Iradierea alimentelor

Iradierea alimentelor este o cale de imbunatatire a securitatii

alimentelor.

Scurta istorie

Iradierea alimentelor este utilizata in scopul reducerii deteriorarii

alimentelor, a distrugerii bacteriilor cauzatoare de boli si pentru cresterea

duratei de depozitare. Initial alimentele iradiate au fost utilizate in SUA, in

special in aplicatii spatiale sau in armata, dar dupa 1985 o serie de ramuri ale

industriei alimentare au fost autorizate sa aplice tratamente cu doze joase,

medii sau inalte.

Inca in 1920 un cercetator francez a descoperit ca iradierea poate fi

folosita pentru conservarea alimentelor, dar in SUA studiile asupra efectelor

iradierii asupra alimentelor au inceput in anii ’50 si au continuat in toata

perioada pana la sfarsitul secolului trecut. Ele au inceput in cadrul

programului “Atoms for Peace” initiat de presedintele Eisenhower si au fost

supervizate initial de Armata si de NASA. Din 1963 aprobarile au fost date de

Food and Drug Administration (FDA). In tabelul 1 sunt prezentate datele la

care fiecare aliment supus tratamentului prin iradiere a fost autorizat in SUA.

Alimente iradiate in prezent

Pe plan international alimente precum merele, capsunile, bananele,

mango, ceapa, cartofii, pestele, carnea si puiul, cerealele au fost tratate prin

iradiere cu multi ani in urma. In Japonia mai mult de 10000 t de cartofi sunt

iradiate anual pentru a preveni incoltirea, iar in Olanda circa 10000 t de

alimente (capsuni, pui, condimente, legume deshidratate, produse congelate)

sunt tratate zilnic. In Belgia sunt iradiate 8000 tone de alimente anual. In

Canada s-a aprobat iradierea cartofilor, cepii, fainii, pestelui si a

condimentelor. Astazi mai mult de 35 de tari au aprobat iradierea a mai mult

de 40 de produse alimentare.

Prima aplicatie autorizata a iradierii alimentelor s-a referit la tratarea

graului si a fainii in vederea reducerii infestarii cu insecte. Ulterior a fost

extinsa aplicarea pentru tratarea carnii, oualor si semintelor pentru alimente

expandate in vederea reducerii prezentei bacteriilor periculoase sau a

patogenilor. In SUA produsele alimentare care au suferit un proces de iradiere

trebuie inscriptionate, consumatorul avand posibilitatea de a decide

achizitionarea lor.

In SUA, FDA a aprobat iradierea condimentelor si adaosurilor

alimentare pana la doze de 30 kGy pentru reducerea numarului de

microorganisme si insecte, prin aceasta evitandu-se utilizarea unor fumiganti

chimici cum ar fi bromura de metil. Fructele importate (avocado, papaya,

mango) sunt tratate cu doze pana la 1kGy pentru starpirea insectelor non-

native (musca de fructe mediteraneana). Din 1990 FDA a aprobat iradierea

carnii de pui pentru distrugerea unor bacterii precum Salmonella, Escherichia

Coli, Campilobacter jejuni, Listeria monocytogenes.

Principiul metodei

Prin iradiere alimentele sunt expuse unor impulsuri de radiatii de

energie ridicata sau de energie electromagnetica care produc ionizarea

moleculelor si atomilor din compozitia alimentelor. Ionii interactioneaza si pot

deteriora moleculele celulare, inclusiv ADN-ul, si prin aceasta pot omora sau

neutraliza patogenii sau insectele.

Dupa cum se stie, energia electromagnetica este transmisa prin unde a caror

energie si lungime/frecventa variaza. Undele de joasa frecventa includ

curentul electric, undele radio sau microundele cum ar fi cele generate de

cuptoarele binecunoscute sau de telefoanele celulare. Undele de inalta

frecventa includ razele X si radiatiile γ care datorita energiei ridicate pot fi

aplicate pentru o iradiere de scurta durata. Ca rezultat, temperatura

alimentelor creste cu 1-2 grade. Pentru ca acest procedeu parctic elimina

patogenii fara incalzirea sensibila a produsului, acest procedeu se considera

a fi o “pasteurizare la rece”.

Surse de radiatii folosite pentru iradierea alimentelor

Pentru iradierea alimentelor sunt utilizate trei surse diferite de radiatii

care utilizeaza razele γ, radiatiile X sau fascicole de electroni accelerati.

Radiatiile γ sunt produse de surse cu Cobalt 60 sau Cesiu 137. Ambii

izotopi emit radiatii γ de energie inalta, are pot penetra alimentele pe o

adancime mare, de pana la 1-2 m. Lucrul cu surse radioactive necesita o

protectie biologica a incintei in care are loc iradierea in timpul procesului si

stocarea sigura a sursei atunci cand instalatia nu functioneaza. Acesti izotopi

sunt utilizati si in medicina nucleara, in tratamentul cancerului sau pentru

sterilizarea produselor medicale, dentare sau de intretinere. Iradierea cu

acesti izotopi nu conduce la activarea materialului deoarece energia razelor γ

emise este prea mica.

