Procesarea alimentelor cu ajutorul radiatiilor ionizante

51
PROCESAREA PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN RADIAŢII IONIZANTE 1.Introducere Dintre factorii fizici, radiatiile ionizante reprezintã cea mai mare importantã sursa de poluare a alimentelor de origine animala . Omul a fost expus întotdeauna acţiunii radiaţiilor ionizante provenind din diverse surse naturale. Una din caracteristicile distincte ale iradierii naturale este aceea că implică întreaga populaţie a globului şi a fost suportată de aceasta într-un ritm relative constant de-a lungul unei perioade îndelungate de timp. Gradul de expunere la fondul natural de radiaţii diferă în funcţie de poziţia geografică şi poate varia chiar local, de exemplu în interiorul aceleiaşi clădiri ( Brodsky, 1982). Unele alimente sunt supuse iradierii, pentru a se menţine mai mult timp proaspete. Iradierea alimentelor înseamnă tratarea lor cu radiaţii ionizate şi este o metodă veche de conservare a unor alimente. S-a experimentat iniţial pe legume şi fructe, apoi metoda s-a extins şi la alte produse, cum sunt condimentele, carnea, făina, cafeaua, etc. În unele ţări, pentru ca oamenii să ştie ce cumpără, pe alimentele supuse iradierii se aplică un marcaj prin care se spune acest lucru. La noi în ţară, deşi acest lucru este prevăzut de legislaţia în vigoare, rareori se aplică. În mod normal, pe alimentele în cauză ar trebui să fie inscripţionate "iradiat" sau "tratat cu radiaţii ionizante". Dacă se face corect, respectând proporţiile, iradierea nu dăunează calităţilor nutritive ale alimentelor. Nu de puţine ori, însă, auzim că oamenii se plâng cum că unele mâncăruri de la fast food nu prea ţin de foame. La fel se întîmplă şi cu unele alimente din magazine. Arată bine, dar lumea se plânge că sunt fără gust şi nu se satură cu ele. Folosirea radiaţiilor ionizante pentru conservarea produselor alimentare a fost sugerată pentru prima oară în 1916 şi a fost 1

description

Procesarea alimentelor cu ajutorul radiatiilor ionizante

Transcript of Procesarea alimentelor cu ajutorul radiatiilor ionizante

Radiatii Ionizante asupra Alimentelor

PROCESAREA PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN

RADIAII IONIZANTE

1. Introducere

Dintre factorii fizici, radiatiile ionizante reprezint cea mai mare important sursa de poluare a alimentelor de origine animala . Omul a fost expus ntotdeauna aciunii radiaiilor ionizante provenind din diverse surse naturale. Una din caracteristicile distincte ale iradierii naturale este aceea c implic ntreaga populaie a globului i a fost suportat de aceasta ntr-un ritm relative constant de-a lungul unei perioade ndelungate de timp. Gradul de expunere la fondul natural de radiaii difer n funcie de poziia geografic i poate varia chiar local, de exemplu n interiorul aceleiai cldiri ( Brodsky, 1982).Unele alimente sunt supuse iradierii, pentru a se menine mai mult timp proaspete. Iradierea alimentelor nseamn tratarea lor cu radiaii ionizate i este o metod veche de conservare a unor alimente. S-a experimentat iniial pe legume i fructe, apoi metoda s-a extins i la alte produse, cum sunt condimentele, carnea, fina, cafeaua, etc. n unele ri, pentru ca oamenii s tie ce cumpr, pe alimentele supuse iradierii se aplic un marcaj prin care se spune acest lucru. La noi n ar, dei acest lucru este prevzut de legislaia n vigoare, rareori se aplic. n mod normal, pe alimentele n cauz ar trebui s fie inscripionate "iradiat" sau "tratat cu radiaii ionizante". Dac se face corect, respectnd proporiile, iradierea nu duneaz calitilor nutritive ale alimentelor. Nu de puine ori, ns, auzim c oamenii se plng cum c unele mncruri de la fast food nu prea in de foame. La fel se ntmpl i cu unele alimente din magazine. Arat bine, dar lumea se plnge c sunt fr gust i nu se satur cu ele.

Folosirea radiaiilor ionizante pentru conservarea produselor alimentare a fost sugerat pentru prima oar n 1916 i a fost patentat n Statele Unite n 1921 i n Franta n 1930. Totui, metoda nu a fost folosit imediat la scar comercial, datorit imposibilitii de a obine cantitile necesare de radiaie ionizant la costuri rezonabile. Din anii 50, iradierea produselor alimentare a constituit un subiect de interes tiinific, politic i public i a fost aplicat unui domeniu larg de produse alimentare, incluznd pete, molute, pui, fructe de mare, cereale, fructe i legume, nuci i condimente. n 1981, au fost adoptate principalele documente privind iradierea alimentelor i includerea acestui procedeu n Codex Alimentarius. Comitetul de experii convocat de Organizaia Mondial a Sntii (WHO) a concluzionat c orice aliment iradiat cu o doz medie de cel mult 10 kGy este sntos pentru consum i prin urmare poate fi aprobat fr testri suplimentare. Cercetrile din ultimii 40 de ani au artat c iradierea poate fi folosit pentru: distrugerea insectelor i paraziilor din cereale, psti uscate, fructe i legume uscate, carne i fructe de mare, inhibarea ncolirii la recolte cum ar fi cartofii i ceapa, ntrzierea maturrii fructelor i legumelor proaspete, scderea numrului de microorganisme din alimente. Scopurile acestei procesri sunt prelungirea duratei de pstrare i comercializare a alimentelor i asigurarea unei caliti microbiologice corespunztoare (asigurarea securitii alimentare). Exist ns rezerve n legtur cu acest procedeu, care nu distruge numai organismele nedorite, dar afecteaz i alimentul n sine, concomitent cu distrugerea mecanismelor interne de reparare. Alte dezavantaje ale metodei includ modificrile chimice ale alimentului, pierderile de vitamine i imposibilitatea eliminrii toxinelor bacterine, chiar dac organismul care le-a produs a fost inactivat.

2. Conservarea fructelor i legumelor prin ionizare

Pieele din Romnia sunt invadate de ani buni de tot felul de legume i fructe din import care par, mai curnd, decupate din crile cu poveti.

Ardei grai imeni, viu colorai, cpuni uriae, mere gigant i struguri ale cror boabe ct o prun te fac s-i lase gura ap se ngrmdesc pe tarabe la preuri pe msur. Proaspete sptmni n ir, toate aceste trufandale, multe dintre ele modificate genetic, sunt expuse i la radiaii ionizante pentru a-i pstra prospeimea ct mai mult vreme. n Romnia, 99% din fructele importate sunt iradiate.

Procesul de conservare cu radiaii ionizante distruge vitaminele, mineralele i vduvete hrana de gust sau miros. Metoda are beneficiul c vegetalele rmn proaspete" timp ndelungat.

Alimentele iradiate sau ionizate nu trebuie confundate cu alimentele contaminate. Hrana contaminat presupune prezena nedorit a unor particule radioactive, pe cnd legumele sau fructele iradiate sunt supuse deliberat unui tratament destul de periculos cu raze ionizante pentru a fi conservate. Acest tratament presupune expunerea alimentului la un flux de raze ionizante ce pot fi generate de o surs radioactiv. Efectele obinute sunt, pe lng degradarea produsului, distrugerea microorganismelor i a insectelor care se strecoar n fructe ori n cereale sau eliminarea paraziilor de tot felul.

Primele alimente supuse iradierii au fost fructele i legumele. Americanii au observat, cu aproape 80 de ani n urm c, n urma expunerii la radiaii ionizante, fructele i legumele i pstreaz prospeimea timp ndelungat, iar insectele i microorganismele ce se dezvolt n mod natural n ele sunt distruse. Dei au aprut proteste din partea multor cercettori care au ncercat, i la vremea aceea, s trag un semnal de alarm n legtur cu eventualele consecine nocive asupra sntii, Administraia alimentelor i medicamentelor din SUA a aprobat, n 1963, iradierea alimentelor ca mijloc de conservare.Ionizarea alimentelor este duntoare sntii

Unii dintre specialiti susin c alimentele iradiate nu sunt periculoase, alii sunt ns de alt prere. Alimentele pot fi iradiate cu raze gama sau cu raze X. Tehnologia prin iradiere cu raze gama folosete substane radioactive, 60Co sau 137Cs. Un raport dat publicitii de ctre o organizaie ecologist internaional, care se opune iradierii alimentelor, precizeaz c studiile efectuate pe termen scurt pe copiii din India, hrnii o perioad cu alimente iradiate, au indicat distrugeri ale cromozomilor acestora. Testele au fost fcute i pe un eantion de cini care au mncat, un timp, numai carne de vit iradiat. Veterinarii au constatat, n urma examenelor clinice, c toi cinii care primiser carne iradiat, n perioada experimentelor tiinifice, aveau splina mrit. Cancerul, bolile de rinichi, imunotoxicitatea nu sunt dect unele dintre bolile deosebit de grave care pot fi declanate n urma consumului de alimente tratate cu raze ionizante, mai susin cercettorii.

Ionizarea este preferat chimizrii

n Romnia exist un act normativ, emis n anul 2001, care reglementeaz producia, importul i comercializarea alimentelor i a ingredientelor alimentare tratate cu radiaii ionizante. Acest act normativ oblig Ministerul Sntii s emit i s actualizeze lista produselor alimentare ce pot fi iradiate i dozajul de iradiere, n conformitate cu o list similar care este valabil n Comunitatea European.

Romnii, ns, prefer tratarea alimentelor pe cale chimic, iar muli dintre productori, din dorina de a vinde ct mai repede i ct mai mult, nu respect timpul de pauz (perioada n care fructele i legumele sunt tratate chimic).Alimentele ar trebui puse n vnzare abia dup 18-21 de zile din momentul n care sunt tratate chimic, dar nimeni nu poate controla cu strictee dac, ntr-adevr, productorul ndeplinete sau nu aceast cerin. Din acest punct de vedere, specialitii susin c iradierea alimentelor este mai indicat dect tratamentul chimic fcut necorespunztor.

