Napromieniowanie – skuteczny sposób konserwacji żywności.

 

Konieczność konserwowania żywności jest niewątpliwie konsekwencją rozwoju cywilizacji i towarzyszącego mu wzrostu liczby mieszkańców Ziemi, oczekujących zaspokojenia codziennych potrzeb w zakresie żywienia. Odmienne warunki agroklimatyczne w różnych częściach świata, krótkotrwałe zwykle terminy zbiorów oraz wzrastające gwałtownie zaludnienie miast oddalonych od centrów produkcji rolnej sprawiają, że dostarczenie społeczności żywności świeżej, zdrowej i w dostatecznej ilości staje się poważnym problemem. Straty wynikające z niewłaściwego przechowywania oraz konieczności transportu żywności ocenia się obecnie na ponad 30% w skali światowej, mimo stosowania różnych sposobów konserwacji, dających szansę przedłużenia jej przechowywania oraz bezpiecznego spożywania.

          Współczesne metody konserwacji żywności obejmują takie procesy, jak: suszenie, kiszenie, peklowanie, solenie (sposoby stosowane właściwie już w czasach antycznych). Puszkowanie, pasteryzację oraz fumigację – wprowadzono dopiero w czasach współczesnych.

          Po 40 – letnim okresie intensywnych badań, które udowodniły całkowite bezpieczeństwo spożywania żywności poddanej działaniu promieniowania jonizującego – do metod konserwacji żywności wprowadzono również powszechnie napromieniowanie. Znamienne jest, że pierwsze patenty dotyczące napromieniowania żywności pojawiły się już w latach 1921 – 1930 (Stany Zjednoczone, Francja), a pierwsze prace o charakterze technologicznym w tym zakresie wykonano w Stanach Zjednoczonych dla celów wojskowych w roku 1953 w ramach akcji „atom dla pokoju”, tj. w czasie, gdy technika radiacyjna także w Ameryce znajdowała się jeszcze w powijakach.

          Na uznanie metody radiacyjnej jako skutecznego i całkowicie bezpiecznego sposobu konserwacji żywności trzeba było poczekać dalszych 30 lat, w którym to okresie opublikowano ponad 2000 prac udowadniających nieszkodliwość spożywania napromieniowanej żywności. Daleko posunięta ostrożność w wydaniu ostatecznego werdyktu o nieszkodliwości napromieniowania jako metody konserwacji żywności podyktowana była w dużym stopniu względami psychologicznymi (kompleks Hiroshimy i Czarnobyla), gdyż dane doświadczalne i testy żywnościowe już od dawna nie budziły zastrzeżeń. Dziś wydaje się, że podobnym badaniom powinny podlegać również produkty żywnościowe konserwowane innymi metodami, w szczególności chemicznymi.

          W latach 1971 – 1981 FAO, IAEA oraz WHO wyłoniły grupę ekspertów, która dokonała oceny wyników badań dotyczących bezpieczeństwa spożywania napromieniowanej żywności. W końcowym raporcie Komisja stwierdziła, że „...napromieniowanie jakiegokolwiek produktu żywnościowego dawką promieniowania jonizującego nie przekraczającą 10 kGy nie stwarza zagrożenia toksykologicznego żywności w ten sposób konserwowanej” oraz, że napromieniowanie żywności dawką do 10 kGy „...nie stwarza problemów żywieniowych oraz mikrobiologicznych”.

          Wyniki ekspertyzy przedłożono Międzynarodowej Komisji Kodeksu Żywnościowego (Codex Alimentarius Commission) działającej pod auspicjami FAO/WHO, a powołanej do opracowania Międzynarodowych Norm Żywnościowych, których celem jest ochrona zdrowia konsumentów na całym świecie. Na XV sesji tej Komisji w lipcu 1983 roku została przyjęta „Norma ogólna dla napromieniowanej żywności” oraz „Międzynarodowe Zalecenia dotyczące Zasad Eksploatacji Urządzeń radiacyjnych”. Dokumenty te dopuszczają stosowanie promieniowania jonizującego jako metody konserwacji wszystkich rodzajów żywności, a ograniczenia dotyczą jedynie dawki, która nie może przekraczać 10 kGy oraz źródeł promieniowania, którymi mogą być:

–      promienie (fotony) gamma emitowane przez izotopy promieniotwórcze 60Co lub 137Cs;

–      promienie X wytwarzane w urządzeniach elektrycznych o energiach 5 MeV lub niższych;

–      elektrony wytwarzane w urządzeniach elektrycznych o energiach 10 MeV lub niższych.

