Перспективные направления радиоактивного облучения в технологических процессах в пищевой промышленности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ф е р а т

на тему:

«Перспективные направления радиоактивного облучения в технологических процессах в пищевой промышленности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Толмачев Павел

Группа: 11-ТПМ-7

Преподаватель: Костоусова О. Ю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

Содержание.

 

1. Методы обработки продуктов питания.
2. Сущность метода радиационной стерилизации продуктов питания.
3. Особенность и эффективность радиационной обработки различных продуктов.
4. Радиационная дезинфекция пищевых продуктов.
5. Биологические изменения, происходящие в стерилизованных продуктах.
6. Контрольно-лабораторное обеспечение радиационной обработки.
7. Заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы обработки продуктов питания.

 

Существуют различные  методы обработки продуктов питания:

1. Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этим методам относятся пастеризация и стерилизация

2. Консервирование ультразвуком (более 20 кГц). Этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.

3.  Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60—400 нм. Применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.

4.   Использование обеспложивающих фильтров. Сущность этого метода состоит в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких продуктов.

5.  Асептическое консервирование – это стерилизации продукта при температуре 130—150 °С с последующим охлаждением; стерилизации тары радиационной обработкой. Такая обработка универсальна и применяется для жидких и вязких продуктов (молоко, соки, вина, паста и др.). В своей работе я хочу подробней остановиться именно на радиационной обработке продуктов питания, так как  радиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой через кишечник. И каким образом можно обезопасить себя от радиоактивных веществ, и какие продукты питания можно подвергать радиационной обработке.

 

Сущность метода радиационной стерилизации продуктов  питания.

 

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией, или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют а-, Р-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана на ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами.

Радиационная стерилизация продуктов  питания заключается в облучении пищи ионизирующим излучением под действием изотопов кобальта или цезия, с целью увеличения сроков хранения и уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Известно, что по различным причинам: гниение, прорастание, порча насекомыми, пропадает большое количество продовольственных продуктов, сырья, семян.  Таким образом, использование радиационной стерилизации позволит не только увеличить сроки хранения тех или иных продуктов питания, но и значительно сократить число возможных пищевых отравлений

Существенным недостатком  ионизирующей обработки продуктов  является изменение химического  состава и органолептических  свойств. В промышленности этот метод  используется для обработки тары, упаковки, помещений.

КОНСЕРВИРОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ. 

При таком способе стерилизующий  эффект получают без повышения температуры. Для обработки пищевых продуктов  используют рентгеновское излучение, a излучение или поток ускоренных электронов. Особый интерес представляет  b и g- излучение.

Механизм действия ионизирующей радиации основан на ионизации молекул  и атомов микроорганизмов, в результате чего нарушаются их нормальные биологические  функции и они отмирают.

Величина дозы облучения  зависит от вида продукта, а также характера и интенсивности обсеменяющей его микрофлоры. Различают: 1) радиационная стерилизация, почти полностью подавляющая развитие микроорганизмов, называется радаппертизация. В этом случае используют дозы порядка 10-25 кГр (килогрей).

Обработку пищевых продуктов  пастеризующими дозами порядка 5-8 кГр, достаточную для увеличения  длительности хранения называют радуризацией.

Наиболее перспективным  является облучение в инертных газах, вакууме, при низких температурах и  с применением антиокислителей. Однако этот способ  консервирования до сих пор не нашел промышленного применения и находится в стадии углубленного изучения (его влияние на здоровье человека, степень устойчивости микроорганизмов к  действию ионизирующих излучений).

МНЕНИЕ УЧЕНЫХ О БЕЗОПАСНОСТИ МЕТОДА РАДИАЦИОННОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ.

В мировой практике метод радиационной стерилизации начали осваивать примерно 15 лет назад. Тогда обнаружилось, что традиционные методы стерилизации пищевых продуктов – обработка сернистым газом и другие – наносят вред озоновому слою Земли. Была предложена принципиально новая методика – облучение гамма-лучами от радиоактивных источников, электронами на ускорителях заряженных частиц или высокоэнергетичными рентгеновскими лучами.  Метод оказался эффективным – продукты не портились, сохраняли свои вкусовые качества и внешний вид. Он был одобрен Всемирной организацией здравоохранения, при условии строгого (!) контроля. Обработка осуществляется в более 60 странах мира. По сведениям Международной радиационной ассоциации, только Европа ежегодно выпускает на рынок более 200 тысяч тонн облученных продуктов. Для многих видов продуктов определены оптимальные режимы радиационной обработки, проведены многолетние исследования их пригодности и безвредности использования, создано радиационное оборудование. Ряд таких установок на основе документации, разработанной в НИИТФА, сооружен в странах с жарким климатом - Бангладеш, Сирии, Перу, Португалии, на Кубе.

По рекомендации ВОЗ, все производители обязаны ставить в известность потребителя и указывать на упаковке специальный знак – “радура”, чтобы покупатель мог выбирать, есть ему облученный продукт или нет.

Мировые ученые до сих пор не решили вопрос о безопасности метода радиационной стерилизации. Исследования показали, что при облучении продуктов заниженной дозой стерилизация становится неэффективной, так как не уничтожаются грибки и болезнетворные микроорганизмы – сальмонелла, холерный вибрион и прочие. В свою очередь, при большой дозе заметно разрушаются витамины, возрастает количество побочных продуктов, так называемых свободных радикалов, которые обладают очень высокой химической активностью. Пока они находятся в продукте, они себя никак не проявляют, но, попадая в организм человека и растворяясь, могут вызвать самые разнообразные реакции – повредить генетический код человека, повысить риск возникновения онкологических и других заболеваний, вызвать преждевременное старение и многое другое, что подтвердили опыты на лабораторных животных.