Folosirea acestui procedeu de conservare a alimentelor face nconjurul lumii i asistm, n prezent, la o adevrat explozie a numrului de instalaii de iradiere a alimentelor n numeroase state.

China, care, n 2003, avea apte instalaii de iradiere a hranei, a ajuns la 50 n 2006, iar India i-a propus, pn n 2012, s construiasc 25 de instalaii n plus fa de cele existente pe teritoriul su. Mexicul nu se las mai prejos i promite s aib cea mai mare instalaie de iradiere a alimentelor din lume.

n condiiile n care tehnologiile de conservare a alimentelor cu ajutorul razelor ionizante se dezvolt vertiginos, comercianii nu au dect de ctigat, iar teama productorilor de a rmne cu marfa nevndut nu se mai justific.

Dar medicii i cercettorii se ntreab totui care ar putea fi efectele nocive ale hranei conservate astfel, pe o perioad ndelungat asupra organismului uman. Riscurile pe care le prezint alimentele iradiate nu au fost nc identificate cu precizie, iar rarele studii pe aceast tem au fost deseori discreditate. Organizaiile ecologiste i numeroi oameni de tiin susin ns c pericolul nu este de ignorat, cci consecinele asupra sntii consumatorilor, dei nu sunt vizibile imediat, ar putea, pe termen lung, s se dovedeasc dezastruoase. Pericolele centralelor de iradiere sunt evidente

Conservarea alimentelor cu ajutorul razelor ionizante favorizeaz delocalizarea produciilor agricole i pune n pericol economiile locale i mediul. Culturile agricole se realizeaz n condiii ndoielnice, pentru a grbi ctigul, iar transportul pe rute foarte mari genereaz un consum deloc neglijabil de carburani.

Centralele de iradiere sunt, la rndul lor, periculoase, deoarece utilizeaz substane radioactive, iar numrul lor a crescut foarte mult n ultimii ani.

Populaia care se afl n preajma acestor uzine de tratare a alimentelor cu raze ionizante nu este avertizat asupra riscului pe care-l reprezint scurgerea accidental a substanelor radioactive sau asupra pericolelor ce ar putea aprea n caz de incendiu. Ct despre alimentele iradiate, acestea i pot schimba gustul, mirosul ori consistena, iar specialitii susin c, n timpul acestui proces de conservare, prin iradiere, sunt distruse multe vitamine, minerale, ct i bacteriile care contribuie la pstrarea prospeimii naturale a hranei3. Regimul radiaiilor ionizante

Radiaiile ionizante sunt, prin definiie, acele radiaii (electromagnetice sau corpusculare) care au suficient energie pentru a ioniza atomii (moleculele) substanei cu care interacioneaz.

Pentru a o putea nelege, este util s nelegem structura atomului. Un atom se compune dintr-un nucleu (ncrcat pozitiv) n jurul cruia orbiteaz electroni (ncrcai negativ).

n mod normal, numrul sarcinilor pozitive din nucleu (protonii) este egal cu numrul electronilor din jurul nucleului. Atomul este neutru din punct de vedere electric.

Dac un electron este expulzat de pe orbita atomului, rezult un electron negativ liber i un ion ncrcat pozitiv. Radiaia ionizant este radiaia care are suficient energie pentru ca n urma interaciei sale cu un atom s poat expulza un electron de pe orbita atomului, formnd ioni; de aici i numele su.

4. Protejarea radioactiv a produselor alimentare i a

naturii mpotriva radiaiilor

Radiaia poate fi definit ca fiind o emisie de propagarea de energie prin spaiu sau pe un suport material. Cele mai periculoase radiaii asupra alimentelor sunt cele electromagnetice.

Spectrului electromagnetic este prezentat n Figur.

Spectrul electromagnetic

Radiaiile se clasific n funcie de lungimea de und, n radiaii cu lungimi de und mai scurte, acestea fiind cele mai duntoare pentru microorganisme.

Spectrul radiaiilor electromagnetice este mprit dup criteriul lungimii de und n cteva domenii, de la frecvenele joase spre cele nalte:

radiaii (unde) radio

microunde

radiaii hertziene,

radiaii infraroii,

radiaii luminoase,

radiaii ultraviolete,

radiaii X (Rntgen),

radiaii ""

Toate aceste tipuri de radiaii au caracteristici diferite. n primul rnd capacitatea lor de penetrare variaz. Particulele alfa pot fi stopate cu ajutorul unei foi de hrtie sau a ctorva milimetri de aer, n timp ce pentru o radiaie gama este necesar un perete gros de beton, o anumit zon de ap sau un alt material care poate fi folosit ca protecie mpotriva acestei radiaii.

Radiatii (unde) radio. Domeniul de frecven a acestor unde este cuprins ntre zeci de hertzi pn la un gigahertz (1GHz= 109Hz), adic au lungimea de und cuprins ntre civa km pn la 30 cm. Se utilizeaz n special n transmisiile radio i TV. Dup lungimea de und se subimpart n unde lungi (2 km- 600 m), unde medii (600- 100 m) i unde scurte (100- 1 cm).

Microundele

Sunt generate ca i undele radio de instalaii electronice. Lungimea de und este cuprins ntre 30 cm i 1 mm. n mod corespunztor frecvena variaz ntre 109- 3 . 1011 Hz. Se folosesc n sistemele de telecomunicaii, n radar i n cercetarea tiinific la studiul proprietilor atomilor, moleculelor si gazelor ionizate. Se subimpart n unde decimetrice, centrimetrice i milimetrice. Se mai folosesc i n domeniu casnic. Moleculele oscileaz n timp ce se ndreapt la polii pozitivi i negativi, frecarea intermolecular este creat i se manifest ca un efect de nclzire. Acest lucru este dat de energia cu microunde. Cele mai multe cercetri alimentare au fost efectuate la dou frecvene: 915 si 2,450 megacycles. La frecvena cu microunde de 915 megacycles moleculele oscileaz nainte i napoi, de 915 milioane de ori pe second Microundele se afl ntre infrarou i poriuni de frecven radio a spectrului electromagnetic.

Microundele i undele radio pot fi folosite pe scara industrial pentru pasteurizarea i sterilizarea alimentelor. Spre deosebire de iradiere, care este un procedeu rece, aciunea acestora este n esen una de natur termic. Prin urmare, nclzirea cu microunde i unde radio se refer la folosirea undelor electromagnetice de anumite frecvene pentru a genera caldur ntr-un material.

Pasteurizarea i sterilizarea cu microunde i unde radio este preferabil nclzirii convenionale, pentru c procesarea este rapid i este necesar un timp mai scurt pentru a se atinge temperatura dorit. Acest avantaj este mai evident n cazul alimentelor solide i semisolide, care n nclzirea convenional depind de procesul lent de difuzie termic. Procesarea rapid, pe lang efectul de distrugere al microorganismelor, are i avantajul de a reduce degradarea alimentelor, indus de procedeele termice convenionale de conservare.

Datele din figura urmtoare sunt obinute din modelele matematice ale unui proces de nclzire convenional i a unuia de nclzire cu microunde, ntr-un solid. Figura arat c domeniul de temperaturi atinse n cele dou procese este aproximativ acelai la timpii de nclzire indicai. Figura b arat c domeniul de valori ale lui F0 (letalitatea acumulat) difer destul de mult pentru acelai aliment nclzit n mod conventional sau cu microunde.

Diferena ntre valorile F0 pentru procesarea convenional, respectiv cu

microunde (b) chiar atunci cnd domeniul de temperaturi este aelai (a).

Un alt avantaj al sistemelor de nclzire cu microunde i unde radio const n faptul c ele pot fi pornite sau oprite instantaneu, iar produsul poate fi pasteurizat dupimpachetare. Sistemele de procesare cu microunde i unde radio sunt de asemenea mai eficiente din punct de vedere energetic.

Radiaiile hertziene apar datorit oscilaiei electronilor n circuitele oscilante LC sau n circuitele electronice speciale.

Radiaia infraroie. Cuprinde domeniul de lungimi de und situat ntre 10-3 i 7,8 . 10-7 m (3 . 1011- 4 . 1014 Hz). n general sunt produse de corpurile nclzite. n ultimul timp s-au realizat instalaii electronice care emit unde infraroii cu lungime de und submilimetric.

Radiaiile de interes primar utilizate n conservarea alimentelor sunt radiatii ionizante, definite ca acele radiatii care au lungimi de und de 2000 A sau mai puin, de exemplu, particule alfa, raze beta, raze gamma, i de raze X.

Cuantumuul lor conin suficient energie pentru a ioniza moleculele n cile lor. Pentru c ele distrug microorganisme far a ridica n mod considerabil creterea temperaturii, procesul este numit sterilizare la rece.

La aplicarea de radiaii n produsele alimentare, exist mai multe concepte utile care ar trebui s fie clarificate.

Un Roentgen este o unitate de msur utilizat pentru exprimarea unei doze de expunere de raze X sau de radiaii gamma. Un milliroentgen este egal cu 1 / 1, 000 de Roentgen.

Un Curie este o cantitate de substane radioactive. Din motive practice, 1 g de radiu pur are radioactivitate din 1 Curie de radiu. Unitatea de msur pentru un Curie este Becquerel (Bq).

Un rad este o unitate echivalent cu absorbia de 100 erg / g de materie. Un kilorad (krad) este egal cu 1,000 rad, i o megarad (mrad) este egal cu 1 milion rad. Unitatea mai nou este Gray (1 Gy = 100 rad = 11 joule / kg; 1 kGy = 105 rad). Energia acumulat de un electron n micare prin intermediul unui V este desemnata de eV (electroni volti).

Un meV este egal cu 1 milion de voli, de electroni. Att rad i eV sunt msurtori ale intensitii de iradiere.

5. Caracteristicile radiaiilor utilizate n

conservarea alimentelor

Radiaia ultraviolet.

