Tiểu luận đề tài Bức xạ

Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Trong công nghiệp, việc sử dụng bức xạ ngày càng được áp dụng rộng rãi, đặc biệt là
trong các ngành vật liệu, xử lý môi trường và chế biến thực phẩm Xử lý bằng bức xạ
mang lại nhiều ưu điểm mà các phương pháp khác không thể mang lại, hay mang lại
không hoàn toàn. Vì vậy trong những năm gần đây việc nghiên cứu phát triển các quy
trình xử lý bằng bức xạ được thế giới quan tâm và khuyến cáo sử dụng. Các nghiên cứu
quan trọng đều được Cơ quan năng lượng Nguyên tử quốc tế (IAEA) tài trợ.
I. Khái niệm, phân loại và các thông số quan trọng của bức xạ [1] [4]
Bức xạ là năng lượng phát ra từ vật chất có bản chất sóng điện từ. Mỗi bức xạ đặc
trưng bằng dải năng lượng tương ứng với bước sóng λ xác định. Mối tương quan giữa
năng lượng E và bước sóng λ là:
λ
γ
hc
hE ==
I.1 Phân loại bức xạ theo năng lượng bước sóng
Dạng bức xạ Năng lượng điển hình Bước sóng
Bức xạ nhiệt
Vi sóng (Microwave)
Hồng ngoại (Infrarred)
Ánh sáng khả kiến
Tử ngoại ( Ultra Violet)
Tia Roentgen (Tia X)
Tia γ
< 100 eV
1 – 100 keV
1 – 100 MeV
>100 μm
10 – 100 μm
1 – 10 μm
380 – 760 nm

10 -380 nm
0.01 – 1000 nm
< 0.001 nm
Năng lượng điển hình là năng lượng của một lượng tử búc xạ. Năng lượng của nguồn
bức xạ là tổng năng lượng điển hình của tất cả các lượng tử bức xạ phát ra từ nguồn đó.
I. 2 Các đại lượng của quá trình chiếu xạ
Năng lượng bức xạ (P): là năng lượng phát ra của nguồn bức xạ
Liều chiếu (I) : năng lượng phát ra của nguồn bức xạ trên một đơn vị khối lượng vật
chất hấp thụ
dm
dP
I =
Năng lượng bức xạ hấp thu E: đặc trưng cho lượng năng lượng mà vật chất hấp thu
khi có nguồn chiếu xạ vào
Năng lượng bức xạ hấp thu E = Năng lượng nguồn phát E
1
– năng lượng còn lại thu
được của bức xạ xuyên qua vật thể E
2
.
Liều hấp thụ D là năng lượng bức xạ hấp thu của một đơn vị khối lượng vật thể
11/2005
2
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
dm
dE
D =
Đơn vị của liều hấp thu và liều chiếu là Gray ( viết tắt là Gy)
1 Gy = 1 J.kg
-1

