thực phẩm chiếu xạ còn... chế - Việc sử dụng các chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc Cesi 137, liệu tính phóng xạ của chúng có làm thực phẩm nhiễm phóng xạ và trở thành thực phẩm phóng xạ hay không? - Chiếu xạ có làm thay đổi thành phần hóa học của thực phẩm? Hương vị, chất bổ dưỡng có bị mất bớt? Có tạo thành các chất độc hại trong quá trình chiếu xạ không? 22 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Thật ra,... phóng xạ mà chỉ bị chiếu tia gamma phát ra từ các chất phóng xạ và mức năng lượng tối đa của các nguồn chiếu xạ thực phẩm luôn được giới hạn nhỏ hơn 5 MeV đối với bức xạ gamma, tia X và nhỏ hơn 10 MeV đối với bức xạ điện tử Các giới hạn năng lượng trên là nhỏ so với năng lượng liên kết hạt nhân và vì vậy các bức xạ iôn hóa này không có khả năng biến thực phẩm được chiếu xạ thành phóng xạ Thực phẩm bị... 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 Nên nhớ là chiếu xạ thực phẩm không phải là phương pháp hoàn toàn hữu hiệu 100 % Thịt dù đã được chiếu xạ trước đó nhưng nó vẫn có thể bị nhiễm trùng lúc đem ra khỏi bao để được biến chế thành món ăn! Dù có chiếu xạ hay không chiếu xạ, muốn được an toàn thì phải nấu thật chín thịt... chín, không làm biến dạng bao gói thực phẩm bằng plastic… và giá trị dinh dưỡng cơ bản của thực phẩm là không thay đổi - Chiếu xạ thực phẩm là một phương pháp thanh trùng thực phẩm có hiệu quả cao và tiêu tốn năng lượng thấp 2.6.2 Tác động tiêu cực Tuy đã tìm hiểu về những mặt có lợi của thực phẩm chếu xạ, cũng như vẫn chưa có thống kê nào về tác hại của loại thực phẩm này đối với sức khỏe người tiêu... phóng xạ Thực phẩm bị nhiễm xạ là thực phẩm hấp thụ các chất phóng xạ thoát ra từ các sự cố lò phản ứng hạt nhân, các vụ nổ bom nguyên tử Sự nhiễm xạ như vậy không liên quan tới quá trình chiếu xạ có kiểm soát và được giới hạn về mức năng lượng bức xạ được sử dụng nhằm mục tiêu bảo quản thực phẩm 24 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh - Các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh... đựng chiếu xạ bằng bức xạ ion 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 : 13 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Trong đó: N: Số vi sinh sống sót sau khi chiếu xạ No : Số vi sinh ban đầu D10: Liều chiếu. .. lượng tăng thêm Bảng: Ảnh hưởng của chiếu xạ lên hàm lượng Vitamin ở một số thực phẩm Bảng: Mức độ thay đổi hàm lượng vitamin ở một loại thực phẩm khảo sát Hàm lượng trong bảo quản bằng phương pháp lạnh đông được lấy là chuẩn Vitamin Nồng độ vitamin (mg/ kg khối lượng khô) Tiệt trùng bằng Lạnh đông Chiếu xạ γ Chiếu xạ β nhiệt 17 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Thiamin HCl