Fascicolul de electroni este produs de un tun electronic asemanator cu

cel al tubului catodic : electronii emisi de un catod sunt focalizati si accelerati

pana la viteza de 99% din viteza luminii, obtinandu-se astfel fascicolul de

electroni. Adancmea de penetratie este mica, de 7-8 cm. Sterilizatoarele cu

fascicol de electroni au fost utilizate de circa 15 ani.

Iradierea cu raze X este cea mai noua tehnologie de iradiere a

alimentelor. Principiul metodei seamana cu cel utilizat la radiografiile X sau

dentare, numai ca generatoarele utilizate pentru iradierea alimentelor sunt

mult mai puternice: un fascicol de electroni este dirijat asupra unei tinte de

forma unei placute subtiri de aur sau de alt metal, producand emisia unui flux

X de pe fata opusa a placutei. Razele X astfel obtinute pot penetra grosimi

mari ale alimentelor si necesita protectie biologica adecvata pentru personalul

operator. Astfel de instalatii au fost realizate in ultimii 10 ani si sunt preferate

de public celor care folosesc razele γ.

Iradierea alimentelor

Iradierea este de regula ultima operatiune in producerea unui aliment si

de aceea se aplica alimentelor deja ambalate. Ea se face automat, pe banda

rulanta, fie pe fiecare produs in parte, fie pe produse containerizate care

urmeaza sa fie trimise la retaileri sau la alti producatori.

Toate instalatiile de iradiere constau in principiu dintr-o camera de

iradiere in care se afla sursa de radiatii si dintr-un sistem de transport care

asigura manipularea produsului in si din aceasta camera. Sistemul de

transport este de regula o banda rulanta (conveier).

Tipul sursei de energie (si implicit energia radiatiilor) precum si timpul de

expunere determina doza pe care produsul alimentar o primeste ca energie

transferata.

Metoda de determinare a dozei depinde de tipul de sursa utilizata.

Daca sursa este radioactiva, atunci se poate folosi un film care se expune la

iradiere in aceleasi conditii cu produsul si a carui voalare este apoi masurata

prin comparatie cu etaloane. Daca se folosesc raze X sau γ masurarea dozei

se face pe baza energiei tunului de electroni (eV), plaja uzuala fiind in

domeniul 5-10 MeV.

Alimentele iradiate trebuie depozitate, manipulate si transportate la fel

ca alimentele neiradiate deoarece ele se pot recontamina daca regulile de

baza de siguranta nu sunt respectate.

Doze aprobate pentru iradierea alimentelor

Doza este definita ca energia absorbita pe kilogram, unitatea de

masura fiing Gray-ul (1 Gy este energia de 1 Joule/kg). O alta unitate anterior

folosita era rad-ul (1 Gy=100 rad).

Iradierea alimentelor se face la doze de kilo-Gray pentru a avea efect

asupra patogenilor. Pentru comparatie, o radiografie X pulmonara da o doza

de 0,5 mGy in timp ce pentru iradierea unui pui doza este de 3kGy, adica de 2

milioane de ori mai mare.

Valorile dozelor pentru iradierea alimentelor sunt prezentate in tabelul

1 pentru diferite tipuri de alimente si efectele urmarite.

Siguranta alimentelor iradiate

Alimentele iradiate au fost testate pentru a se determina daca prin

iradiere se modifica si prezinta un pericol pentru consumator. Cercetarile care

au durat peste 40 de ani au aratat ca ele nu prezinta pericol si isi pastreaza

caracteristicile: culoare, gust, aroma, textura. Ele nu cauzeaza cancer, mutatii

genetice sau tumori. De exemplu, armata americana impreuna cu

Departamentul Agriculturii au folosit 300 mii tone de carne de pui pentru

hrana mai multor generatii de animale de laborator pe o perioada de 6 ani si

au concluzionat ca alimentele iradiate nu au pus probleme de sanatate

animalelor. Alt experiment a inclus folosirea laptelui praf iradiat la 45 kGy (de

4,5 ori mai mult decat normele internationale aprobate) pe 9 generatii

succesive de animale de laborator pe care nu s-au constatat mutatii sau

tumori. In sfarsit, un test desfasurat pe 400 de voluntari chinezi pe o perioada

de 15 saptamani, care au consumat in proportie de 60-66% alimente iradiate,

a a aratat ca nu exista efecte adverse.

Tabelul 1. Doze recomandate pentru iradierea alimentelor

Produsul iradiat Doza (kGy) Scopul urmarit Anul inceperii utilizarii

Doze joase – mai putin de 1 kGy

Grau, faina 0,2-0,5 contra insectelor 1963

Cartofi 0,05-0,15 inhibarea incoltirii 1964

Carne porc 0,3-1,0 contra trichinella 1985

Fructe max.1 contra insectelor, intarziere supracoacere 1986

Legume proaspete max.1 contra insectelor, intarziere supracoacere 1986

Doze medii (1-10 kGy)

