книги из ГПНТБ / Фрумкин, М. Л. Технологические основы радиационной обработки пищевых продуктов
.pdf
1Js*xty&*o сю. |
^ л |
ВВЕДЕНИЕ
Широкие исследования по использованию иони зирующих излучений для обработки пищевых продуктов были начаты в СССР, США и других странах более 25 лет назад и имели на первых этапах поисковый характер. Несмотря на от дельные удачные эксперименты, работы первых лет проводились
восновном без определенного плана и системы, выбор подвер гаемых облучению продуктов был случайным, не ясна была под час и цель обработки их радиацией. Тем не менее исследования
вэтой области привлекли внимание учепых, так как радиацион ный способ позволяет осуществить то, о чем мечтают все экспе риментаторы, занимающиеся вопросами консервирования пище
вых |
продуктов, — подавить |
жизнедеятельность |
микроорганиз- |
• ов, |
не вызвав резкого изменения температуры |
продукта. |
|
С |
проведением основных |
исследований — выяснения дей |
|
ствия ионизирующих излучений на возбудителей порчи пище вых продуктов — возникли новые направления и проблемы, ко
торые также требовали решения. Появилась |
необходимость |
с. >бщить работу, проделанную учеными всего |
мира. |
.впервые обзор всех исследований в этой области был сделан 1954 г. Р. С. Хеннэном (Англия) в книге «Научные и техноло-
•.еские проблемы применения ионизирующих излучений для ifервировапия пищевых продуктов». Книга представляла пи-
• • не только для исследователей, занимающихся непосред- 3
ственио вопросами облучения пищевых продуктов, по и для представителей различных фирм, организаций и ведомств, ко торых привлекала возможность получать продукты, консерви рованные без применения тепла или холода. Заманчивой каза лась и перспектива удлинить сроки храпения плодов, ягод и овощей, сделать доступными отдаленные рынки сбыта.
На первых этапах работы многие, заинтересованные в быст ром завершеиип этой проблемы лица не замечали, а может быть и ие хотели замечать сложностей, которые могли возникнуть и возникали впоследствии при внедрении ее в практику.
Р. С. Хеннэи, пожалуй, первый подробно и объективно указал на все нежелательные изменения, происходящие в пищевых продуктах, обработанных ионизирующими излучениями.
Позднее в мировой печати было опубликовано много мате
риалов, посвященных |
проблеме использования ионизирующих |
||
излучений в ппщевой |
промышленности. Это обзоры В. И. Рога- |
||
чева (1959, |
1961), Л. П. Ковальской п Г. Л. Павловой |
(1959), |
|
П. Дюпейна |
(1959), Л. В. Метлицкого (1969) и К. Лэнга |
(I960), |
|
М.Ингрэма и Д. Роджерса (1962), И. Куприянова, М. Кетчупа
иВ. Херрп (1965), Л. В. Метлпцкого, В. И. Рогачева и В. Г. Хру щева (1967) п др.
Свозникновением трудностей па пути быстрого впедреиия работ в практику оптимистические настроеппя отдельных иссле дователей, а иногда и лнц, возглавляющих крупные организации, сменились пессимизмом. Это привело на определенном этапе к сокращению программы исследовательских работ в области облучения и уменьшению ассигнований па них, торможению, а иногда и прекращению строительства облучательных установок до завершения исследований. Однако работы продолжались, и выявление отдельных, вполне перспективных направлений (борьба с прорастанием картофеля и лука, уничтожение салмонелл, дезинсекция зерна, предотвращение или замедление мик робиологической порчи пищевых продуктов) способствовало по вышению интереса к ним.
4 В 1963 г. только в 15 странах Европы этой проблемой зани-
малцсь 75 исследовательских организаций и имелось 60 источни ков излучений. Сейчас вопросы, связанные с радиационной об работкой пищевых продуктов, изучают в 76 странах, в 50 из них имеются специализированные исследовательские центры или лаборатории, оборудованные па современном уровне. Созданы различные организации, координирующие исследовательские и информационные работы в этой области — Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Европейское агент ство по атомной энергии (ЕААЭ), Европейский информацион ный центр. Вопросами облучения пищевых продуктов занима ется продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО), Всемирная организация Здравоохранения (ВОЗ).
В1964 г. был создан объединеппый отдел ФАО — МАГАТЭ, а затем ФАО, ВОЗ и МАГАТЭ образовали международную комис сию, иа которую возложена^задача заниматься всеми вопросами, касающимися радиационной обработки пищевых продуктов.