Ograniczenie źródeł promieniowania stosowanych przy konserwacji żywności do czterech, w tym dwóch emiterów fotonów gamma – izotopów promieniotwórczych 60Co (średnie energia fotonów gamma 1,25 MeV) i 137Cs (energia fotonów gamma 0,52 MeV), promieniowania X o energii nie przekraczającej 5 MeV, a także przyspieszonych elektronów o energii nie przekraczającej 10 MeV – ma na celu całkowite wyeliminowanie minimalnego nawet ryzyka powstawania radioaktywności wzbudzonej w żywności podczas jej napromieniowania. Należy zatem podkreślić z całą mocą, że w napromieniowanej żywności w żadnym przypadku nie można oczekiwać radioaktywności wywołanej obróbką radiacyjną – taka możliwość po prostu nie istnieje. Oddziaływanie promieniowania jonizującego na żywność polega wyłącznie na absorpcji energii, podobnie jak to ma miejsce w przypadku obróbki cieplnej, stosowania mikrofal i naświetlania ultrafioletem.

Edycja wymienionych wyżej międzynarodowych dokumentów otworzyła drogę do rozwoju radiacyjnej metody konserwacji żywności na całym świecie. W roku 1988 odbyła się w Genewie pod auspicjami FAO, IAEA, WHO, ITC – UNCTAD/GATT z udziałem przedstawicieli wielu krajów świata konferencja poświęcona zagadnieniom napromieniowania żywności. Dokument końcowy tej konferencji desygnowany przez przedstawicieli 57 krajów świata stanowi wytyczną rozwoju technologii napromieniowania żywności w obecnym stuleciu.

Pomimo udokumentowanych i przekonywujących danych, dotyczących bezpieczeństwa stosowania technologii napromieniowania żywności, istnieją w niektórych państwach (np. Niemcy) grupy nacisku społecznego nastawione wrogo do wszystkiego, co ma jakikolwiek związek ze sprawami „atomowymi”. Do takich zaliczana jest m.in. technologia radiacyjnej konserwacji żywności. Na oficjalnie wysunięty wniosek, WHO dokonała w 1992 roku analizy przedłożonych zarzutów, wysuniętych pod adresem omawianej technologii. Zbadano wszystkie załączone materiały dowodowe, obejmujące także wyniki ponad 200 badań toksykologicznych. Po dokonanej analizie eksperci WHO skonstatowali, że dotychczasowe ustalenia są nadal w pełni obowiązujące, a przedłożone materiały w niczym ich nie podważają. Stwierdzono jedynie dodatkowo, że jakość żywności poddawanej obróbce radiacyjnej musi być zawsze wysoka, tj. taka, jaka jest wymagana zgodnie z zasadami GMP (Good Manufacturing Practice). Z analizy przedłożonych dowodów wynikało bowiem, że usiłowano niekiedy stosować promieniowanie w celu poprawy jakości nie nadającej się do spożycia żywności, co jest z założenia zabronione.

Na czym polega działanie konserwujące promieniowania jonizującego? Jak wiadomo, promieniowanie to jest przenikliwe i penetruje wszystkie fragmenty napromieniowanego obiektu. Energia promieniowania jonizującego, podobnie jak energia cieplna czy energia promieniowania ultrafioletowego, jest pochłaniana przez obiekt, co wywołuje określone skutki. Jak ustalono, w wyniku napromieniowania żywności na każde 10 milionów cząsteczek napromieniowanego obiektu w wyniku przemian radiacyjnych powstaje tylko ok. 6 nowych cząsteczek. Wykazano, że są to w większości te same produkty, które obserwuje się np. w żywności poddawanej obróbce cieplnej. Dlatego żywność napromieniowana nie różni się w praktyce od żywności świeżej. Z drugiej strony wszakże najbardziej wrażliwe na działanie promieniowania jonizującego są jądra i błony komórkowe. Uszkodzenie pod wpływem promieniowania jonizującego kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA), stanowiącego ważny składnik jądra komórkowego, powoduje zahamowanie podziału komórki i prowadzi do jej śmierci. W ten sposób promieniowanie inaktywuje skutecznie bakterie chorobotwórcze, niszczy grzyby i pleśnie oraz zabija szkodniki (owady, larwy, jaja), które mogą być obecne w konserwowanej żywności. W przypadku żywności, w której w okresie składowania zachowane są utajone procesy życiowe (ziemniaki, cebula, czosnek itp.), niskie dawki promieniowania, również poprzez mechanizm oddziaływania na komórki, wywołują korzystny efekt hamowania kiełkowania.