Lumina ultraviolet poate fi folosit pentru conservarea alimentelor, n special a sucurilor de fructe (suc de mere, cidru). Procesarea cu ultraviolete implic folosirea radiaiei din regiunea UV a spectrului electromagnetic, n scopul dezinfeciei. Lungimile de und din UV sunt cuprinse n intervalul 100-400 nm. Aceast plaj de valori va fi subdivizat la rndul ei n: UVA 315 - 400 nm, care este responsabil pentru modificrile epidermei umane, conducnd la efectul de bronzare, UVB 280-315 nm, care poate cauza cancerul de piele, UVC 200-280 nm, numit i intervalul germicidal, deoarece are efect de inactivare asupra bacteriilor i virusilor i intervalul UV de vid, care include lungimi de und ce pot fi absorbite de aproape toate substanele i prin urmare pot fi transmise doar n vid. Proprieile germicidale ale radiaiei UV se datoreaz n principal mutaiilor genetice induse prin absorbia radiaiei UV de ctre moleculele de ADN. Acest mecanism de inactivare determin o curb sigmoidal a reducerii populaiei microbiene. Pentru a obine inactivarea microbian, expunerea la radiaia UV trebuie s fie de cel puin 400 J/mp n tot volumul produsului. Factorii critici includ: transmisivitatea produsului, configuraia geometric a reactorului, puterea, lungimea de und i aranjamentul spaial al sursei UV. Radiaia UV poate fi folosit n combinaie cu alte tehnologii alternative de procesare, incluznd diferii ageni puternici de oxidare, cum ar fi ozonul. Aplicatiile metodei includ dezinfectarea resurselor de ap i a suprafeelor de contact ale alimentelor. n ultimii ani a crescut interesul pentru folosirea UV la reducerea populaiilor microbiene n sucuri.

Factori ce influenteaz inactivarea microbian

Presiunea, temperatura i pH-ul mediului nu par a avea un efect seminficativ asupra proprietilor de absorbie. Pe de alt parte, compoziia produsului, coninutul n substana uscat, culoarea i in general compoziia chimic a alimentului influeneaz inactivarea microbian. Un alt factor critic este transmisivitatea materialului cu care este dezinfectat. Dac materialul este foarte transparent la radiaia UV, dezinfectarea poate fi mai eficient. Pe de alt parte, materialele cu densitate optic mare atenueaz i mprtie radiaia UV, ceea ce conduce la scderea ratei de inactivare. Configuraia geometric a sistemului este de asemenea important, deoarece atenuarea crete cu drumul parcurs. Un alt factor critic este lungimea de unda a radiaiei UV, deoarece aceasta afecteaz inactivarea microbian.

Mecanisme de inactivare microbian

Forma curbei de inactivare. Forma curbei de inactivare microbian prin tratamente cu UV este sigmoidal. Platoul iniial se datoreaz unei faze de lezare a microorganismului de ctre radiaia UV. Dup acest platou initial, o expunere aditional minim este letal pentru microorganism i rata de supravieuire scade rapid. Partea final a curbei are o faz staionar, datorit rezistenei la UV a microorganismelor, precum i a componentelor experimentale, cum ar fi solidele suspendate, care pot bloca radiaia UV. Majoritatea cercetrilor experimentale s-au axat pe dezinfectarea cu radiaie UV a apei. Datele experimentale sugereaz c reducerea logaritmic depinde de expunerea la radiaia UV (J/mp). Pentru toate microorganismele supuse la o radiaie UV de 254 nm, s-a constatat o reducere 4-log, la expuneri mai mici de 400J/mp. Unele celule bacteriene prezint o rezisten mai mare la radiaia UV, datorat unui mecanism de reparare fotoreactivarea, care este intensificat de lumina vizibil din domeniul albastru (conform tabelului).

Expunerea necesar pentru o reducere de 4-log. MicroorganismExpunerea necesara n absena fotoreactivariiExpuerea necesar n prezena fotoreactivarii

Escherichia coli ATCC 11229

100280

E. coli ATCC 23958

50200

E. coli NCTC 5934

90215

E. coli NCIB 9481

100180

E. coli wild isolate

110270

Enterobacter cloacae

100330

Klebsiella pneumoniae

110310

Citrobacter freundii

80250

Yersinia enterocolitica

100320

Salmonella Typhi

140190

Salmonella Typhimurium

130250

Serratia marcescens

130300

Enterocolitica faecium

170200

Vibrio cholerae wild isolate

50210

Pseudomonas aeruginosa

110190

Mycobacterium smegmatis

200270

Polio virus (Mahoney)

290-

Rotavirus SA 11

350-

Staphylococcus aureus phage A994380-

Mecanisme de inactivare.

Proprietile germicidale ale radiaiei UV se datoreaz absorbiei luminii UV de ctre moleculele de ADN, ducnd la ncruciri ntre bazele pirimidinice alturate (timina i citozina) din acelai lan de ADN. Din aceast cauza, este impiedicat formarea de legturi de hidrogen cu bazele purinice din lanul opus. Prin urmare este blocat transcrierea i replicarea ADN-ului, ceea ce conduce la compromiterea funciilor celulare i n ultim instan la moartea celulei. Numrul de ncruciri este proporional cu expunerea la radiaia UV. Dac numrul de ncruciri depete o anumit valoare limit, acestea nu mai pot fi reparate i survine moartea celular. Acest fenomen este reflectat n forma curbei de inactivare; valoarea limit corespunde punctului de scdere rapid a ratei de supravieuire.

Perspective de cercetare

n viitor este necesar clarificarea urmtoarelor aspecte:

1. efectul parametrilor individuali cum ar fi concentraia solidelor suspendate i dizolvate

2. identificarea patogenilor rezisteni la radiaia UV

3. dezvoltarea de metode de validare care s asigure eficacitatea metodei

4. dezvoltarea de modele cinetice

5. studii de optimizare a factorilor critici.

Lumina pulsatorie

Tratamentul cu lumin pulsatorie este o metod de conservare a produselor alimentare care implic folosirea de pulsuri intense i de scurt durat de lumin dintr-un domeniu larg de lungimi de und, de la UV pn la IR apropiat. Materialul tratat este expus la cel puin un puls de lumin, avnd o densitate de energie la suprafa din domeniul 0,01-50 J/cmp. Distribuia de lungimi de und este aleas astfel nct cel puin 70% din energia elctromagnetic este n intervalul 170-2600 nm. Materialul care urmeaz s fie sterilizat este expus la cel puin un puls de lumin (n mod obinuit 1-20 flash-uri/secund).

n majoritatea cazurilor, aplicarea ctorva flash-uri ntr-o fraciune de secund determin o rat mare de inactivare microbian. Aceast tehnologie este aplicabil n principal n sterilizarea sau reducerea populaiilor microbiene de la suprafaa materialelor de ambalare, a produselor farmaceutice transparente sau a altor suprafee. Lumina pulsatorie poate fi folosit pentru a reduce sau elimina necesitatea folosirii dezinfectanilor i conservanilor chimici. Tehnologia poate fi de asemenea folosit pentru a extinde durata de via comercial sau pentru a mbunti calitatea produselor.

Factori critici

Din cauz c lumina nu poate penetra suprafeele opace i neregulate, lumina pusatorie inactiveaz microorganismele ntr-o masur mai mic dect alte tehnologii. Caracteristicile luminii (lungime de und, intensitate, durat i numr de pulsuri), proprietile ambalajului i ale produsului alimentar (tip, transparen i culoare) constituie factori critici care influeneaz procesul de inactivare. n cazul unui aliment fluid, factorii critici sunt transparena i nlimea coloanei de fluid. Dei lumina pulsatorie are o eficacitate minim n cazul alimentelor opace, cercetrile au artat c aceasta are totusi capacitatea de a reduce populaiile microbiene din oua cu aproximativ 1- 4 cicluri logaritmice.

Mecanisme de inactivare

Capacitatea de inactivare a luminii pulsatorii depinde de lungimea de und. Prin urmare, pentru tratarea produselor alimentare poate fi folosit ntregul spectru sau numai anumite lungimi de und. Lungimile de und care duc la formarea unor produi indezirabili n alimente sunt eliminate prin filtre de sticl sau lichide. Pulsurile de lumin induc n alimente reacii fotochimice sau fototermice. Lumina bogat n radiaie UV cauzeaz modificri fotochimice, n timp ce lumina din domeniile VIS i IR determin schimbri fototermice. Efectele antimicrobiene sunt n principal mediate de absorbtia de ctre sistemele de legturi duble carbon-carbon nalt conjugate din proteine i acizi nucleici.

Modul de aciune al luminii pulsatorii este atribuit efectelor unice ale flash-urilor (energie mare ntr-un timp scurt i spectru larg de lungimi de und). inta celular primar o constituie acizii nucleici. Inactivarea se produce prin cteva mecanisme, incluznd modificri chimice i ruptura ADN-ului. Aciunea asupra proteinelor, membranelor i a altor componente celulare are loc probabil concomitent cu distrugerea acizilor nucleici.

Totui, n cazul oricarui agent fizic cu aciune letal este dificil de determinat secvena real a evenimentelor, datorit posibilitii existentei unui efect "domino". Experien sugereaz c lungimile de und mai mici din domeniul UV de 200-320 nm sunt mai eficiente n ceea ce privete inactivarea dect lungimile de und mai mari, datorit energiei mai mari. Deoarece ADN-ul este o molecul int pentru aceste lungimi de und din UV, se presupune c principala cauz a inactivrii microorganismelor este modificarea structural a acestuia. Tratamentul cu UV afecteaza ADN-ul n principal prin mecanisme reversibile n anumite condiii experimentale. Experimentele efectuate pentru a testa mecanismele de reparare enzimatic ale ADN-ului au artat c aceast reparare nu apare dup tratamentul cu lumin pulsatorie. Este posibil ca deteriorarea cauzat de lumin pulsatorie s fie prea mare pentru ca mecanismele de reparare s fie eficiente sau ca nsui sistemul de reparare s fie inactivat odata cu alte funcii enzimatice.

n concluzie, se presupune c energia i intensitatea luminii pulsatorii amplific mecanismele de distrugere a componentelor celulare de ctre fiecare lungime de und; n plus, spectrul larg de lungimi de und al luminii pulsatorii cauzeaz deteriorri ireversibile ale ADN-ului, proteinelor i a altor macromolecule.