 

 

Особенность и  эффективность радиационной обработки различных продуктов.

Исследования физико-химических и биологических изменений в  мясе и различных видах мясных продуктов, протекающих под действием  ионизирующего излучения, последствия  его воздействия на микрофлору этих продуктов, а также изучение их биологической ценности и безвредности позволили создать научно обоснованную радиационную технологию обработки мяса и ряда мясных продуктов. Это может быть использовано для увеличения сроков хранения и длительного сохранения сырого говяжьего, свиного и птичьего мяса, мясных полуфабрикатов из говядины, свинины, крольчатины и мясных кулинарных изделий.

Преимущества радиационно-биологической  технологии сохранения и консервирования  мяса и мясопродуктов следующие:

•    увеличиваются сроки хранения продуктов;
•    можно использовать новые упаковки (например, из полимерных материалов) и обработать в них продукт;
•    снижаются потери (например, при замораживании мяса теряется 40 кг от каждой тонны);
•    лучше сохраняются в течение длительного времени свойства продукта;
•    отсутствуют остатки химических веществ (по сравнению с консервированием химическим способом);
•    можно автоматизировать процессы производства;
•    обеспечивается сохранность мяса и мясных продуктов при температуре 0? 5°С; улучшаются технико-экономические показатели.

Результаты исследования показывают также, что радиационная обработка приводит к снижению на 80% потребность в нитридах при  облучении ветчины, в результате чего уменьшается опасность заболевания  раком.

В настоящее время  установлено, что полуфабрикаты из говядины и свинины, помещенные в упаковку из полимерных материалов под вакуумом при давлении 40? 60 мм рт.ст. и g -облучении дозой 6 кГр, способны сохраняться в течение 2 месяцев при температуре 2? 4°С, а при облучении дозой 4 кГр — до 40 суток при той же температуре.

Технологическая схема  обработки излучением полуфабрикатов из говядины и свинины, позволяющая  сохранять хорошие вкусовые и  товарные качества в течение 2 месяцев, следующая:

 

 

1. Убой животных и разделка туш;

2. Охлаждение полутуш при низких положительных температурах (не менее 24 ч);

3. Обвалка и изготовление стандартных полуфабрикатов;

4. Обработка поверхности полуфабрикатов чистой поваренной солью или смесью с триполифосфатом натрия и аскорбиновой кислотой (эта операция проводится в том случае, если животных не подвергали предубойной обработке);

5. Расфасовка обработанных полуфабрикатов в пакеты из двухслойной (целлофан — полиэтилен) или трехслойной (целлофан — фольга — полиэтилен) пленки;

6. Термическая сварка пакетов на вакуум-упаковочной машине;

7. Облучение упакованных полуфабрикатов на установке с g -источником при дозе 4-6 кГр;

8. Хранение при температуре 2-4°С.

Радиационная обработка  тех же мясопродуктов позволяет  сохранять их при комнатной температуре  до 10 суток без признаков нежелательных изменений во вкусе, запахе и качестве. Поверхностная тепловая обработка в сочетании с последующей радуризацией при дозе 6 кГр позволяет повысить сохранность продукта при 5 и 20°С до пяти месяцев без его порчи. Опыты, проведенные во ВНИИ консервной и овощесушильной промышленности, показали, что доза 4? 6 кГр позволяет увеличить срок хранения куриных тушек при температуре 1°С от 10 до 34 суток, а упаковка под вакуумом в полимерную пленку с последующей радиационной обработкой при дозе 6 кГр обеспечивает хранение при 3°С в течение 30 суток. Сочетая упаковку тушек птицы под вакуумом с обработкой их различными солевыми смесями, ученым удалось снизить дозу облучения без уменьшения сроков хранения. Исследования, проведенные в США, показали, что облучение дозой 23 кГр потрошенных тушек птицы непосредственно в контейнере для перевозки обеспечивает их сохранность при температуре 0-2°С в течение 14-16 суток.

Расчеты показывают, что  при производительности гамма-установки 4000 т мяса в год, дозе излучения 6 кГр и коэффициенте использования излучения 35% стоимость облучения 1 кг мяса, упакованного в полимерную пленку, составит 2 коп., а единовременные капитальные затраты составят 410 тыс. руб. При этом экономический эффект в основном получается за счет замены стеклянной и жестяной тары на полимерную пленочную упаковку и снижения потерь на 40 кг от каждой тонны по сравнению с замороженным мясом.

Лук и картофель

Опыт использования  радиационно-биологической технологии для предотвращения прорастания картофеля и лука свидетельствует о том, что можно переходить к внедрению ее в промышленных масштабах. Во многих странах завершены испытания по обработке ионизирующим излучением больших партий свежего картофеля, подобраны дозы радиационной обработки и их мощности, проверено качество клубней при хранении. Как показали исследования, доза должна быть дифференцирована в зависимости от сроков радиационной обработки: 50-70 Гр — при облучении в октябре-ноябре, 100 Гр — при облучении в более поздние сроки (до марта). Кроме того, облучать картофель нужно не свежеубранный, а выдержанный 12-14 суток при температуре 15-20°С и влажности воздуха не ниже 85%. Также важно исключить нанесение клубням механических повреждений как во время облучения, так и при закладке на хранение. Не рекомендуется в процессе хранения перебирать облученный картофель, так как это увеличивает потери. Радиационная обработка картофеля позволяет длительно хранить его в обычном складе без искусственного охлаждения или химической обработки.