Chuyện đề thực phẩm chiếu xạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Chuyên đề :
THỰC PHẨM CHIẾU XẠ
GVHD:…………………………
SVTH:………………………….
TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013
MỤC LỤC
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG I.MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ THỰC PHẨM CHIẾU XẠ
I.1. Một số khái niệm về thực phẩm chiếu xạ
Chiếu xạ là sử dụng các tia bức xạ chiếu vào đối tượng cần xử lí nhằm diệt khuẩn, khử
trùng hay thay đổi cấu trúc đối tượng cần xử lí theo hướng tích cực hơn nhằm tạo ra các đặc
tính mới cho sản phẩm.
Trong thực phẩm:
Thực phẩm chiếu xạ là cách thức tác động lên thực phẩm bằng tia ion hóa. Những tia có
năng lượng cao đi xuyên qua sản phẩm, tiêu diệt hầu như tất cả vi khuẩn có hại và sinh vật kí
sinh ở trên hay bên trong thực phẩm. Ngoài ra nó còn có thể có tác dụng làm chậm lại quá
trình chín của trái cây cũng như ngăn chặn sự nảy mầm của củ, hạt.
Biểu tượng của thực phẩm chiếu xạ:
I.2. Các phương pháp chiếu xạ
Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc của chất Cesium
137 để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng (thịt), vi sinh vật, sâu bọ, côn trùng và ký
sinh trùng (lúa mì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc, trái cây khô), làm chậm lại sự phát triển, làm
chậm chín cũng như ngăn chặn sự nảy mầm ở các loại trái cây và củ hành… Phóng xạ tác
động thẳng vào phần DNA tức là phần quyết định tính chất di truyền, làm tế bào không thể
phân cắt được.
Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồn đồng vị phóng
xạ (

60
Co hoặc
137
Cs) hoặc tia X và các dòng electron được phát ra từ máy phát.
I.2.1. Chiếu xạ bằng dòng electron
Dòng electron chạy qua một điện trường với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Dòng
electron như một tia xạ đặc biệt, có khả năng xuyên qua nhiều lớp tế bào hơn là các photon.
Vì vậy dòng electron sẽ xuyên sâu vào thực phẩm chiếu xạ vài inch, điều này còn phụ thuộc
vào độ dày của thực phẩm thực phẩm chiếu xạ. Bao quanh máy chiếu xạ electron là một tấm
Page 2
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
chắn bảo vệ bằng bê tông vững chắc, để bảo vệ không gây ảnh hưởng đến những công nhân
làm việc ở đây.
Hệ thống chiếu xạ dùng tia electron:
I.2.2. Chiếu xạ bằng tia Gramma
Sử dụng Cobalt 60 là phương pháp thích hợp để chiếu xạ hầu hết các loại thực phẩm, là
phương pháp phổ biến hiện nay, bởi vì chúng có khả năng xuyên sâu tốt, đồng thời chúng ta
có thể kiểm soát được khả năng xuyên thấu nhờ các tấm đỡ pallet hay tole. Một pallet hoặc
tole thường mất đi tác dụng bảo vệ từ vài phút đến vài giờ tùy thuộc vào lượng phóng xạ.
Page 3
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Chất phóng xạ phải được theo dõi và chứa cẩn thận để bảo vệ nhân viên và môi trường khỏi
tác hại của tia gamma từ chính chúng. Trong suốt quá trình hoạt động chiếu xạ diễn ra, các
yếu tố trên được xem là tấm chắn an toàn bảo vệ. Hầu hết trong các thiết kế thì súng chiếu xạ
đều hướng tia xạ vào một hồ chứa đầy nước, nước sẽ hấp thụ tia xạ, làm giảm tác hại tia xạ,
dẫn chúng tới các tấm chắn xạ. Nước trong hồ này sẽ bị làm nóng lên do năng lượng của các
tia xạ bị nước hấp thu. Có một cách thiết kế nữa để giảm sức mạnh của tia xạ là thiết kế các
tấm chắn có khả năng giữ ẩm cao, tức các tâm chắn thường ẩm ướt, nhất là nơi các tia xạ tập
trung vào. Tuy nhiên cách này không thông dụng. Có nhiều cách chiếu xạ gramma,
60