Đơn vị ngoài hệ SI là rad, 1 Gy = 100 rad.
I.3 Các tia bức xạ thường dùng trong chế biến và bảo quản thực phẩm
- Vi sóng (Microwave): đây là tia có buớc sóng dài, không có khả năng xuyên sâu,
thường dùng để gia nhiệt cho thực phẩm
- Tia X, tia γ: tia có bước sóng cực ngắn, độ xuyên sâu mạnh, thuờng dùng để diệt
khuẩn.
- Tia β : là dòng electron chuyển động trong điện trường rất lớn. Khả năng xuyên sâu
trung bình, nhưng tiêu tốn năng lượng lớn, thường dùng để sát khuẩn bề mặt.
I.4 Sự tác động của bức xạ lên vật chất mà nó đi qua
Tác động chính của bức xạ trên đường đi là gây ion hóa vật chất. Tác động này
thường phá hủy cấu trúc hiện có của vật chất. Vì vậy bức xạ thường dùng để tiêu diệt các
thành phần không mong muốn trong thực phẩm như vi sinh vật, côn trùng,…Vì chiếu xạ
không chọn lọc nên các thành phần khác như dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị cũng bị thay
đổi theo, đây là điều không mong muốn. Việc cần thiết là phải chọn loại bức xạ với liều
lượng phù hợp để có thể đạt được cả hai yêu cầu trên.
Trong thực phẩm chất trực tiếp nhận ảnh hưởng của bức xạ là nước. Nước bị ion hoá
sinh ra các gốc tự do như H. hay OH., cơ chế như sau [2]
Các gốc tự do H. hay OH. không bền tiếp tục tương tác với các chất khác để quay lại
trạng thái bền vững. Quá trình tương tác này diễn ra làm biến đổi các chất khác như:
protein, carbohydrate, lipid, enzyme, DNA, RNA… Các phản ứng chính thường là rối loạn
cấu trúc không gian, cắt mạch, ôxy hoá… Vì vậy các sản phẩm có độ khô cao như trái cây
khô, trái cây ngâm đường ít nhạy với bức xạ, cần được xử lý với liều cao hơn.
11/2005
3
Hình I.1 Cơ chế sinh ra các gốc tự do
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
II. Thiết bị xử lý thực phẩm bằng bức xạ [1] [3] [6]
Một thiết bị chiếu xạ gồm có các thành phần sau
- Nguồn bức xạ.
- Nơi chứa nguyên liệu để tiếp nhận nguồn bức xạ

- Thiết bị điều chỉnh liều lượng bức xạ, bảo vệ, ngăn ngừa việc nhiễm xạ ra ngoài.
- Thiết bị đo, nhập liệu, tháo liệu.
II.1 Nguồn bức xạ
Người ta thường phân loại thiết bị theo nguồn bức xạ, có hai loại nguồn thường sử
dụng là đồng vị phóng xạ và máy tạo bức xạ.
a. Nguồn đồng vị phóng xạ [1] [3]
Nguồn đồng vị phóng xạ là các đồng vị có khả năng phát xạ của các nguyên tố hóa
học. Trong tự nhiên tỉ lệ các đồng vị này so với đồng vị bình thường của nguyên tố là rất
thấp. Đặc trưng của đồng vị phóng xạ là chu kỳ bán rã. Chu kỳ bán rã là thời gian mà
lượng đồng vị phóng xạ giảm đi một nửa. Tương ứng với sự giảm lượng đồng vị phóng xạ
là sự giảm của liều lượng bức xạ. Đến khi liều lượng này giảm xuống dưới mức yêu cầu
của quy trình công nghệ thì phải loại bỏ, thay mới. Vì vậy đó là một trong các thông số để
lựu chọn loại đồng vị phóng xạ phù hợp. Lưu ý rằng sự bức xạ là liên tục theo thời gian,
kể cả lúc không vận hành. Vì vậy phương án tận dụng năng luợng bức xạ cần được tính
đến.
Phương trình sau mô tả sự liên hệ giữa năng lượng bức xạ theo thời gian
E = E
0
e
-λt
Với E
0
: năng lượng bức xạ ban đầu.
λ: hằng số phụ thuộc chất bức xạ.
T
2ln
=
λ
với T: chu kì bán rã.
Có hai nguồn đồng vị phóng xạ chính:

• Nguồn phóng xạ γ:
Đây là các bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 0.001 nm. Bức xạ này có độ
xuyên sâu mạnh, năng lượng điển hình lớn. Chính vì vậy nên nguồn bức xạ γ thường
dùng có năng lượng nhỏ để hạn chế sự ảnh hưởng ra ngoài (các sóng γ tác động lên hầu
hết các vật chất trên đường đi của nó gây ra những biến đổi mạnh). Đó là nguyên nhân tại
sao các nguyên tố phóng xạ tự nhiên như Uranium, Radium, Plotonium không được dùng
trong các lĩnh vực khác ngoài các nhà máy hạt nhân.
Chính vì các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có năng lượng phát xạ quá mạnh không thể
sử dụng vào mục đích dân dụng nên các đồng vị phóng xạ nhân tạo được sử dụng. Các
đồng vị phóng xạ nhân tạo này là các nguyên tố có khối lượng nguyên tử trung bình ( từ
80 đến 130), các nguyên tố này trong tự nhiên có tồn tại đồng vị phóng xạ dạng vết. Để
thu đồng vị phóng xạ, quặng của các nguyên tố này được đưa vào lò phản ứng hạt nhân.
Chính vì cường độ bức xạ γ cao trong lò đã kích thích nguyên tử các đồng vị thường biến
đổi thành đồng vị phóng xạ. Hiện tượng này gọi là bức xạ nhiễm xạ: tức là các chất bình
thường (không bức xạ) sau một thời gian bị chiếu xạ thì biến đổi, có khả năng bức xạ lại
môi trường.
Đặc điểm của các đồng vị phóng xạ γ là có chu kỳ bán rã dài (thường tính bằng năm)
nên có thể sử dụng lâu dài.
11/2005
4
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hai đồng vị phóng xạ thường dùng là
60
Co (T = 5.27 năm) và
137
Cs ( T = 30 năm).
Cường độ bức xạ của hai chất trên là Co: 2.8 triệu Bq/g và Cs:3 triệu Bq/g. ( 1 Bq bằng
một lượng tử bức xạ trong một giây). Năng lượng điển hình là Co: 1,173 MeV và Cs:
0.661 MeV.
Phóng xạ γ thường dùng khi cần chiếu xạ vào sâu bên trong vật thể. Một bức xạ γ ở

mức năng lượng bình thường có thể xuyên qua một tấm chì dày 5 cm hay một tấm nhôm
dày 2 m.
• Nguồn phóng xạ β:
Phóng xạ β là các tia electron. Phóng xạ β có thể tạo được từ nguồn đồng vị phóng xạ
β hay máy gia tốc eletcron. Ở đây chỉ đề cập đến nguồn đồng vị phóng xạ β. Phóng xạ β
không có tính xuyên sâu mạnh nên an toàn hơn phóng xạ γ.
Các nguồn phóng xạ β thường gặp là
32
P,
35
S

,
123
I…. Phương trình biến đổi chung của
đồng vị phóng xạ β
β
+→
+
YX
A
n
A
n 1
Để có được các đồng vị phóng xạ này, người ta sẽ bắn phá hạt nhân bằng luồng
electron từ máy gia tốc eletcron theo phương trình ngược lại.
XY
A
n
A

n
→+
+
β
1
Đồng vị phóng xạ β thường có chu kỳ bán rã ngắn (thường từ vài ngày đến vài tháng).
Chu kỳ bán rã của
32
P là 15 ngày, của
35
S là 87 ngày, của
123
I là 60 ngày. Chính vì chu kỳ
bán rã ngắn này nên các đồng vị phóng xạ β có thời gian sử dụng ngắn, phải thay mới
thường xuyên.
Phóng xạ β thường được sử dụng khi chỉ cần chiếu xạ bề mặt, không có khả năng
xuyên sâu nên an toàn cho nguời vận hành. Tuy nhiên độ xuyên sâu thấp làm giảm khả
năng xử lý các sản phẩm. Phóng xạ β thường được dùng để xử lý bề mặt hay sử dụng
cho các sản phẩm có hình dạng mỏng, phẳng.
Bề sâu chiếu có thể ước lượng bằng công thức
ρ
3
2
kE
d =
Với d : bề sâu chiếu
E: năng lượng ( E= hν (với bức xạ γ) = e.U (với bức xạ β))
ρ: khối lượng riêng vật liệu
k: hệ số.
Tóm lại nguồn đồng vị phóng xạ có các ưu điểm là đơn giản, không cần đến máy móc.