Perspective de cercetare

Pentru ca lumina pulatorie s poat fi folosit la scar industrial, sunt necesare cercetri n urmatorele domenii, n care informaia relavant lipsete:

1. identificarea factorilor critici i studierea efectului acestora asupra inactivrii microbiene

2. studierea eficacittii metodei n cazul alimentelor solide i a lichidelor opace, unde adncimea de penetrare e critic.

3. studierea rezisenei patogenilor comuni la tratamentul cu lumin pulsatorie

4. studierea diferenelor dintre aceast tehnologie i cea obisnuit (cu lumin UV de 254 nm)

5. investigarea mecanismelor de inactivare microbian pentru a determina dac acestea difer semnificativ de cele propuse pentru lumina UV

6. nelegerea mecanismelor i evaluarea avantajelor atribuite luminii pulsatorii.

Ultrasunetele

Ultrasunetele reprezint unde sonore cu frecvene de cel putin 20000 de vibraii/secund. Aceast tehnologie are o varietate de aplicaii n industria alimentar, incluznd testarea nedistructiv a calitii alimentelor, uscarea i filtrarea, inactivarea microorganismelor i a enzimelor, dezagragarea celulelor, accelerarea transferului de caldur i intensificarea oricarui proces ce depinde de difuzie.

Factori critici

Factorii care par s afecteze n mod semnificativ distrugerea microorganismelor de ctre ultrasunete sunt: amplitudinea undelor ultrasonore, expunerea/timpul de contact, tipul de microorganism, volumul alimentului procesat, compoziia alimentului i temperatura tratamentului. Cnd ultrasunetele sunt folosite n combinaie cu alte procese, trebuie luai n considerare i factorii critici de proces ai acestor metode. De exemplu, prezent dezinfectanilor sau a unor conservani i presiunea static, iradierea sau energia electric sunt factori critici de proces n abordarea hurdles.

Mecanisme de inactivare

Efectul bactericid al ultrasunetelor este n general atribuit apariiei cavitiilor intracelulare. Se presupune c socurile micromecanice sunt create prin formarea i spargerea cavitilor microscopice induse de presiunile fluctuante aprute datorit aciunii ultrasunetelor. Aceste socuri deterioreaz componentele funcionale i structurale ale celulei, ducnd n ultim instan la liza acesteia.

Pentru spori, mecanismul nu este complet elucidat. Cavitile joac cu siguran un rol, dar acesta este secundar, deoarece ultrasunetele singure nu au nici un efect asupra sporilor, ci numai n combinaie cu alte tratamente, avnd un rol de potenare a acestora.

Mecanismele de inactivare prin tehnica ultrasonrii combinat cu alte tratamente nu sunt nelese. De asemenea, nu este cert existena unor mecanisme de reparare i nu exist metode de a prevedea evoluia post-tratament a alimentelor depozitate.

n stadiul actual al cercetrilor privind folosirea ultrasunetelor la conservarea produselor alimentare se consider c aceast tehnic poate avea un rol de potenare a eficacitii altor metode de procesare. Nu a fost nc formulat nici un model matematic de inactivare a microorganismelor.

Perspective de cercetare

Este evident c sunt necesare cercetri ulterioare pentru a determina fezabilitatea i utilitatea ultrasunetelor ca metod de conservare a produselor alimentare sau ca metod auxiliar de tratament. Principalele domenii de cercetare includ:

1. determinarea efectului pe care l au ultrasunetele asupra inactivrii microbiene, atunci cnd sunt folosite n combinaie cu alte tehnologii de procesare (presiune nalt, cldur, etc)

2. identificarea mecanismelor de inactivare microbian atunci cnd ultrasunetele sunt folosite n combinaie cu alte tehnologii

3. identificarea factorilor critici atunci cnd ultrasunetele sunt folosite n abordarea "hurdles" (obstacole)

4. evaluarea influenei proprietilor produsului alimentar asupra inactivarii microbiene.

Raze Beta

Razele Beta pot fi definite ca fluxuri de electroni emii de substane radioactive. Razele catodice sunt aceleai cu excepia cazului n care acestea sunt emise de la catod de un tub. Aceste raze posed o putere de penetrare mai mic. Printre sursele comerciale de raze catodice sunt generatoarele, Van de Graaff i acceleratoare liniare. Acestea din urm par a fi mai potrivite pentru protecia produselor alimentare utilizate. Exist unele raze care pot fi utilizate fr a induce radioactivitate n anumite componente de produse alimentare.

Raze gamma ("")

Razele gamma sunt unde electromagnetice de frecvene foarte nalte produse de interaciuni ntre particule subatomice. Acestea sunt radiaiile electromagnetice emise de nucleu.. Aceasta este cea mai ieftin form de radiaie pentru conservarea alimentelor, deoarece sursa de elemente sunt fie produi de fisiune atomic sau produse de deeuri atomice. Razele gamma au putere de penetrare excelent, spre deosebire de razele beta 60Co are un timp de njumtire de aproximativ 5 ani i jumtate de via pentru 137Cs este de aproximativ 30 de ani.

Puterea relativ de penetrare a diferitelor radiaii crete cu creterea energiei particulei, dar, n comparaie cu fotonii radiaiei , fascicolul de electroni i disipeaz energia ntr-un strat subire de la suprafaa materialului int. De aceea, fascicolul electronic este corespunztor ratrii obiectelor mici sau stratului superficial al unora mari, cci rata dozei nu se atenueaz strict exponenial: mai nti crete, atingnd un maxim pentru grosimea stratului de ap de 4 mm, dup care scade repede.

Penetrarea radiaiilor ionizante este uniform, omogen i important, mergnd pn la 25+30 cm. n figur sunt redate comparativ puterile relative de penetrare pentru radiaii emise de 60Co i un fascicol de electroni de energie 2 MeV.

Puterea relativ de penetrare pentru radiaiile produse de

60Co (a) i de un fascicol de electroni de 2 MeV (b)

Raze X (Rntgen),

Radiaiile X sunt radiaii electromagnetice penetrante, cu lungime de und mai scurt dect a luminii i rezult prin bombardarea unei inte de tungsten cu electroni cu vitez mare. Au fost descoperite ntmpltor n anul 1895 de fizicianul german Wilhem Conrad Roentgen, n timp ce fcea experimente de descrcri electrice n tuburi vidate, respectiv el a observat c din locul unde razele catodice cdeau pe sticla tubului rzbeau n exterior raze cu nsuiri deosebite; aceste raze strbteau corpurile, impresionau plcuele fotografice, etc. El le-a numit raze X deoarece natura lor era necunoscut. Ulterior au fost numite raze (radiaii) Roentgen, n cinstea fizicianului care le-a descoperit.

Natura radiaiilor X

Primul tub care a produs raze X a fost conceput de fizicianul William Crookes. Cu un tub de sticl parial vidat, coninnd doi electrozi prin care trece curent electric. Ca rezultat al ionizrii, ionii pozitivi lovesc catodul i provoac ieirea electronilor din catod. Aceti electroni, sub forma unui fascicul de raze catodice, bombardeaz pereii de sticl ai tubului i rezult razele X. Acest tub produce numai raze X moi, cu energie scazut.

Un tub catodic mbuntit, prin introducerea unui catod curbat pentru focalizarea fasciculului de electroni pe o inta din metal greu, numit anod, produce raze X mai dure, cu lungimi de und mai scurte i energie mai mare. Razele X produse, depind de presiunea gazului din tub

. Urmtoarea mbunttire a fost realizat de William David Coolidge n 1913 prin inventarea tubului de raze X cu catod nclzit. Tubul este vacuumat iar catodul emite electroni prin nclzire cu un curent electric auxiliar. Cauza emiterii electronilor nu este bombardarea cu ioni, ca n cazurile precedente. Accelerarea procesului de emitere a electronilor se face prin aplicarea unui current electric de nalt tensiune, prin tub. Cu ct crete voltajul, scade lungimea de und a radiaiei.

Fizicianul american Arthur Holly Compton, laureat al Premiului Nobel, prin studiile sale a descoperit asa numitul effect Compton n anul 1922. Teoria sa demonstreaz c lungimile de und ale radiatiilor X i gama cresc atunci cnd fotonii care le formeaz se ciocnesc de electroni. Fenomenul demonstreaz i natura corpuscular a razelor X.

Tubul lui William Crookes

Cum funcioneaz tubul de raze Proprietiile radiailor X

Radiaiille X impresioneaz soluia fotografic, ca i lumina. Absorbia radiaiilor depinde de densitatea i de greutatea atomic. Cu ct greutatea atomic este mai mic, materialul este mai usor ptruns de razele X. Cnd corpul uman este expus la radiaii X, oasele, cu greutate atomic mai mare dect carnea, absorb n mai mare msur radiaiile i apar umbre mai pronunate pe film. Radiaiile cu neutroni se folosesc n anumite tipuri de radioagrafii, cu rezultate total opuse: prile ntunecate de pe film sunt cele mai uoare.

Radiatiile X provoac fluorescena anumitor materiale, cum ar fi platinocianidul de bariu i sulfura de zinc. Dac filmul fotografic este nlocuit cu un ecran tratat cu un asemenea material, structura obiectelor opace poate fi observat direct. Aceast tehnic se numeste fluoroscopie.

Alt caracteristic important este puterea de ionizare, care depinde de lungimea de und. Capacitatea razelor X monocromatice de a ioniza, este direct proportional cu energia lor. Aceast proprietate ne ofer o metod de msurare a energiei razelor X. Cnd razele X trec printr-o camer de ionizare se produce un curent electric proporional cu energia fasciculului incidental. De asemenea, datorit capacitii de ionizare, razele X pot fi vzute ntr-un nor. Alte proprieti: difracia, efectul fotoelectric, efectul Compton i altele.

Aplicaiile radiaiilor X

Principalele utilizri: cercetri tiinifice, industrie, medicin.