Co
được tiến hành hoàn toàn dưới môi trường nước. Và sản phẩm và quá trình chiếu xạ được
tiến hành trong một chuông kín. Đặc điểm nổi trội phương pháp này là chúng ta không cần
dùng các tấm chắn bảo vệ nữa.
máy chiếu xạ Cobalt-60
I.2.3. Chiếu xạ bằng tia X
Tia X là hạt photon có quang phổ rộng, được sử dụng cơ bản trong chiếu xạ. Tia X được
sinh ra do sự va chạm electron với một vật liệu đích như tantalum hay tungsten như đã biết
các electron hơn mức cần thiết để sinh ra một lượng photon để chiếu xạ. Giống như các
phương pháp vật liệu này đóng vai trò như cực dương trong dòng điện. Tia X cũng có khả
năng xuyên thấu ngang bằng như
60
Co.
Với việc sử dụng các dòng electron sinh ra tia X, ta có thể ngưng quá trình chiếu xạ một
cách dễ dàng bằng cách ngắt dòng điện. Tuy nhiên, quá trình này làm hao phí nhiều năng
lượng vì cần dùng nhiều dòng khác, chiếu xạ bằng tia X cũng cần các tấm chắn để bảo vệ
môi trường và những người làm việc trong môi trường chiếu xạ. Bình thường tia X được giới
hạn trong khoảng 5MeV, ở Mỹ thì tiêu chuẩn cho phép cao hơn là 7.5 MeV. Ở các khu vực
phát triển khác dòng điện cho phép có thể là 1000kW. Sức mạnh của tia X có thể đạt tới
100kW. Tương đương sức mạnh của tia Gramma 60Co khoảng 6.5 M Ci.s
Ưu thế so với 2 loại tia trên:
Page 4
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Có thể bật tắt dễ dàng.
Độ xuyên thấu lớn.
Không lo ngại bảo quản nguồn hay rò rỉ phóng xạ.
Hệ thống chiếu xạ dùng tia X:
=>Thiết bị chiếu xạ có thể là loại vận hành theo chế độ “xử lí liên tục” hoặc loại “xử lí
theo mẻ”. Việc kiểm soát quá trình chiếu xạ thực phẩm tại tất cả các loại thiết bị gắn liền với
việc sử dụng các phương pháp được chấp nhận để đo liều xạ hấp thụ và các phương pháp

dùng để giám sát các thông số vật lí của quá trình này. Việc vận hành các thiết bị chiếu xạ
thực phẩm phải tuân theo các khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thực phẩm.
I.3. Cơ chế tác động của phương pháp chiếu xạ.
Tia bức xạ ion hóa các DNA của tế bào vi sinh gây bệnh .Các electron bẻ gãy chuỗi AND
nhờ đó phá hủy hay ngăn cản quá trình nhân đôi của tổ chức sống. Chiếu xạ ở liều đủ vi sinh
vật không thể phục hồi các DNA bị đứt gãy nên tế bào bị chết trong quá trình phân bào
Page 5
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Cơ chế diệt khuẩn
Cơ chế diệt vi sinh, côn trùng, nấm mốc gây hại cho con người khi sử dụng thực phẩm và
các vật phẩm y tế dựa trên tính chất iôn hóa các nguyên tử, phân tử cấu thành nên các cơ thể
sống, đặc biệt là các phân tử DNA của tế bào vi sinh gây bệnh. Khi các phân tử của DNA bị
iôn hóa, các liên kết giữa chúng bị đứt gẫy. Nếu chiếu xạ ở một liều đủ thì việc phục hồi các
đứt gẫy trong cấu trúc DNA sẽ không thực hiện được và khi đó tế bào sẽ bị chết trong quá
trình phân bào và vi sinh gây bệnh không thể phát triển được.
Khả năng chịu đựng chiếu xạ bằng bức xạ iôn hóa của từng loại, loài vi sinh được đặc
trưng bằng liều D10. Liều D10 là liều chiếu xạ mà 90% vi sinh bị tiêu diệt. Ở một vùng liều
chiếu nhất định, lượng vi sinh sống sót sau khi chiếu xạ được biểu diễn bằng công thức :
N= N
o
*10^(-D/D
10
)
N – Số vi sinh sống sót sau khi chiếu xạ
No – Số vi sinh ban đầu
D10 – Liều chiếu (kGy) làm chết 90% vi sinh
D – Liều chiếu (kGy)
Bảng : Liều D10 của một số vi sinh
Page 6
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH

Các mức liều chiếu:
-Liều thấp (<1kGy):
Ngăn nẩy mầm ở các loại củ và hành tỏi 0.03-0.15 kGy
Làm chậm quá trình chín ở trái cây 0.25-0.75 kGy
Tiêu diệt côn trùng kí sinh trên thực phẩm 0.07-1.00 kGy
-Liều trung bình
(1-10kGy)
Giảm lượng vi khuẩn gây hỏng để kéo dài thời gian sử dụng của các loại thịt và hải sản
đông lạnh 1.50–3.00 kGy
Giảm lượng vi khuẩn gây bệnh để kéo dài thời gian sử dụng của các loại thịt và hải sản
tươi 3.00–7.00 kGy
Giảm lượng vi khuẩn trong gia vị để tăng cường chất lượng 10.00kGy
-Liều cao
(>10kGy)
Diệt hầu hết vi khuẩn và virus cho thịt gia súc, gia cầm đóng gói không cần bảo quản lạnh
trên với liều trên 25.00 – 70 kGy.
Chỉ NASA dùng liều chiếu đến 70.00 kGr trong thức ăn cho phi hành gia.
I.4. Chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ
Cũng như tất cả các phương pháp xử lý khác, xử lý bằng chiếu xạ cũng gây biến đổi về
thành phần và tính chất sản phẩm.
Page 7
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Gồm 3 biến đổi chính là: biến đổi về dinh dưỡng,về cảm quan và biến đổi về bao bì.
I.4.1. Biến đổi về dinh dưỡng
Thành phần dinh dưỡng của thực phẩm bao gồm các thành phần đa lượng gồm protein,
lipid, các carbohydrates, và thành phần vi lượng gồm các vitamin và các khoáng vi lượng.
Một ưu điểm rất lớn của xử lý chiếu xạ là hàm lượng protein, lipid, các carbohydrates hầu
như không biến đổi qua xử lý chiếu xạ. Các thay đổi nếu có thường là thay đổi cấu trúc của
các polymer sinh học trên.
Các protein có thể bị mất cầu nối disulfur hay bị phân cách thành các peptid ngắn.