ВСССР над этой проблемой работают Институт биохимии АН СССР имени Баха, ВНИИ консервной и овощесушильиой промышленности МПП СССР, ВНИИ рыбного хозяйства и океа нографии Миирыбхоза СССР, ВНИИ зерна и зернопродуктов Министерства заготовок СССР, ВНИИ мясной промышленности Минмясомолпрома СССР, кафедра бнохимпп Московского тех нологического института мясной и молочной промышленности и другие научные учреждеиня. Все работы советских ученых ко ординируются с работой ученых ряда стран — членов СЭВ.
Особая роль при изучении действия ионизирующих излуче ний на пищевые продукты отводится псследоваппям, связанным
свыявлением их безвредности и пищевой ценности.
На облученные продукты разрабатываются специальные тесты и законодательства. При ВОЗ и МАГАТЭ создана комиссия из представителей 10 стран, осуществляющая контроль за облучен ными продуктами. Такого рода органы существуют и в отдель ных странах, в том числе в странах — членах СЭВ.
Проведение работ, связанных с оценкой облученных продук тов, требует длительного времени, так как они осуществляются 5
на нескольких поколениях животных. Кроме того, по настоянию органов здравоохранения проверке подвергаются не только ра ционы, составленные из определенного набора облучепиых и пеоблученных продуктов растительного пли животного проис хождения, но и отдельные продукты. Из-за длительности таких опытов, а также необходимости привлекать широкий круг спе циалистов, исследования проводятся в основном по программе международного сотрудничества. При этом учитываются возмож ности каждой страны. Первые результаты совместного проведе ния исследований были доложены в 1961 г. в Брюсселе.
На этом же принципе основана и Занберсдорфская программа, принятая в 1965 г. в соответствии с соглашением между МАГАТЭ, ЕААЭ и австрийским центром ядерных исследований. В ее выполнении принимали участие Австрия, Канада, Дания,
Франция, |
ФРГ, Италия, |
Япония, Швейцария, |
Испания, США. |
В 1971 |
г. разработана |
новая международная |
программа но |
радиационной обработке, |
исследованию и реализации облучен |
||
ных продуктов, которая будет осуществляться 19 странами в рамках деятельности ФАО, МАГАТЭ и ЕААЭ. Эта программа рассчитана на 5 лет; финансирование работ производится стра- иамп-участипцами. Наличие международных организации не исключает проведения в каждой стране исследовании по опре
деленной программе и иа определенных видах |
продуктов. |
В СССР эти вопросы изучают в специализированных |
медицин |
ских учреждениях, в основном в институте питания АМН СССР
иинституте санитарии и гигпепы им. Эрпсмана.
Врезультате исследований по изучению различных показате лей, характеризующих рост и размножение животных, обмен веществ, морфологический состав и активность ферментов кро ви, состояние центральной нервной системы, витаминную обеспе ченность, наличие канцерогенных веществ, малых доз токсиче ских веществ и «мутаций» в оргаппзме, а также гистологических исследований тканей органами здравоохранения разных стран
разрешено употребление в пищу |
некоторых видов облучепиых |
6 пищевых продуктов (приложение |
1). |
Выявление возможности использования ионизирующей радиа ции для сохранения пищевых продуктов повлекло за собой созда ние большого количества экспериментальных, а затем опытнопроизводственных и производственных установок. Особый интерес представляют установки, созданные для практической проверки закопченных исследовательских работ (приложение 2).
Отсутствие наведенной радиации в облученных пищевых про дуктах гарантируется при использовании излучений, энергия которых не превышает 10 МэВ. Поэтому в качестве источников облучения применяют либо радиоактивные изотопы типа Со6 0 и Cs1 3 7 , либо ускоренные электроны с энергией мепьше 10 МэВ.
Большое значение придается экономике облучения пищевых продуктов. Чтобы судить об эффективности радиационного спо соба, безусловно, необходимо учитывать и стоимость облучения, ir окупаемость затрат па создание производственной базы для обработки и хранения продуктов. По мнению исследователей, в отдельных случаях оправдываются даже значительные затраты на облучение. Так, при радиационном способе обработки сроки хранения свежих мясных и рыбных продуктов^ при 20—25° С можно значительно увеличить (в 3—5 раз). Это особенпо важно для стран, испытывающих недостаток в холодильных уста новках.