Należy podkreślić, że metoda radiacyjna w żadnym przypadku nie może być traktowana jako metoda uniwersalna i nigdy taką nie będzie, podobnie zresztą jak inne znane obecnie metody konserwacji żywności. Po pierwsze dlatego, że istnieją metody konserwacji, które się sprawdziły, i metoda radiacyjna nie ma szans z nimi konkurować. Przykładem może być pasteryzacja mleka i innych napojów oraz puszkowanie i inne. Po drugie, pomimo iż zmiany wywołane w żywności przez promieniowanie są znikome, to w niektórych przypadkach (produkty mleczne, tłuste mięso wieprzowe) obecność śladowych ilości produktów rozkładu radiacyjnego wywołuje wyczuwalne zmiany zapachowe bądź smakowe w żywności, które nie będą oczywiście akceptowane przez konsumenta, mimo iż fakt ten nie wpływa na walory zdrowotne żywności. Po trzecie – są produkty, których nie opłaca się poddawać zabiegowi konserwacji radiacyjnej ze względów ekonomicznych. Względy technologiczne i ekonomiczne powodują, że bardziej korzystne jest napromieniowanie produktów suchych aniżeli tych z duża zawartością wody. Nie bez znaczenia jest również fakt, że w produktach suchych zakres zmian radiacyjnych jest najmniejszy, ponieważ czynnikiem stymulującym procesy radiacyjne w żywności są najczęściej produkty radiolizy wody.

Największym atutem metody radiacyjnej konserwacji żywności jest jej niekwestionowana skuteczność, polegająca na:

–      eliminacji lub redukcji zawartości drobnoustrojów chorobotwórczych w żywności do poziomu zapewniającego bezpieczeństwo jej konsumpcji;

–      zapobieganiu psuciu się żywności poprzez eliminację bakterii, pleśni, grzybów i pasożytów powodujących jej rozkład, dzięki czemu zmniejszają się straty żywności oraz wzrasta udział żywności o wysokiej jakości na rynku.

Jak wynika z danych WHO, w ostatnim okresie obserwuje się bardzo szybki wzrost rozprzestrzeniania się groźnych chorób, wywołanych takimi bakteriami jak: Salmonella, Camphylobacter, Shigella, czy Listeria, przenoszonych przez żywność. Z badań angielskich wynika, że na terenie Anglii, Walii i Irlandii zaobserwowano w okresie 1980 – 1989 ponad trzykrotny wzrost rozprzestrzeniania się salmonellozy i comphylobacteriosis. W Stanach Zjednoczonych rejestruje się w ostatnim czasie 99 mln. Przypadków zachorowań rocznie wywołanych przez żywność, co powoduje straty w wysokości 23 bilionów dolarów. Podobne tendencje występują w innych krajach. Jednym z głównych roznosicieli chorób jest drób hodowlany. Jak oceniono, od 30 do 50 % drobiu jest zakażone Salmonellą oraz innymi bakteriami chorobotwórczymi. W bardzo wysokim stopniu jest zakażone również świeże mięso oraz tzw. owoce morza (krewetki, kraby, małże) i przyprawy. Zapobiec tej sytuacji może w praktyce tylko stosowanie właściwych metod konserwacji, eliminujących zagrożenie. Dlatego, między innymi, WHO zaleca stosowanie radiacyjnej konserwacji żywności, a szczególnie wymienionych produktów w szerszym niż dotychczas zakresie.

Jakie rodzaje żywności (obok wymienionych) są konserwowane metodą radiacyjną? Są to np. owoce tropikalne, atakowane przez muszkę owocową, niszczącą bardzo często ogromną część transportowanych owoców. Promieniowanie zabija te i inne szkodniki, ograniczając wynikające stąd straty. W tym samym celu napromieniowane jest ziarno i suszone owoce, natomiast truskawki i pieczarki napromieniowane są w celu przedłużenia ich świeżości.

W ostatnich danych IAEA notuje się stały wzrost liczby urządzeń radiacyjnych przeznaczonych do napromieniowania żywności. Na świecie jest ich obecnie 65, przy czym 50 z nich to zakłady o charakterze komercyjnym. W skali światowej jedynie 10 gramów żywności spożywanej przez jedną osobę rocznie jest konserwowana radiacyjnie. Należy tu wspomnieć, że stosowane powszechnie do niedawna środki konserwujące, jak tlenek etylenu, czy bromek metylu, okazały się toksyczne i kancerogenne, w związku z czym stosowanie ich będzie wkrótce w e wszystkich krajach zakazane. Tak więc konserwacja radiacyjna wydaje się obecnie jedyną alternatywą, mogącą wypełnić powstającą lukę technologiczną w zakresie przechowalnictwa i transportu cytrusów oraz innych importowanych owoców. W Stanach Zjednoczonych zbudowano już kilka zakładów napromieniowania żywności i planowane są dalsze. Po kategorycznym zakazie stosowania tlenku etylenu metoda radiacyjna wydaje się również najlepsza do konserwacji przypraw sprowadzanych z tropików. Również napromieniowanie drobiu, żabich udek, krewetek, jadalnych małż i krabów, z uwagi na ich wysoki stopień zakażenia bakteriologicznego zyskuje także coraz bardziej na znaczeniu.