Studiul radiaiilor X a jucat un rol vital n fizic, n special n dezvoltarea mecanicii cuantice. Ca mijloc de cercetare, radiaiile X au permis fizicienilor s confirme experimental teoria cristalografiei. Folosind metoda difraciei, substanele cristaline pot fi identificate. Metoda poate fi aplicat i la pulberile care nu au structur cristalin, dar care au structur molecular regulat. Prin aceste mijloace se pot identifica compui chimici i se poate stabili mrimea particulelor ultra-microscopice. Prin spectroscopie cu raxe X se pot identifica elementele chimice i izotopii lor. n afar de aplicaiile din fizic, chimie, mineralogie, metalurgie i biologie, razele X se utilizeaz i n industrie, pentru testarea nedestructiv a unor aliaje metalice. Pentru asemenea radiografii se utilizeaza 60Co i 137Cs.

De asemenea prin radiaii X se testeaz anumite faze de producie i se elimin defectele. Razele X ultramoi se folosesc n determinarea autenticitii unor lucrri de art sau la restaurarea unor picturi. n medicin, radiografele sau fluoroscoapele sunt mijloace de diagnosticare. n radiotarapie se utilizeaz n tratamentul cancerului. Aparatul computerizat, tomograful axial (scanner CAT sau CT) a fost inventat n 1972 de inginerul eletronist Godfrey Hounsfield i a fost pus n aplicare pe scar larg dup anul 1979.

Cum se produce o radiografie

Seciune printr-o radiografie6. Principiile care stau la baza distrugerii de

microorganisme prin iradiere

Factori care influeneaz inactivarea microbian

Sporii bacterieni sunt mai rezisteni la radiaia ionizant dect celulele vegetative, bacteriile gram-pozitive sunt mai rezistente la iradiere dect cele gram-negative. n general, bacteriile care produc spori sunt mai rezistente dect cele care nu produc spori.

Dintre bacteriile care produc spori sunt larvele Paenibacillus care par s aib un grad mai mare de rezisten dect majoritatea celorlalte bacterii producatoare de spori aerobici. Sporii de tip Clostridium botulinum par a fi mai rezisteni din toti spori de tip Clostridium.

n afar de o specie extrem de rezistent, Enterococcus faecium R53, micrococci, precum i lactobacilli homofermentativi sunt printre cei mai rezisteni non-spori care formeaz bacterii. Cele mai sensibile la radiaii sunt pseudomonas i flavobacters (inclusiv genurile noi create prin delimitarea acestor genuri).

Rezistena drojdiilor i a fungilor variaz considerabil, dar n general ele sunt mult mai rezistente dect majoritatea bacteriilor; Doza de iradiere pentru diverse aplicaii. Sursa: Adaptat de la Grunewald.

n tabel sunt prezentate dozele aproximative letale de radiaie ionizant pentru diferite tipuri i specii de microorganisme:

Doze aproximative letale de iradiere n Kiloray (kGy).

OrganismDoza letal aproximativ (kGy)

Insecte0.22 - 0.93

Virusi10 - 40

Drojdii fermentative4 - 9

Drojdii3.7- 18

Fungi1.3 -11

Bacterii patogene:

Mycobacterium tuberculosis Staphylococcus aureus Cornybacterium diphtheriae Salmonella spp.

1.4

1.4 -7.0

4.2

3.7 -4.8

Bacterii saprofite:

Gram-negative:

Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas fluorescens Enterobacter aerogenes1.0 -2.3

1.6 - 2.3 1.2 -2.3

1.4 -1.8

Gram-positive

Lactobacillus spp. Streptococcus faecalis Leuconostoc dextranicum Sarcina lutea0.23-0.38 1.7 - 8.8

0.9

3.7

Sporii:

Bacillus subtillus Bacillus coagulans Clostridium botulinum (A) Clostridium botulinum (E) Clostridium perfringens Putrefactive anaerobe 3679 Bacillus stearothermophilus12 -18

10

19 - 37

15 - 18

3.1

23 - 50

Numrul de microorganisme prezente inital.

Eficacitatea unei doze date scade cu creterea numrului de microorganisme prezente.

Compoziia alimentului.

Unii compui prezeni n aliment pot juca rol de protectori, alii de sensibilizatori. Din prima categorie fac parte proteinele, catalazele i substanele reducatoare: nitrii, sulfii i compui sulfhidrici, iar din a doua - compui care se combin cu gruprile SH.

Prezena sau absena oxigenului.

Efectul oxigenului liber variaz n funcie de organism, de la nici un efect pn la sensibilizarea organismului respectiv. Prezena oxigenului poate intensifica anumite reacii secundare nedorite.

Parametrii fizici ai alimentului n timpul iradierii.

Att umiditatea, ct i temperatura, afecteaz microorganisme n moduri diferite.

Parametrii microorganismului.

Vrsta, temperatura de cretere i sporulare i starea vegetativ sau sporulat pot afecta sensibilitatea microorganismului.

Doze si efecte ale iradierii. Modificri induse n alimente

Dozele de iradiere permise variaz n funcie de tipul de aliment i de aciunea dorit.

Astfel, dozele de tratament aprobate de FDA sunt urmtoarele:

1. Doze mici (sub 1 kGy) pentru:

dezinfestarea cerealelor

inhibarea ncolirii la cartofi, ceap i usturoi

ntarzierea senescenei fructelor i legumelor

reducerea ncrcturii microbiene i a contaminrii cu insecte la fructe i legume proaspete

2. Doze medii (1-10 kGy) pentru:

inactivarea populaiilor de Salmonella, Shigella, Campylobacter iYersinia din carne i pete

prelungirea duratei de pstrare, comercializare a capunilor i a altor fructe prin ntrzierea

dezvoltrii fungilor

3. Doze mari (peste 10 kGy) pentru:

inactivarea microorganismelor i insectelor din condimente

sterilizarea comercial a alimentelor, prin distrugerea tuturor microorganismelor care afecteaz securitatea alimentar (sterilizarea la acelai nivel cu sterilizarea termic)

Cnd radiaia este absorbit de aliment, apar o serie de reacii fizice i chimice la nivelul acestuia. Cantitatea de energie poate fi controlat pentru a obine efectele dorite din punct de vedere al conservrii, pstrnd n acelai timp calitatea, securitatea i proprietile nutritive ale alimentului. Trebuie subliniat faptul c prin iradiere alimentul n sine nu devine radioactiv.

Alimentele perisabile iradiate cu doze pn n 10 kGy trebuie totui refrigerate, iradierea nenlocuind depozitarea la temperaturi joase. Microorganismele sunt distruse mai usor de radiaii dect enzimele care produc deteriorarea alimentelor (de exemplu modificrile de culoare, gust i textur). Multe enzime supravieuiesc dozelor curente de procesare prin iradiere, dei refrigerarea poate ncetini multe modificri induse de enzime. n plus, nu toate microorganismele sunt distruse. Procesarea prin iradiere nu protejeaz alimentul impotriva reinfestrii sau contaminrii. Prin urmare, alimentele perisabile iradiate sunt n continuare considerate perisabile.

Modificri induse n alimente.

Iradierea alimentelor este un proces nontermic, de vreme ce temperatura alimentului crete foarte puin n timpul procesrii. Exist foarte puine modificri n aspectul exterior al alimentelor iradiate, spre deosebire de alimentele conservate prin metode convenionale (pasteurizarea termic, conservarea n ambalaje metalice, congelare). Apar totui modificri ale calitii alimentului n cazul produselor din carne (anumii produi de radioliz pot produce modificri de miros i gust, lucru care poate fi parial controlat prin mentinerea unei temperaturi sczute n timpul iradierii) i al unor fructe proaspete, cum ar fi: piersici, nectarine, unele citrice, pere, prune, avocado i pepene (nmuierea esutului).

Cnd alimentele sunt expuse unei radiaii ionizante cu doz admis nu se observ o modificare semnificativ a calitii nutritive a proteinelor, lipidelor i carbohidrailor. De asemenea, iradierea nu afecteaz vitaminele ntr-o msur mai mare dect alte metode de conservare a produselor alimentare. S-a constatat o reducere a cantitii de vitamina C, dar acest lucru este atribuit transformrii acidului ascorbic n acid dehidroascorbic, modificare ce nu afecteaz valoarea nutritiv a alimentului. Tocopherolul pare a fi foarte sensibil la iradiere n prezena oxigenului. Vitamina K este relativ stabil. Aceste efecte adverse ale iradierii pot fi reduse prin excluderea oxigenului i a luminii din mediul de iradiere i prin meninerea alimentului la o temperatur joas n timpul iradierii. Aceste condiii sunt ndeplinite prin iradierea alimentelor ambalate n vid, la temperaturi de sub 0C.

Tabelul urmtor exemplific modificarea nesemnificativ a valorii nutritive la carnea de pui

iradiat:Coninutul n vitamine la 1 kg carne de pui preparatVitaminaProba neiradiatProba iradiat

Vitamina A

(uniti internaionale)22002450

Vitamina E (miligrame)3.32.15

Tiamina (miligrame)0.580.42

Riboflavina (miligrame)2.102.25

Niacin

(miligram)58.055.5

Vitamina B6 (miligrame)1.221.35

Vitamina B12 (miligrame)2128

Acid pantotenic (miligrame)1317

Integritatea alimentelor iradiate.

Evaluarea integritii alimentelor iradiate implic n principal patru aspecte:

1. securitatea radiologic

2. securitatea microbiologic

3. valoarea nutritiv

4. securitatea toxicologic.

Dupa analizarea unei cantiti impresionante de date experimentale, comitetul reunit de experi FAO/ IAEA/WHO a concluzionat n 1981 c iradierea oricrui aliment cu o doz de pn la 10 kGy nu prezint nici un pericol toxicologic i nu are efecte negative din punct de vedere nutritional i microbiologic. De asemenea, n 1992, WHO a elaborat un document cu privire la alimentele iradiate, n care stabilete c acestea pot fi considerate sigure i corespunztoare din punct de vedere nutritiv deoarece:

1. procesul de iradiere nu induce n compoziia alimentului modificri care s aib un efect advers din punct de vedere toxicologic asupra sntaii umane,

2. procesul de iradiere nu determin modificri ale microflorei produsului alimentar, care s creasc riscul microbiologic pentru consumator,

3. procesul de iradiere nu cauzeaz pierderi nutritive n compoziia alimentului.