Tuy nhiên có nhược điểm là nguy hiểm (phóng xạ γ) và thời gian sử dụng ngắn (phóng xạ
β).
Sự giảm dần của năng lượng bức xạ theo thời gian
11/2005
5
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình II.1 Đồ thị cường độ chiếu xạ theo thời gian
Với E: năng lượng bức xạ
t:: thời gian
b. Nguồn bức xạ từ máy tạo bức xạ
• Máy gia tốc electron (electron accelerator)
Máy gia tốc là các máy tạo ra một điện trường cực lớn. Máy thường có cấu tạo gồm
hai bản cực. Cực âm là kim loại có khối lượng phân tử trung bình, có ái lực với electron
thấp. Dưới tác dụng của điện thế rất cao giữa hai bản cực (10 – 100 KV), các electron này
bật khỏi tấm kim loại và bay về phía bản cực dương. Trên đường đi của electron, người ta
đặt các nam châm điện để định hướng lại quỹ đạo của electron bằng từ trường. Việc định
hướng này làm các electron không đập vào bản cực dương mà bay vào các ống định
hướng tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube). Đầu ra của các ống CRT này là sản phẩm
mà ta muốn chiếu xạ.
• Máy tạo tia Roentgen (Máy gia tốc electron bức xạ hãm)
Máy tạo tia Roentgen (tia X) có cấu tạo gần giống máy gia tốc electron. Tuy nhiên cực
dương của máy không phải là các ống CRT mà là tế bào quang điện. Tế bào quang điện
là các mảnh kim loại có số khối lớn (gọi là bia biến đổi) như Pb, W, Ta, Au,…Luồng
electron tốc độ cao mang năng lượng lớn sẽ bắn phá tế bào quang điện làm tế bào quang
điện phát ra các sóng điện từ có bước sóng cực ngắn. Đó là tia Roetgen (hay tia X), các
tia này có bước sóng từ 0.01 nm đến 1000 nm, tia Roentgen còn được gọi là bức xạ hãm.
Tia Roentgen có độ xuyên sâu mạnh (chỉ thua tia γ). Máy tạo tia Roentgen có hiệu suất
tạo bức xạ hãm thấp, chẳng hạn chì (Pb) có hiệu suất tạo bức xạ hãm là 8 %. Phần lớn
năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt lượng. Vì vậy mảnh kim loại rất nóng, phải dùng
nước để tản nhiệt.

11/2005
6
T
1/2
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Bức xạ hãm này có tính xuyên sâu mạnh có thể dùng cho các sản phẩm cần xử lý
bằng tia γ. Nó có ưu điểm hơn đồng vị phóng xạ γ ở các mặt sau (lưu ý là ta không có
máy để tạo phóng xạ γ).
- Có định hướng, khoảng 60% lượng bức xạ hãm này đến được vật cần chiếu xạ,
trong khi bức xạ của đồng vị phóng xạ γ phát đều theo mọi hướng nên tỉ lượng bức xạ có
ích rất thấp, nguồn
137
Cs có hiệu suất 20 %.
- Liều ổn định và đồng đều (các đồng vị phóng xạ có liều bức xạ giảm dần theo thời
gian).
• Đèn tử ngoại: đèn tử ngoại có cấu tạo giống đèn huỳnh quang dân dụng nhưng
không có lớp huỳnh quang. Khí trơ sử dụng trong đèn thường là Xe, Kr. Ngoài ra đèn
thường có lớp kính lọc để lọc bớt các tia bức xạ khác và làm giảm cường độ chiếu xạ.
Đèn tử ngoại đơn giản, dễ sử dụng, an toàn nên được sử dụng rộng rãi hơn so với các
loại máy tạo bức xạ khác. Đèn tử ngoại nếu có cùng công suất với các nguồn bức xạ khác
thì khả năng diệt khuẩn thấp. Vì vậy đèn tử ngoại thường được dùng với công suất cao để
kết hợp hai mục đích diệt khuẩn và gia nhiệt. Ưu điểm của phương pháp gia nhiệt bằng tử
ngoại là khả năng làm giảm lượng chất hữu cơ bay hơi do nhiệt. Người ta ước tính gia
nhiệt bằng tia tử ngoại có thể làm giảm lượng chất hữu cơ bay hơi khoảng 100 lần.
• Lò vi sóng: đây là các thiết bị gia nhiệt sử dụng vi sóng (microwave). Lò vi sóng
hoạt động trên nguyên tắc truyền dao động điện từ thành dao động vật chất của sản
phẩm. Lò vi sóng không có tác dụng diệt khuẩn nhưng cũng có khả năng tiêu diệt một số
vi sinh vật có cấu tạo tế bào đơn giản, dễ vỡ. Ưu điểm của lò vi sóng là hạn chế lượng
chất dinh dưỡng mất mát so với các phương pháp gia nhiệt khác.
• Một mô hình đang được nghiên cứu ứng dụng là mạch bức xạ. Mạch bức xạ là các