Các acid béo trong lipid có thể bị cắt mạch hay bị oxy hóa nối đôi gây cho sản phẩm có
mùi ôi. Vì vậy nếu trong sản phẩm có hàm lượng lipid cao như lạc, olive, dừa thường không
được xử lý bằng phương pháp chiếu xạ.
Các carbohydrates có thể bị cắt mạch thành các polysaccharides ngắn hay bị oxy hoá
thành acid hữu cơ gây chua cho sản phẩm.
Tuy nhiên các biến đổi trên sẽ giảm hẳn nếu chiếu xạ vào thực phẩm trong môi trường
lạnh đông, phương pháp tốt nhất là xử lý chiếu xạ kết hợp với quá trình làm lạnh. Mặt khác
các thực phẩm trên khi đi vào cơ thể cũng bị cơ thể tiến hành các quá trình tương tự để tiêu
hóa. Vì vậy nhìn chung hàm lượng dinh dưỡng các chất trên được bảo toàn khi xử lý chiếu
xạ.
Ảnh hưởng của chiếu xạ lên thực phẩm thể hiện rõ nhất là hàm lượng vitamin. Trong các
vitamin thông dụng thì các vitamin nhóm B bao gồm Thiamine (B
1
), Riboflavin (B
2
),
Pyridoxine (B
6
), ascorbic acid (vitamin C) có sự thay đổi lớn nhất. Nguyên nhân là do trong
tế bào thực vật, các chất này có vai trò trong chuỗi vận chuyển điện tử của quá trình quang
hợp nên rất nhạy với các kích thích điện từ. Các vitamin tan trong dầu như vitamin D, K, E
có tính nhạy sáng cũng biến đổi mạnh. Một điều lý thú là có một số vitamin lại tăng hàm
lượng sau khi chiếu xạ do sự chuyển hoá của các tiền vitamin dưới tác động của bức xạ, như
vitamin D, B
12
. Sự nhạy với bức xạ của vitamin được cho như sau: thiamin > ascorbic acid >
pyridoxine > riboflavin > folic acid > cobalamin > nicotinic acid (vitamin tan trong nước) và
vitamin E > carotene > vitamin A > vitamin K > vitamin D (vitamin tan trong dầu).
Thực
phẩm

Liều
chiếu
(kGy)
Phần trăm hao hụt
Thiamin
(B1)
Riboflavin
(B2)
Nicotinic
acid
Pyridox
ine (B6)
Pantothe
nic acid
Vitamin
B12
Thịt bò 4.7-7.1 60 4 14 10 - -
Page 8
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Thịt lợn
Cá
Lúa mì
Bột mì
4.5
1.5
2.0
0.3-0.5
15
22
12

0
22
0
13
0
22
0
9
11
2
+15
-
0
-
+78
-
-
-
10
-
-
Bảng: Mức độ thay đổi hàm lượng vitamin ở một loại thực phẩm khảo sát. Hàm lượng
trong bảo quản bằng phương pháp lạnh đông được lấy là chuẩn.
Vitamin
Nồng độ vitamin (mg/ kg khối lượng khô)
Lạnh đông
Tiệt trùng
bằng nhiệt
Chiếu xạ γ Chiếu xạ β
Thiamin HCl

(B
1
)
Riboflavin (B
2
)
Pyridoxine (B
6
)
Nicotinic acid
Pantothenic
acid
Biotin
Folic acid
Vitamin A
Vitamin D*
Vitamin K*
Vitamin B
12
2.31
4.32
7.26
212.9
24.0
0.093
0.83
2716
375.1
1.29
0.008

1.53
4.6
7.62
213.9
21.8
0.097
1.22
2340
342.8
1.01
0.016
1.57
4.46
5.32
197.9
23.5
0.098
1.26
2270
354.0
0.81
0.014
1.98
4.90
6.7
208.2
24.9
0.013
1.47
2270