7. Radappertizarea, Radicitatea i Radurizarea

produselor alimentare

Radappertizarea

RADAPPERTIZAREA reprezint sterilizarea prin iradiere sau iradierea alimentelor cu doze suficiente pentru reducerea numrului sau activitii oricror microorganisme n limitele admise i recunoscute pentru sterilizare.

Radappertizarea este o form de iradiere ce poate fi realizat prin aplicarea corespunztoare a dozei de radiaie ionizant, suficient pentru a reduce numrul i activitatea de microorganisme viabile. Doza necesar este, de obicei, cuprins n intervalul de 25-45 kiloGrays. n tabel sunt indicate dozele minime de radiaie pentru nou produse din carne i produse din pete, n kGy, fiecare produs tratat la - 30 C pn la +10 C, cu excepia baconului (iradiat la temperatura mediului ambiant).

ProduseDoze minime de radiaie (kGy)

Bacon23

Carne de vit47

Pui45

unc37

Carne de porc51

Crevei37

Pete32

Conserve de vit25

Crnai de porc2427

Efectul de radiere din tulpinide tip Clostridium botulinum la 30C n trei produse din carne, pe D valori

D(kGy)

Nr. tulpiniiPreparate din pete Conserve de vit Crnai de porc

33A

2.031.291.09

77A

2.382.620.98

41B

2.451.921.84

53B

3.311.830.76

Pentru a realiza 12 D tratamente de iradiere la carne, tratate la temperaturi de aproximativ 30C sunt necesare urmtoarele doze de radiaie: carne de vit i de pui 41.2- 42.7 kGy; sunc si produse din pete 31.4-31.7 kGy; carne de porc 43.7 kGy; conserv de vit i crnai de carne de porc 25.5-26.9 kGy. Aceste tratamente de iradiere nu fac produsele alimentare radioactive.

Rezistena radiaiilor de spori Clostridium botulinum, n mass-media, a fost studiat de ctre Roberts i Ingram, i astfel, aceste valori sunt considerabil mai mici dect cele obinute din produsele din carne. La trei tulpini de tip A, D variaz ntre 1.0 - 1.4; pe dou tulpini de tip B, D variaz ntre 1.0-1.1; pe dou tulpini de tip E, D variaz ntre 0.8-1.6, i o tulpin de tip F, D arat o valoare de aproximativ 2.5 kGy.

Toate tulpinile au fost iradiate la 18-23 C i o rat exponenial cu moartea a fost asumat n calculele D. n ceea ce privete efectul radiaiilor asupra lui C. perfringens, fiecare dintre cele cinci tulpini diferite (tip A, B, C, E i F) au luat valori D cuprinse ntre 1,5 i 2,5 kGy ntr-un mediu apos. Valorile D12 pentru 8 tulpini ale acestui organism s-au gsit c se situeaz ntre 30.4 i 41.4 kGy, n funcie de tulpina i metoda de calcul. Valorile radiailor D10 pentru Listeria monocytogenes n brnz mozzarella i ngheat s-au dovedit a fi cuprinse ntre 1.4 i 2.0 kGy, respectiv, tulpina Scott A iradiaz la 78 C. Respectiv, calculate, valorile D12 iau valori ntre 16.8 i 24.4 kGy. Pentru a radappertiza ngheata i iaurtul congelat 40 kGy sunt suficieni, dar nu i n cazul mozzarelei sau brnzei Cheddar. Doza necesar pentru Bacillus cereus n brnz i ngheat a fost cuprins ntre 40-50 kGy.

Viruii sunt considerabil mai rezisteni la radiaii dect bacteriile.

Enzimele sunt, de asemenea, extrem de rezistente la radiaii, precum i o doz de 20-60 kGy care a fost gsit c distruge numai pn la 75% din activitatea proteolitic a crnii de vit. Cnd albirea la 64 sau 70 C a fost asociat cu doze de radiaii de 45 -52 kGy, cu toate acestea, cel puin 95% din activitatea proteolitic a crnii de vit a fost distrus.

Principalele dezavantaje la aplicarea de radiaii la anumite produse alimentare sunt modificrile de culoare i / sau a produciei de arome. Prin urmare, aceste produse alimentare care sunt supuse unor schimbri relativ minore: culoare i arom, au primit cea mai mare atenie pentru radappertizarea comercial.

Valorile lui D la Coxsackievirus B-2

D (kGy)

Suspendarea Menstrum -30C -90C

Mediul minim esenial + 2% ser

6.96.4

Ap distilat

--5.3

Preparate din carne de vit

6.88.1

Carne de vit

7.56.8

Baconul este un produs care sufer doar mici modificri de culoare i de arom. Radappertizarea baconului este un mod de a reduce nitrozaminele. Cnd baconul conine 20 ppm Na NO+ 550 ppm ascorbat de sodiu este iradiat cu 30 kGy, rezult c nivelurile de nitrozamine au fost similare cu cele din baconul far nitrii.

De la o revizuire a 539 de valori D obinute de la 39 de lucrri publicate, cele mai rezistente la radiaii care produc spori au fost Geobacillus stearothermophilus i Clostridium sporogenes, n timp ce cele mai rezistente la radiaii care nu produc spori au fost Enterococcus faecium, Alcaligenes spp., precum i Moraxella- Acinetobacter group. n ansamblu, bacteriile gram-negative au fost mult mai sensibile dect cele gram pozitive din rapoartele publicate.

Radiaiile raportate la D valori

Organismul/Substana D (kGy) Referen

Bacterii

Acinetobacter calcoaceticus

0.2687

Aeromonas hydrophila0.1460

Spori Bacillus pumilus, ATCC 271421.4087

Arcobacter butzleri0.2710

Bacillus cereus1.48542

Campylobacter jejuni 0.1750.2357

C. jejuni0.1910

Clostridium botulinum, sporii de tip E1.11.719,46

C. botulinum, tipe E Beluga0.848

C. botulinum, spori de tip 62A 1.048

C. botulinum, spori de tipA 2.7927

C. botulinum, spori de tip B2.3827

C. botulinum, spori de tip F2.548

C. botulinum, toxina A din carne36.0873

Spori C. bifermentans 1.448

Spori C. butyricum 1.548

C. perfringens, spori de tip A1.248

Spori C. sporogenes (PA 3679/S2)2.248

Spori C. sordellii 1.548

Enterobacter cloacae0.1887

Escherichia coli0.2087

E. coli 0157:H7 (Carne de vit, -20C)0.9880

E. coli 0157:H7 (Carne de vit, 4C)0.3980

E. coli O157:H7 0.2410.3077

Klebsiella pneumoniae0.18342

Listeria monocytogenes0.420.5561

L. monocytogenes 0.3532

L. monocytogenes

Carne de vit 5C

Carne de vit 0C

Carne de vit -20C0.420.43 1

~0.44 83

0.4583

1.21 83

Moraxella phenylpyruvica0.8662

M. osloensis0.19142

Pseudomonas putida0.0862

P. aeruginosa0.1387

Salmonella Typhimurium0.5061

S. Enteritidis, n carnea de pasare, la 22C0.3754

Oua albe, la 15C0.3354

Salmonella sp.0.1387

Salmonellae spp.0.6210.8007

S. Mbandaka 20C0.9881

Staphylococcus aureus (carne de vit, 0C)0.5180

S. aureus (carne de vit, -20C)0.8880

Staphylococcus aureus0.1687

S. aureus ent., toxina A din carne61.18; 208.4973

Yersinia enterocolitica, carne de vit, 25C0.19516

Y. enterocolitica, carne de vit, 30C0.38816

Fungi

Spori Aspergillus flavus 0.6670

A. flavus

0.0550.0675

A. niger0.04275

Penicillium citrinum, NRRL 5452 0.8870

Penicillium sp.0.4287

Virusuri

Adenovirus (4 tulpini)4.1-4.950

Coxsackievirus (7 tulpini)4.15.050

Echovirus (8 tulpini)4.45.150

Herpes simplex4.350

Poliovirus (6 tulpini). 4.15.450

Radicitatea

RADICITATEA reprezint tratamentul prin iradiere a alimentelor cu o doz suficient pentru diminuarea numrului de microorganisme patogene nesporulate specifice n limitele admise (de ex. Salmonellae), fr a se realiza sterilizarea.

Unele alimente i produse alimentare au fost aprobate

pentru iradiere de ctre diferite ri

ProduseTratamentulIntervalul dintre doze (kGy)Numrul de ri

CartofiInhibare0.10.1517

CeapInhibare0.10.1510

UsturoiInhibare0.10.152

CiuperciInhibare 2.5 max

Fain de gruDeparazitarea insectelor0.20.754

Fructe uscateDeparazitarea insectelor1.02

Boabe de cacaoDeparazitarea insectelor0.71

ConcentrateDeparazitarea insectelor0.71.01

Carne de puiRadicitate (Salmonellae)7.0 max2

PeteRadicitate 2.02.21

CondimenteRadicitate 8.010.01

Preparate din carne

Radurizare6.08.01

Fructe proaspete

(piersici, cpuni, ciree, struguri)Radurizare2.56

AsparagusRadurizare2.01

Carne proaspatRadurizare6.08.01

Cod fileRadurizare1.5 max1

Carne de pasreRadurizare3.06.02

CreveiRadurizare0.51.01

Produse din carne preparate culinarRadurizare8.01

PapayaRadurizare250 Gy-

Ou Shell Radurizare3.0-

Conserve de legumeRadappertizare25.0 min1

Radurizarea

RADURIZAREA reprezint tratamentul prin iradiere, care urmrete prelungirea duratei de conservare prin reducerea general a microorganismelor deteriorate specifice, n special a formelor vegetative bacteriene. Termenul de radurizare este echivalent cu pasteurizare (de exemplu pasteurizarea laptelui). El se refer la mbuntirea calitii de pstrare a unui aliment prin reducerea substanial a numrului de microbi. Dozele comune sunt de 0.75-2.5 k Gy pentru tipuri de carne proaspt, carne de pasre, fructe de mare, fructe, legume i cereale boabe.

