Công nghệ chiếu xạ thực phẩm

Công nghệ chiếu xạ thực phẩm

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh 1Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh1. Mở đầuVật 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 2Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anhdụng 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. 3Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh2. Nội dung2.1. Khái niệm chiếu xạ thực phẩmChiếu 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 xạBộ 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 xạThực 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. 4Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai AnhKhông 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 đaTuỳ 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 thụtối đa (kGy)Tối thiểuTối đa1 Loại 1: Sản phẩm nông sản dạng thân, rễ, củ.Ức chế sự nảy mầm trong quá trình bảo quản 0,1 0,22 Loại 2: Rau, quả tươi (trừ loại 1)a) Làm chậm quá trình chínb) Diệt côn trùng, ký sinh trùngc) Kéo dài thời gian bảo quảnd) Xử lý kiểm dịch0,30,31,00,21,01,02,51,03 Loại 3: Ngũ cốc và các a) Diệt côn trùng, ký sinh 0,3 1,0 5Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anhsản phẩm bột nghiền từ ngũ cốc; đậu hạt, hạt có dầu, hoa quả khôtrùngb) Giảm nhiễm bẩn vi sinh vậtc) Ức chế sự nảy mầm 1,50,15,00,254 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 bệnhb) Kéo dài thời gian bảo quảnc) Kiểm soát động thực vật ký sinh1,01,00,17,03,02,05 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 bệnhb) Kéo dài thời gian bảo quảnc) Kiểm soát động thực vật ký sinh1,01,00,57,03,02,06 Loại 6: Rau khô, gia vị và thảo mộca) Hạn chế vi sinh vật gây bệnhb) Diệt côn trùng, ký sinh trùng2,00,310,01,07 Loại 7: Thực phẩm khô có nguồn gốc động vậta) Diệt côn trùng, ký sinh trùngb) Kiểm soát nấm mốcc) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh0,31,02,01,03,07,0Đơn vị liều lượng chiếu xạ là Gray (ký hiệu là Gy), 1Gy=1J/kg,1kGy=1000Gy.2.2.3. Bao gói, bảo quản, ghi nhãnThực phẩm trước và sau khi chiếu xạ phải được đóng gói trong cùng một bao bì. 6Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai AnhThực 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 xạMột 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 xạNgười 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 xạCó 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: 7Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai AnhChúng 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 60Co và 137Cs. 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. 8Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai AnhCác nguồn phóng xạ β thường gặp là 32P, 35S ,123I…. Phương trình biến đổi chung của đồng vị phóng xạ ββ+→+YXAnAn 1Phóng 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 2600A0, 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 × 102)E. ColiProteus vulgaris3-43-4 9Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai AnhSerratia marcesescensShigella flexmeriPseudomonas fluorenscensBacillus subtilis ( tế bào sinh dưỡng)Bacillus subtilis (bào tử)Micrococcus luteusStaph. AureusAspergillus flavusPenicillium roquefortiiRhizopus nigrificansSaccharomyces cerevisiae3-43-43-46-88-1010-203-450-10020-50>2003-10Bảng: 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 10Nhomac169@gmail.com [...]