446.1
0.85
0.009
*: Nồng độ tính bằng đơn vị hoạt độ UI/kg.
Page 9
+: hàm lượng tăng thêm.
Bảng: Ảnh hưởng của chiếu xạ lên hàm lượng Vitamin ở một số thực phẩm
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Qua bảng trên ta thấy chiếu xạ β có sự thay đổi về hàm lượng vitamin ít hơn so với chiếu
xạ γ. Tuy nhiên như đề cập ở trên thì chiếu xạ β không đem lại hiệu quả diệt khuẩn tốt bằng
chiếu xạ γ.
I.4.2. Thay đổi về giá trị cảm quan
Một thành phần quan trọng khác của chất lượng sản phẩm là cảm quan. Tuy trong rau quả
thành phần gây màu là các carotenoid là các chất nhạy với bức xạ điện tử, nhưng các thử
nghiệm cho thấy ảnh hưởng của chiếu xạ lên cảm quan về màu sắc, mùi vị của các sản phẩm
rau quả hầu như không biểu hiện. Ở một số trường hợp xử lý chiếu xạ gây biến đổi về màu
sắc nhưng sự biến đổi này là đồng loạt, không phải cục bộ nên có thể chấp nhận được. Ở các
sản phẩm khác sự thay đổi khó có thể phân biệt được bằng mắt thường.
I.4.3. Biến đổi về bao bì
Quá trình chiếu xạ thường được tiến hành khi sản phẩm đã được đóng gói trong bao bì, vì
vậy chiếu xạ cũng ảnh hưởng phần nào đến chất lượng bao bì.
Các loại bao bì có nguồn gốc vô cơ như thủy tinh, kim loại ít bị ảnh hưởng, các bao bì có
nguồn gốc sinh học như giấy và các bao bì nhựa tổng hợp thì bị ảnh hưởng mạnh hơn. Tuy
nhiên có loại bao bì tổng hợp như P.E (Polyethylene), P.S (Polystirene) thì hầu như không bị
ảnh hưởng.
Vật liệu
Liều chiếu tối đa
(kGy)
Ảnh hưởng ở liều chiếu tối đa
Polyethylene

(P.E) Polystyrene
(P.S)
PVC
Giấy bìa
Popypropylene
Thủy tinh
5000
1000
100
100
25
10
-
-
Bị mờ, xuất hiện acid HCl trong sản phẩm.
Giòn, dễ vỡ
Giảm khối lượng bao bì
Bị mờ
I.5. Các phương pháp kiểm tra chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ
Để kiểm tra đánh giá sự biến đổi chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ có thể dùng một
trong các phương pháp sau:
Page 10
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Phương pháp phổ cộng hưởng từ electron: phương pháp này định lượng các gốc tự do sinh
ra trong quá trình xử lý. Phổ chuẩn thường dùng là
13
C – MNR với chất phát màu là
Thermoluminescence
Phương pháp sắc ký: có thể phát hiện và định lượng lipid và cacbohydrate bị chiếu xạ.
Các loại sắc ký thường dùng là sắc ký khí (GC) và sắc ký lỏng cao áp (HPLC).

Phương pháp đếm vi khuẩn gram âm (GNBC – Gram negative bacteria count): đây là
phương pháp ước lượng tỉ lệ vi khuẩn còn sống trên mẫu thực phẩm. Nếu số lượng vi sinh
vật còn sống càng ít thì khả năng bảo quản càng cao.
Phương pháp kỹ thuật miễn dịch gắn men (ELISA – enzyme linkage immune serum
assay): đây là phương pháp sử dụng các kháng thể đơn dòng (Mabs) để định lượng các ADN
ngắn hay các mảnh ADN bị phân hủy bởi tia bức xạ trên thực phẩm. Các kháng thể đơn dòng
được sử dụng sẽ tương ứng với các loại vi sinh vật có trong thực phẩm. Thông qua hàm
lượng ADN ta có thể ước lượng được số vi sinh vật đã bị tiêu diệt.
I.6. Các tiêu chuẩn về quản lý việc chiếu xạ thực phẩm
Việc chiếu xạ trên thực phẩm được quản lí thông qua luật và tiêu chuẩn quốc gia cũng như
quốc tế về: loại thực phẩm được chiếu xạ, mục đích chiếu xạ, nồng độ và liều lượng chiếu
xạ…
Ở Việt Nam, ngày 14 tháng 10 năm 2004, Bộ Y tế đã ra Quyết định số
3616/2004/QĐ_BYT về việc ban hành “Qui định vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo
quản bằng phương pháp chiếu xạ”.
Bảng: Danh mục thực phẩm được phép chiếu xạ và giới hạn liều hấp thụ tối đa.
Page 11
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
I.7. Những yêu cầu kỹ thuật
+ Liều chiếu
+ Qui cách sản phẩm
+ Điều kiện lưu kho
+ Vận chuyển
+ Chế biến thực phẩm sau khi chiếu xạ.
Page 12
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Trước khi chiếu xạ thực phẩm thường tiến hành một số phép đo lường để kiểm chứng quy
trình chiếu xạ sao cho đáp ứng yêu cầu. Hàng ngày, việc đo liều được thực hiện trong suốt
quá trình vận hành chiếu xạ và được lưu lại.
I.8. Ưu và nhược điểm của phương pháp chiếu xạ