Tratamentele de iradiere prelungesc durata de depozitare a legumelor i fructelor. Perioada de valabilitate a creveilor, crabilor i scoicilor, poate fi prelungit de ctre radurizatre cu doze de pn la 1 - 4 kGy. Rezultate similare pot fi realizate i pentru peti i crustacee.

ntr-un studiu, scoicile depozitate la 0 C au avut o durat de depozitare de 13 de zile, dar dup doze de iradiere de 0.5, 1.5, i 3.0 kGy, termenul de valabilitate a crescut pn la 18, 23, i 42 de zile. Bacteriile gram-negative, care formeaz tije sunt printre cele mai radiosensitive dintre toate bacteriile, iar acestea sunt principalele organisme duntoare pentru aceste produse alimentare. Radurizarea fructelor cu doze cuprinse ntre 2-3 kGy prelungete termenul de valabilitate de cel puin pn la 14 zile. Radurizarea fructelor proaspete, a crnii i a fructelor de mare este permis de cel puin ase ri. n general, perioada de prelungire a duratei de via nu este att de mare pentru fructe radurizate ca i pentru tipuri de carne i fructe de mare, deoarece mucegaiurile sunt n general mai rezistente la iradiere dect bacteriile gram-negative care produc alterarea produselor. Cnd produsele din carne de vit au fost supuse la 2,0 kGy sub vid, au rmas nealterate dup 60 de zile, n refrigerator.

n ceea ce privete agenii patogeni, din sectorul crnii de vit, s-a ajuns la concluzia c o doz aplicat de 2,5 kGy ar fi suficient pentru a distruge 10 bacterii de E. coli. 0157: H7, 10 bacterii de salmonella, i 10 bacterii de Campylobacter jejuni. Oule insectelor i larvelor pot fi distruse de o doz de 1kGy, iar a teniei de carne de porc (Taenia solium) i a teniei de carne de vit (T. saginata) cu doze mai mici.

8. Efectul produs de radiaiile ionizante

Produsele alimentare, avnd, n multe cazuri, un coninut ridicat de umiditate, genereaz prin iradiere radicali liberi radioindui, ca produi de radioliz, care au reactivitate deosebit: hidrogen, peroxid de hidrogen, hidroperoxid, ceea ce conduce la modificri chimice foarte importante n tehnologia alimentar. Aceste efecte pot fi avantajoase n privina conservabilitii produsului ntruct procesele vitale care conduc la deteriorarea sa pot fi inhibate. Microorganismele i insectele prezente pot fi distruse sau le poate fi afectat sistemul de reproducere. n acelai timp apar i modificri nedorite: vitaminele pot fi distruse, se pot dezvolta produi noi de arom, etc.Aciunea radiaiilor ionizante, doza 1-10 kGy (recomandare FAO)

Substratul sau transformriAciunea

Proteine, glucidestabilitate global

Vitamine (A, C, E, IC, B2)Distrugere slab n absena aerului; mai semnificativ pentru vitamina E

Lipidelipidele bogate n acizi grai polinesalurai sufer o rncezire accelerat n prezena 02

Reacii Maillardnu sunt incluse

Modificri fizico-chimiceuoare modificri (afectarea unor nutriei, schimbri senzoriale)

Sintetic, efectul ionizrilor i excitrilor produse de radiaiile ionizante sunt prezentate n tabelul urmtor.

n biotehnologia agroalimentar aciunea radiaiilor ionizante vizeaz radiomutageneza, biostimularea, modificarea funcional a enzimelor, imobilizarea celulelor i a enzimelor, influenarea unor reacii biochimice, disponibilizarea unor materiale pentru prelucrare biotehnologic.

Efecte produse de radiaiile ionizante

De o importan deosebit este aciunea radiaiilor ionizante asupra principalilor componeni i proprietilor alimentelor ca i asupra ambalajelor.

Aciunea radiaiilor ionizante asupra glucidelor

Prin iradiere glucidele devin mai susceptibile la depolimerizare, la mbrumare i la formarea de produi oxidativi.

Aciunea radiaiilor ionizante asupra proteinelor

Proteinele pot suferi transformri semnificative care le modific proprietlile fizico-chimice cum ar fi scderea solubilitii, sensibilizarea la variaiile de temperatur, modificarea vscozilii lor n soluie, denaturarea, scindarea, polimerizarea, reducerea coninutului n unii aminoacizi (triplofan, metionin, cistein), modificarea aciunii enzimatice. n mediu apos sensibilitatea proteinelor este mai accentuat dect n medii complexe, cum ar fi produsele alimentare, n care proteinele sunt protejate de ali compui biochimici, de exemplu lipide.

La carnea depozitat mai mult de o lun se constat o cretere a azotului solubil, probabil prin formarea de polipeplide solubile rezultate din dezagregarea macromoleculelor proteice. Iradierea aminoacizilor conduce la produi carbonilici i peroxidici.

Aciunea radiaiilor ionizante asupra lipidelor

Modificrile chimice ale lipidelor iradiate sunt importante, afectnd ndeosebi caracteristicile senzoriale, valoarea nutritiv i nlocuitatea lor. Transformrile suferite sunt influenate de natura lipidelor i starea lor, de doza de iradiere, de prezena sau absena oxigenului i a antioxidanilor, ca i de capacitatea acceptrii de radicali liberi.

Sub aciunea radiaiilor ionizante lipidele pot suferi oxidri, scindri i hidroliz, polimerizri, decarboxilri, dehidrogenri, izomerizri, hidrogenri, avnd ca rezultat foarte muli compui chimici.

Temperatura mai ridicat, prezena apei, contactul cu atmosfera, gradul de nesaturare favorizeaz procesele oxidative produse la lipide iradiate.

Aciunea radiaiilor asupra apei

Prezena apei favorizeaz aciunea radiaiilor ca urmare a produilor de radioliza a apei cu formarea a trei produi intermediari foarte reactivi: electronul hidratic i radicalii hidroxil (OH) i hidrogen (H)

Aciunea radiaiilor asupra vitaminelor i enzimelor

Vitamina C este sensibil la aciunea radiaiilor, vitaminele B, B, Bi PP fiind mai rezistente.

Vitaminele A, E, K sufer o distrugere slab n absena aerului.

Procesul de distrugere a vitaminelor continu dup iradiere, la depozitarea produselor, fiind mai slab la temperaturi sczute. La doze mari de iradiere, cum ar fi la radappertizare(2550 kGy), pierderile vitaminice sunt similare sterilizarii termice.

Enzimele sunt rezistente, pstrndu-i activitatea chiar i la doze de 50 kGy, ceea ce permite sterilizarea preparatelor enzimatice prin iradiere, dar din punct de vedere tehnologic, face necesar inactivarea enzimelor naintea tratamentului prin iradiere, de exemplu prin oprire.

Produi rezultai prin iradierea lipidelor (Banu, 1992)

Aciunea radiaiilor asupra ambalajelor produselor alimentare

Iradierea ambalajelor se poate realiza naintea ambalrii propriu-zise, n scopul ameliorrii proprietilor materialului ambalajului sau pentru aseptizare (n cazul ambalrii aseptice), sau cu produs cu tot pentru radiosterilizare n vederea unei depozitri ndelungate.

Ambalajele plastice sunt sensibile, modificndu-i proprietile i chiar elibernd compui chimici care interacioneaz cu produsul alimentar, mai ales dac au umiditate mare; polistirenul este cel mai rezistent, polietilena cea mai susceptibil.

Sticla este rezistent, fr modificri semnificative la dozele uzuale de iradiere. Metalelor nu li se induce radioactivitate; de asemenea, rinile epoxifenolice folosite la vermisare i materialele termocolanle nu sufer modificri semnificative la iradierea obinuit.

Materialele celulozice sufer degradri prin distrugerea legturilor covalente, n cazul dozelor mari de iradiere; pn la 10 kGy efectele nu sunt semnificative (Banu, 1992).

Aciunea radiaiilor ionizante asupra caracteristicilor senzorial-texturale

Iradierea, ca i tratamentul termic, modific culoarea, gustul, mirosul i textura produselor alimentare, efectul depinznd de doza de iradiere. La doze mici efectele sunt nesemnificative, la doze mari sunt evidente, iar prezena oxigenului i temperatura mai crescut le amplific.

n cazul iradierii crnii apar produi aldehidici i aminici, alturi de H2S i mercaptani, substane cu prag ridicat de percepie; pentru doze de pn la 40 kGy mirosul este modificat, asemntor celui al cerealelor umede, pentru ca peste 100 kGy s devin absolut dezagreabil (Banu, 1992). S-a mai semnalat apariia mirosului specific de bulion sau de legume rsfierte.

n tabelul urmtor este prezentat doza mic de ionizare care conduce la apariia de arome noi (Boisseau, 1991).

Doza mic de ionizare pentru apariia de arome noi (Boisseau, 1991)

Produsul proasptDoza maxim (kGy)Produsul proasptDoza maxim (kGy)

Salat verde

0,36.Cpuni4,32

Banane

1,44Mazre7,20

Prune

3,60Ciree9,00

Struguri

4,32Asparagus18,00

Portocale

4,32Morcovi21,60

Modificrilor nedorite, care apar n anumite produse alimentare iradiate pot fi cauzate direct (prin iradiere) sau indirect (ca urmare a reaciilor de iradiere).

Metode pentru a reduce efectele secundare care apar n produsele

alimentare, cnd sunt expuse la radiaii ionizante

Metoda Rezultatul

Reducerea temperaturii Imobilizarea de radicali liberi

Reducerea nivelului de tensiune de oxigen

Reducerea numrului de radicali liberi oxidativi pentru a activa moleculele

Adugarea de radicali liberi, necrofagi Competiia radicalilor liberi, a necrofagilor

Distilarea prin radiaiiEliminarea precursorilor volatili fr gust i fr miros

Reducerea dozei -

Sursa: Goldblith.