Радиационная обработка позволит транспортировать в раз ные страны и сочные плоды, которые быстро перезревают и под вергаются микробиологической порче; заменить замораживание продуктов хранением при низких положительных температурах. Облучение свежего картофеля для предотвращения прорастания, зерна и сухофруктов для дезинсекции позволит избежать ис пользования вредных для организма химических соединений.
Выявлены такие неожиданные, но подчас перспективные на правления в области использования ионизирующих излучений, которые, безусловно, могут дать экономический эффект: ускоре ние процессов старения вин и коньяков; осветление соков; изме нение скорости созревания мяса и муки, а также процессов послеуборочного дозревания плодов; увеличение сокоотдачп 7
растительного сырья; удаление неприятного запаха лечебных вод и др. .
На осповании большого количества экспериментальных работ и полупроизводствепиых испытаний определились следующие перспективные направления использования ионизирующей ра диации для обработки пищевых продуктов:
1)предупреждение прорастания картофеля и лука;
2)дезинсекция зерна и сухофруктов;
3)частичное или временное подавление жизнедеятельности микроорганизмов с целью удлинения сроков хранения пищевых продуктов (радурпзация);
4)стерилизация микрофлоры с целью сохранения пищевых продуктов длительное время (радаппертизация);
5)интенсификация технологических процессов.
Вданной книге освещены вопросы облучения плодов, ягод и овощей, а также мяса и мясопродуктов с целью удлинения сро ков хранения, стерплпзацпи этих продуктов и интенсификации некоторых технологических процессов.
Ч А С Т Ь
ПЕ Р В А Я
РАДУРИЗАЦИЯ ПЛОДОВ, ЯГОД И ОВОЩЕЙ
И нтерес к радуризащш сочного растительного сырья вызван отсутствием эффективных химических и биологи ческих способов его защиты от инфекционных болезней. Рас пространенные в настоящее время способы хранения не всегда достаточно эффективны и требуют больших материальных затрат.
Известно, что длительность хранения сочного растительного сырья определяется тремя факторами: его физиологическими особенностями, инфекционной нагрузкой и условиями хранения. Для объектов со слабыми защитными свойствами сроки хране ния зависят в основном от инфекционной нагрузки и часто ограничиваются неделями и даже днями. В данном случае обра ботка ионизирующими излучениями, направленная на подавле ние жизнедеятельности основных возбудителей порчи, может оказать положительный эффект, увеличивая продолжительность хранения растительного сырья.
Естественно, что для достижения основной целп при облуче
нии — полного предотвращения микробиологической |
. порчи — |
желательно применять дозы радиации, летальные для |
наиболее |
распространенных видов патогенов. Поэтому при использовании радиационного способа обработки в первую очередь возникает вопрос о выборе доз облучения.
В настоящее время имеется много данных о величине леталь ных доз для различных видов дрожжевых и плесневых грибов — основных возбудителей порчи растительного сырья. Несмотря на то что эти данные противоречивы и зависят от вида и штамма гриба, среды, в которой выращивают и инкубируют микроорга
низмы, возраста культуры и, наконец, от таких факторов, как 9,
Предельная
Д088
облучения, Сырье не ухудшаю
щая товарных качеств, крад
З е м л я н и к а |
250 |
|
М а л и н а |
|
250 |
Ч е р н а я с м о р о д и н а |
300 |
|
|
||
Ч е р е ш н я |
|
250 |
|
|
|
В и ш н я |
|
300 |
В и н о г р а д |
с в е т л о о к р а ш е н |
250 |
н ы х с о р т о в |
250 |
|
В и н о г р а д |
т е м н о о к р а т с н |
|
н ы х с о р т о в |
250 |
|
П е р с и к и |
|
|
С л п в а |
т е м н о о к р а ш е п н ы х |
300 |
с о р т о в |
|
|
С л п в а |
с в е т л о о к р а ш е н н ы х |
250 |
с о р т о в |
|
300 |
Т о м а т ы |
|
|
А п е л ь с и н ы |
150 |
|
М а н д а р и н ы |
100 |
|
Л и м о н ы |
|
100 |