Ưu điểm :
• Ngăn ngừa côn trùng phá hoại.
• Làm chậm quá trình chín của trái cây.
• Sản phẩm đạt vô trùng cao nhất.
• Hiệu quả cao, tốn năng lượng thấp.
Nhược điểm
• Một số trường hợp làm mất hoạt tính enzyme của thực phẩm.Thay đổi cấu trúc, đặc
điểm sản phẩm không mong muốn.
I.9. Những nhận định về phương pháp chiếu xạ
Uỷ ban hỗn hợp giữa FAO, WHO và IAEA, 1980 khẳng định chiếu xạ không làm giảm
vấn đề dinh dưỡng trong thực phẩm. Sự thay đổi các giá trị dinh dưỡng trong thực phẩm phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: liều lượng bức xạ, loại thực phẩm, chất liệu bao gói và các điều kiện
xử lý (nhiệt độ trong thời gian chiếu xạ và lưu kho sau chiếu xạ). Phần lớn các yếu tố trên
cũng gặp phải trong các phương pháp bảo quản thực phẩm khác đã và đang sử dụng.
Phương pháp chiếu xạ đã được các quốc gia Tây phương biết đến từ lâu.Từ năm
1972, cơ quan NASA Hoa Kỳ đã cho chiếu xạ tất cả thực phẩm dùng trong các chuyến du
hành trong không gian. Tất cả các phúc trình từ trước tới nay đều nói lên tính chất hữu ích và
an toàn của phương pháp chiếu xạ thực phẩm. Có rất nhiều tổ chức khoa học và hiệp hội
quốc tế đã hết lòng ca ngợi và xác nhận tính chất an toàn của phương pháp chiếu xạ. Đó
là các cơ quan thuộc khối Liên hiệp Quốc như Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO), Tổ Chức
Lương Nông Thế giới (FAO), và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế International
Atomic Energy Agency (IAEA); Về phía Hoa kỳ và Canada thì có Cơ quan Quản Trị Thực
Phẩm và Dược Phẩm (FDA), Hiệp Hội Y Sĩ Hoa Kỳ (The American Medical Association),
Hiệp Hội các nhà Dinh Dưỡng Hoa Kỳ (The American Dietetic Association), Cơ quan y tế
Health Canada
Một số sản phẩm chiếu xạ:
Page 13
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG II. KẾT LUẬN
Page 14

SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
Từ những nhận định của các tổ chức trên thế giới và lợi ích của việc chiếu xạ thực phẩm
,theo em việc chiếu xạ thực phẩm là cần thiết.
Thực phẩm chiếu xạ trở nên vệ sinh và an toàn hơn, chất lựợng dinh dưỡng được ổn định,
thời gian sử dụng của thực phẩm được kéo dài…. tạo thuận lợi cho khâu lưu trữ và phân
phối thực phẩm.
Tuy nhiên các nhà máy phải sử dụng công nghệ chiếu xạ thực phẩm vận hành theo đúng
qui trình an toàn để không gây hại đến môi trường xung quanh cũng như không gây ảnh
hưởng bất lợi về sức khoẻ của con người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Page 15
SEMINAR CHUYÊN NGÀNH
1. />2.
3. />%E1%BA%BFu+x%E1%BA%A1.
4.
Page 16