... Nam chỉ mới có một nhà máy có chiếu xạ nhưng lại là chiếu xạ cho hàng thủy sản là Công ty TNHH Sơn Sơn Công ty này chiếu xạ theo công nghệ của Mỹ với công suất chiếu khoảng 300 tấn sản phẩm/tháng  Khó khăn khi xuất khầu thanh long vào thị trường Mỹ: chất lượng giảm khi vào đến thị trường Mỹ Ông Trần Ngọc Hiệp, Giám đốc Công ty TNHH Thanh long Hoàng Hậu tính toán: “Trái thanh long từ khi thu hoạch, đến... hơn so với các nước khác là do sự độc quyền chiếu xạ Trước dây, theo yêu cầu của APHIS thì chỉ có Công ty cổ phần chế biến thủy sản Sơn Sơn là đủ điều kiện thực hiện chiếu xạ cho thanh long xuất khẩu vào Mỹ Do đó dù giá do công ty này đưa ra rất cao các nhà sản xuất thanh long cũng đành phải chấp nhận Công ty cổ phần thủy sản Sơn Sơn sử dụng máy gia tốc chùm tia điện tử 5 MeV có biến đổi tia X chỉ... không khí liền được rút hết ra ngoài trước khi ép kín bao lại, và sau đó thì cho chiếu xạ sản phẩm - Các cơ sở sử dụng công nghệ chiếu xạ thực phẩm nếu vận hành theo đúng các quy định an toàn sẽ không gây hại gì đến môi trường chung quanh cũng như không gây ảnh hưởng bất lợi về sức khỏe của công nhân trực tiếp làm việc Các chất thải phóng xạ sau khi sử dụng xong, nếu được xử lý, quản lý đúng các quy chế... GVHD:Trần Thị Mai Anh sản lượng gần 200.000 tấn/năm Thanh long Bình Thuận là sản phấm thứ tư của cả nước được Cục Sở hữu trí tuệ - Bộ Khoa học công nghệ vừa trao Quyết định đăng bạ tên gọi xuất xứ hàng hóa, trở thành thương hiệu độc quyền trên thế giới được công nhận Quy trình sản xuất thanh long tại các cơ sở có chứng chỉ chất lượng tiêu chuẩn châu Âu (Eurepgap) cơ bản được APHIS chấp nhận Tuy nhiên,... học kỹ thuật của ta hiện nay khó khắc phục Hiện tại việc xuất khẩu thanh long qua Mỹ cũng đang bị trì hoãn vô thời hạn Nguyên nhân lớn nhất cũng là do khâu chiếu xạ, công ty Cổ phần Sơn Sơn từ chối tiếp nhận thanh long chiếu xạ là do công ty đang sửa chữa lại nhà xưởng nên không thể vận hành được dây chuyền chiếu xạ Như vậy, xuất khẩu thanh long vào Mỹ sẽ tiếp tục bị “gãy gánh giữa đường”, vì cho đến... long nói riêng là một trong những yêu cầu bắt buộc để kiểm soát dịch hại đáp ứng yêu cầu nhập khẩu của một số thị trường nước ngoài, trong đó có thị trường Mỹ Để đáp ứng cho yêu cầu trên, ngoài Công ty Sơn Sơn thì Công ty Cổ phần An Phú Bình Dương là cơ sở chiếu xạ thứ hai tại Việt Nam 29 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh 3 Kết luận Theo một số nghiên cứu khác đã được thực hiện... Nguồn 137Cs 20 2.3.2 Thiết bị điều chỉnh năng lượng bức xạ 11 Nhomac169@gmail.com Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh Thông thường nguồn bức xạ thường phát ra bức xạ vượt mức yêu cầu của quy trình, công nghệ, nên ta phải điều chỉnh năng lượng bức xạ Đối với các máy bức xạ thì việc điều chỉnh dễ dàng thông qua bộ phận điều khiển trên máy Còn đối với các đồng vị phóng xạ thì chúng ta phải sử dụng các... 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 (kGy) làm chết 90% vi sinh D: Liều... 45 kGy (gấp 4 lần liều tối đa cho phép chiếu xạ thực phẩm) Không có hiện tượng đột biến di truyền nào được thông báo, không có hiệu ứng gây ung thư nào được phát hiện - C.H Sommer thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Xử lý An toàn Thực phẩm của Bộ Nông nghiệp Mỹ đưa ra quan điểm về một số cảnh báo gần đây liên quan đến các vấn đề tiềm năng có thể xuất hiện do sự có mặt của chất 2-dodecylcyclobutanon (2-DCB),... tỉ lượng bức xạ có ích rất thấp, nguồn 137Cs có hiệu suất 20 % - Liều ổn định và đồng đều (các đồng vị phóng xạ có liều bức xạ giảm dần theo thời gian) Nhìn chung các máy tạo bức xạ có các ưu điểm là công suất lớn, liều chiếu lớn, hiệu suất cao và có định hướng Tuy cần tiêu tốn năng lượng khi vận hành nhưng ta có thể kiểm soát được liều lượng, cường độ và hướng chiếu xạ So sánh hiệu suất sử dụng năng . 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. 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