Т А Б Л Ы Ц А I
Изменение товарных качеств при использовании Солее высоких доз облучения
П о т е м н е н и е |
т к а н о й , |
в ы д е л е - |
п п е с о к а , |
п о я в л е н и е |
в к у с а |
в а р е н о г о п р о д у к т а и г у б ч а т о й п о р и с т о й к о н с и с т е н ц и и О б е с ц в е ч и в а п и о т к а н е й , поте р я а р о м а т а
О б е с ц в е ч и в а н и е т к а н е й , п о т е
р я о с т р о г о к и с л о г о в к у с а |
|
||
О б е с ц в е ч и в а н и е т к а н е й , |
п о |
||
я в л е н и е в к у с а в а р е н о г о |
п р о |
||
д у к т а |
|
|
|
П о т е м и е п н е |
и |
р а з м я г ч е н и е |
|
т к а н е й |
|
|
|
П о я в л е н и е |
к о р и ч н е в о й |
и л и |
|
б у р о й о к р а с к и в т к а н я х |
|
||
Р а с т р е с к н п а н н е |
к о ж и ц ы , |
обес |
|
ц в е ч и в а н и е т к а н о й |
|
||
П о я в л е н и е к о р и ч н е в ы х п я т е н ( ф у н к ц и о н а л ь н ы е р а с с т р о й с т - в а ) , с м о р щ и в а н и е к о ж и ц ы , п о я в л е н и е с е р о г о о т т е н к а в м е
сто р у м я н ц а |
|
|
|
|
Р е з к о е |
у с к о р е н и е |
п р о ц е с с о в |
||
с о з р е в а н и я |
( р а з м я г ч е н и е т к а |
|||
н е й ) |
|
|
|
|
П о т е м н е н и е |
и |
р а з м я г ч е н и е |
||
т к а н е й |
|
|
|
|
П о я в л е н и е |
о ж о г о в |
п |
в и д е |
|
с в е т л ы х |
п я т е н , |
р а з м я г ч е н и е |
||
т к а н е й |
|
|
|
|
Р а з р ы х л е н и е к о ж и ц ы , о б р а з о в а н и е в о д я н и с т о й с т р у к т у р ы . П о я в л е н и е т е м н ы х п я т е н н а п о в е р х н о с т и , в ы д е л е н и е г е с п е - р и д и н а П о я в л е н и е н а к о ж и ц е р а з м я г
ч е н н ы х к о р и ч н е в ы х и ч е р н ы х п я т е н П о я в л е н и е т е м н ы х п я т е н п а
к о ж п ц е , о б р а з о в а н и е в н у т р е н н и х п у с т о т
Сырье
Г р у ш и
Я б л о к и
|
П р о д о л ж е н и е |
т а б л . 1 |
|||
Предельная |
|
|
|
|
|
доза облуче- |
Изменение товарных |
качеств при |
|||
н.ш, не |
|||||
ухудшающая |
использование более высоких |
доз |
|||
товарных |
облучения |
|
|
|
|
качеств, крад |
|
|
|
|
|
250 |
П о к о р н ч н е в е н п е |
т к а н е й , |
н а |
||
|
р у ш е н и е |
с т р у к т у р ы |
в н у т р и |
||
|
п л о д а |
|
|
|
|
200 |
В о з н и к н о в е н и е ф у н к ц и о н а л ь |
||||
|
н ы х р а с с т р о й с т в , |
|
в ы р а ж а ю |
||
|
щ и х с я в п о к о р п ч п е в е п и н к о |
||||
|
ж и ц ы н м я к о т и п л о д а |
|
|||
концентрация микроорганизмов и интенсивность облучения, можно с уверенностью сказать, что для уничтожения всей по верхностной микрофлоры на сочных растительных объектах не обходимы дозы выше 1 Мрад. Однако использование столь вы соких доз вызывает в тканях свежих плодов, ягод и овощей различного рода нежелательные изменения (табл. 1), а также увеличение поражаемости растительных тканей микроорганиз мами.
Следовательно, для успешного решения вопроса об удлинении сроков храпения плодов, ягод п овощей в пострадиационный пе риод необходимо соблюдение трех условий: максимальное по давление жизнедеятельности микроорганизмов, минимальное снижение природной устойчивости их тканей и сохранение ка чества. Выполнение первого условия требует применения доз выше 1 Мрад, соблюдение второго и третьего условий не допус кает использование доз выше 300 крад.
Выявлено также, что дозы ниже 100 крад не дают должного эффекта, так как не вызывают заметного уменьшения инфекци онной нагрузки, снижая в какой-то мере природную устойчи вость тканей плодов.
Чтобы выяснить возможность использования доз порядка 100—300 крад для радуризацпп плодов, ягод и овощей необходи мо было провести исследования в следующих направлениях:
изучение действия ионизирующей радиации на микрофлору сочных растительных объектов (определение доз, летальных для различных микроорганизмов; изучение влияния окружающих 11