Disocierea moleculelor apei prin intermediul activitii radioactive:

3H2O H + OH + H2O2 + H2

Radicalii liberi apar pe parcursul formrii electronilor primari i reacioneaz unii cu alii. Unele dintre produsele formate de-a lungul liniei de evacuare pot reaciona i cu molecule soluiilor. Prin iradiere, n condiii anaerobe, "off-aromele" i "off-mirosurile" sunt oarecum minimalizate din cauza lipsei de oxigen, pentru a forma peroxizi. Una dintre cele mai bune metode de a minimiza "off-aromele" este de a iradia la temperaturi foarte sczute, de congelare. Efectul temperaturii de congelare este de a reduce sau a opri disocierea moleculelor prin iradiaie. Alte metode de a reduce reaciile adverse n produsele alimentare sunt prezentate n Tabelul prezentat mai sus.

Proteine i ali compui cu azot par a fi cei mai sensibili la efectele iradierii n produsele alimentare. Produii obinui de la aminoacizi, peptide, i proteine depind de doza de radiaie, temperatur, cantitatea de oxigen, cantitatea de umiditate prezent, precum i de ali factori. Urmtorii compui chimici se afl printre produii raportai: NH, H, CO, HS, amide, i carbonili. Astfel, aminoacizi, fiind compui aromatici tind s fie mai sensibili dect ali compui i sufer modificri n structur. Printre cele mai sensibile la iradiere sunt metionina, cisteina, histidina, arginina, i tirozina.

Cel mai sensibil aminoacid la iradiere este cistina. Johnson si Moser au semnalat faptul c aproximativ 50% din aceti aminoacizi s-au pierdut atunci cnd carnea de vit a fost iradiat. Triptofanul a suferit o pierdere de 10%, n timp ce aminoacizii au fost raportai pentru a fi mai stabili la iradierile gamma, dect s iradiere fasciculul de electroni.

Mai muli anchetatori au raportat faptul c iradierea lipidelor, produii carbonili i ali produi de oxidare, cum ar fi peroxizii iau locul oxigenului. Cel mai vizibil efect organoleptic de iradiere lipidic, n aer, este dezvoltarea rncezirii.

S-a observat c n anumite produse alimentare, n special n carne se gsesc niveluri ridicate de plumb. Wick a investigat componentele volatile din carnea de vit iradiat cu 20-60 kGy la temperatura camerei i a raportat gsirea unui numr mare de compui cu miros. Din aproximativ 45 de constitueni s-au depistat 17 care conin sulf, 14 hidrocarburi, 9 carbonili, i 5 care conin alcool. Nivelul de iradiere este cu att mai mare cu ct cantitatea de constitueni volatili n produse este mai mare. Multe dintre aceste elemente constitutive au fost identificate n produsele din carne de vit.

n ceea ce privete vitamina B, Liuzzo a constatat c nivelurile de Co iradiate la 2 i 6 kGy distruge parial urmtoarele: tiamina, niacina, piridoxina, biotina, i B12. Riboflavina, acidul pantotenic, i acidului folic reportat a crescut prin iradiere, probabil din cauza eliberrii de vitamine. Efectele negative care au fost raportate pentru fructele i legumele iradiate, precum i n alte produse alimentare sunt schimbrile legate de gust, miros, arom, etc. Una dintre cele mai grave este degradarea de pectin, celuloz i polizaharide. Acest efect a fost demonstrat de ctre Massey i Bourke, cauzat prin radappertizare. Cantitatea de etilen n mere este afectat de iradiere, astfel nct acest fruct nu reuete s se maturizeze. n cazul lmilor verzi, sinteza de etilen este stimulat prin iradiere, dar se maturizeaz mai rapid.

Printre produsele radiolitice care se dezvolta pe baz de iradiere sunt cele antibacteriene.

Radiaii rezistente la microorganisme

Bacteriile cele mai sensibile la radiaiile ionizante sunt cele gram-negative, cum ar fi pseudomonads, coccobacillary i acinetobacters i se numr printre cele mai rezistente bacterii gram negative. Cocci gram-pozitivi sunt cei mai rezisteni, inclusiv micrococci, stafilococi, i enterococi.

nelegerea mecanismelor de rezisten poate duce la identificarea de soluii de sensibilitate, radiaii n cretere i, n consecin, la utilizarea unor doze mai mici pentru uz alimentar.

Efectul de oxidare i de reducere a condiiilor privind rezistena bacteriei Radiodurans Deinococcus, n tampon fosfat a fost studiat i concluziile sunt prezentate n tabelul urmtor:Efecte de oxidare i de reducere ale condiiilor privind rezistena la radiaiile

bacteriei Deinococcus radiodurans

Condiii Valoare

Tampon, nemodificat-3,11542

Oxigen-3,89762

Azot-2,29335

HO (100 ppm)-3,47710

Thioglycolat (0,1 M)-1,98455

Cistein (0,1 M)-0,81880

Ascorbat (0,1 M)-5,36050

Sursa: Giddings.

Cele mai rezistente specii de bacterii

Cele mai rezistente bacterii care nu formeaz spori aparin genului Deinococcus, Deinobacter, Rubrobacter, i Acinetobacter. Deinococci au fost iniial atribuii genului Micrococcus, dar mpreun cu Deinobacter, genul archaebacterial i Thermus constituie una din cele zece genuri majore bazate pe ARN-ul ribozomal.

Deinococcus radiodurans Deinococcus radiodurans

"Deinococcus radiodurans", numit i bacteria roie este cea mai rezistenta bacterie de pe Pmnt, care poate "mnca" deeuri nucleare. Pare totui mai credibil faptul c anomalia pe care o prezint Deinococcus radiodurans, prin capacitatea sa de a menine un nivel al radiaiilor de 1000 de ori mai mare dect cel care poate provoca moartea omului, este un efect secundar al mecanismului su unic de aprare, aprut n timpul evoluiei, pentru a ajuta bacteria s fac fa deshidratrii. Profesorul Avi Minsky, de la Institutul Weizmann din Israel, a studiat ADN-ul unic al acestui microb i a publicat rezultatele cercetrilor sale n revista Science. Importana studiului const n faptul c permite o mai bun nelegere a modului de supravieuire a bacteriei n situaii extreme. n zilele noastre, cnd infeciile au devenit una dintre cele mai stringente probleme i cand bacteria poate fi folosit ca arm, o asemenea ntelegere este de importan vital, afirm Avi Minsky n studiul su.

Deinococcus Radiodurans, rezist la radiaii ucigtoare, nu se teme de ultraviolete i rmne n via la -450C, nu se lasa dezinfectata cu ap. Aflat n studiu sub microscoapele unei echipe franco-croat Deinococcus Radiodurans se dovedete foarte lent n reproducere, dar foarte dibace n a-i cuta locuri foarte ferite pentru via, se hraneste cu CO i expir oxigen. Deinococcus Radiodurans are o calitate important: nvie, la numai 3 ore dup ucidere. Adic, distrus cu ultraviolete, i reface cele 4 molecule de ADN circular care i compun genomul. Biologii au descoperit c Deinococcus Radiodurans produce mai multe copii ale genomului n cursul ciclului de divizare celular.

Rezistena bacteriei Deinococcus Radiodurans la radiaii

Cteva organismele extrem de rezistente la radiaii

Organismul

Gram RxMorf.PigmentMembr. ext.

Deinococcus radiodurans+CRou+

D. radiophilus+CRou+

D. proteolyticus+CRou+

D. radiopugnans+CRou+

D. murrayi+CPortocaliu+

Deinobacter grandis-RRou /roz+

D. geothermalis+CPortocaliu+

Hymenobacter actinosclerus-RRou+

Kineococcus radiotolerans+CPortocaliu-

Kocuria erythromyxa+CRou+

Methylobacterium radiotolerans-RPortocaliu+

Rubrobacter xylanophilus+RRoz+

Rezistena organismelor la radiaii

n prezent nu se tie de ce aceste organisme sunt att de rezistente la radiaii. Rezistena extrem a deinococcilor la deshidratare este legat ntr-un fel de radiorezisten.

Disocierea moleculelor prin iradiere duce la formarea de radicali liberi i peroxizi, iar organismele sensibile iradiate par a fi n imposibilitate de a depi efectele lor vtmtoare. Cteva dintre evenimentele chimice care au loc n materia organic dup iradiere sunt prezentate n Figur.

Sursa: Bacq i Alexander, retiprit cu permisiunea autorilor, Bazele Radiobiologiei, 1961, Pergamon Press.

Fructele si legumele din import sunt iradiate cu raze gamma (mai puternice dect razele X) i ne pot declana boli mortale - cancer. Iradierea alimentelor cu raze gamma modific structura chimic i genereaz radicali liberi responsabili de apariia cancerului. Foarte multe produse de acest gen din Europa se iradiaz, pentru a li se prelungi perioada de garanie. Dup iradierea alimentelor cu raze gamma se distrug microbii, dar i enzimele benefice din produs - genernd radicali liberi. Fructa sau leguma este practic omorat i de aceea rezist foarte mult ca aspect exterior pe raft i la transport. Pe de-o parte, mncm legume i fructe care nu mai au proprietile iniiale, iar pe de alt parte, ceea ce este i mai dureros, ne putem mbolnvi foarte grav din cauza lor. Cele mai rspndite boli din cauza acestor iradiaii sunt cancerul, diabetul i afeciunile cardiace.

BIBLIOGRAFIE Bacq i Alexander, retiprit cu permisiunea autorilor, Bazele Radiobiologiei, 1961, Pergamon Press.

Giddings

Produi rezultai prin iradierea lipidelor (Banu, 1992) Brodsky, 1982.nclzire conventional

40 min la 121C

nclzire convenional 40 min la 121C

Fracia de volum

Fracia de volum

PAGE 1

_92859012.unknown

_92863112.unknown

_1324498270.unknown

_1324498361.unknown

_1324498488.unknown

_1324498352.unknown

_92863752.unknown

_92859652.unknown

_91622028.unknown

_92857732.unknown

_92858372.unknown

_91639964.unknown

_91620108.unknown