Carne pasare (proaspata sau congelata) max.3 contra microbilor 1990

Oua max.3 contra salmonella 2000

Carne neprocesata, refrigerata max.4,5 contra microbilor 1997

Carne, neprocesata, congelata max.7 contra microbilor 1997

Seminte pentru expandare max.8 contra microbi 2000

Enzime deshidratate max.10 contra microbi 1986

Doze mari (11-45 kGy)

Plante max.30 contra microbi 1986

Mirodenii max.30 contra microbi 1986

Adaosuri pentru legume max.30 contra microbi 1986

Carne congelata si impachetata *) min.44 Sterilizare 1995

Hrana animale si pet 2-25 contra salmonella 1995

*)- aplicatii spatiale sau militare

Inainte de 1960, tot Armata americana a facut teste de sterilizare cu doze

inalte pe produse din carne si a constatat ca ele pot fi stocate pe perioade

indelungate fara a fi necesara refrigerarea. Dupa un studiu care a durat 10 ani si

care a presupus participarea voluntarilor umani care aveau un regim cuprinzand

32-100% hrana iradiata de 7 ori timp de 15 zile s-a conchis ca alimentele erau

sigure. In consecinta NASA a tratat prin iradiere hrana consumata de astronauti

in timpul misiunilor spatiale. De asemenea timp de cativa ani astfel de alimente

au fost furnizate spitalelor pentru pacientii care erau tratati cu imuno-supresoare

pentru a fi protejati de eventuale infectii cu micro-organisme din hrana.

Una din preocuparile principale legate de iradierea alimentelor a fost

legata de produsele secundare care s-ar putea produce in urma iradierii si de

influenta pe care acestea ar putea-o avea asupra sanatatii.

Cand particolele de energie inalta lovesc materia, atomii isi pierd electronii

si se formeaza ioni. Noile produse se pot combina si produce noi compusi.

O serie de organizatii internationale (FAO, IAEA, OMS) au studiat problema si au

aratat ca produsele secundare care se formeaza in alimente in urma iradierii sunt

cele care apar in mod normal la tratarea termica a alimentelor. Concluziile au

aratat ca mai mult de 90% din componentele alimentelor iradiate erau similare cu

cele din alimente tratate cu alte metode de conservare: termica, prin uscare sau

congelare. De asemenea s-a demonstrat ca iradierea produce modificari minore

in compozitia chimica a produselor si in concluzie nu este periculoasa sau

nesanatoasa.

Calitatile nutritionale ale alimentelor iradiate

Proteinele, carbohidratii si grasimile din alimentele testate au fost stabile

la iradiere pana la 10 kGy. Mineralele au fost stabile la iradiere in timp ce

vitaminele A,C,E si B1 tind sa fie sensibile la doze de pana la 1kGy sau mai mult.

Toate celelalte vitamine tind sa fie stabile pana la doze de 5kGy.

Vitamina B1 este cea mai sensibila vitamina. La doze de 1kGy, continutul ei in

carnea de porc tratata cu radiatii γ scade cu11,3% , iar daca carnea este gatita

scaderea e de 17,6%. In carnea de pui iradiata la 3kGy vitamina B1 scade cu

7,8% (8,4% daca e gatita). Dar aceste scaderi nu pun in pericol alimentatia prin

scaderea continutului de vitamine.

Proportia de vitamine pierdute prin iradiere depinde de doza, compozitia

alimentelor, temperatura la care are loc iradierea si de prezenta (sau absenta)

oxigenului. Astfel s-a constatat ca vitaminele sunt mai sensibile in prezenta

oxigenului si la temperaturi peste cea de inghet.

Un comitet format din specialisti ai FAO, IAEA si OMS a concluzionat ca

pierderea in vitamine in alimentele tratate cu doze de 1 kGy este similara cu cea

din alimentele tratate termic si depozitate pe o perioada lunga de timp.

In concluzie, iradierea la doze joase nu produce o scadere semnificativa a

calitatilor nutritionale ale alimentelor.

Acceptanta produselor tratate prin iradiere

Studii de piata efectuate in SUA au aratat o crestere a acceptantei

produselor alimentare iradiate din partea consumatorilor. In 1983 in California

raportul vanzarilor de fructe tropicale iradiate/neiradiate in doua magazine test

era de 10:1. In 1993, in Illinois si in Florida acelasi raport era de 20:1. In urma

studiilor de piata a reiesit ca produsele alimentare iradiate au fost preferate acolo

unde s-a facut o informare corespunzatoare a consumatorilor in privinta

avantajelor iradierii, iar consumatorii prefera alimentele iradiate care sunt

inscriptionate cu marca “tratat prin iradiere” si cu logo-ul agreeat international

pentru aceasta, impuse de FDA. Producatorii sunt de asemenea incurajati sa

adauge informatii privind scopul tratarii prin iradiere intr-o propozitie concisa de

tipul “tratat prin iradiere pentru distrugerea bacteriilor” etc.

In cazul marfurilor vandute in vrac (fructe, legume etc.) inscriptionarea se

poate face pe fiecare produs in parte, dar pentru usurinta de regula se recurge la

marcarea ambalajului (bax, palet etc.). Daca alimentele se vand en-gros pe

ambalajul lor trebuie inscriptionat “ nu se iradiaza din-nou”.