ống dẫn bức xạ từ lò phản ứng hạt nhân đến các cơ sở xử lý xung quanh. Các ống dẫn
này có chứa hợp kim của kim loại nóng chảy như In – Ga, hay In – Mn. Mạnh bức xạ tận
dụng phần năng lượng dư thừa của nhà máy điện hạt nhân. Công suất của mạch bức xạ
tương đối lớn (khoảng 5 % công suất của nhà máy điện hạt nhân đó) nên cần một năng
suất nhập liệu rất lớn. (Một mạch bức xạ có thể xử lý với năng suất khoảng 100 lần so với
một máy bức xạ bình thường). Ngoài ra những khó khăn trong khâu bảo đảm an toàn bức
xạ, việc phải sử dụng kim loại nóng chảy đã cản trở việc đưa mô hình này vào thực tế.
Hiện nay trên thế giới có một mô hình thử nghiệm đặt tại Lithunia có công suất 300 kW.
Hy vọng trong thời gian tới các nhà khoa học có thể tìm ra các chất dẫn truyền hiệu quả,
khả thi, cùng với việc thiết kế một quy trình đạt mức an toàn cao nhất.
Hình II.2 Mô hình máy gia tốc electron [6]
1: cực âm, 2: cực dương, 3: nam châm
điện, 4: ống cathode (CRT)
Nhìn chung các máy tạo bức xạ có
các ưu điểm là công suất lớn, liều chiếu
lớn, hiệu suất cao và có định hướng. Tuy
cần tiêu tốn năng lượng khi vận hành
nhưng ta có thể kiểm soát được liều
lượng, cường độ và hướng chiếu xạ.
So sánh hiệu suất sử dụng năng
lượng nguồn bức xạ
Nguồn bức xạ Hiệu suất
Máy gia tốc electron
Nguồn bức xạ hãm
66
50
11/2005
7
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Nguồn

60
Co
Nguồn
137
Cs
25
20
II.2 Thiết bị điều chỉnh năng lượng bức xạ
Thông thường nguồn bức xạ thường phát ra bức xạ vượt mức yêu cầu của quy trình,
công nghệ, nên ta phải điều chỉnh năng lượng bức xạ. Đối với các máy bức xạ thì việc
điều chỉnh dễ dàng thông qua bộ phận điều khiển trên máy. Còn đối với các đồng vị phóng
xạ thì chúng ta phải sử dụng các chất hấp thụ bớt một phần năng lượng. các chất thường
dùng là các kim loại nặng, nước, nước nặng (D
2
O). Thường dùng nhất là chì và nước.
Một điều lưu ý quan trọng là vật liệu để chế tạo thiết bị chiếu xạ để bức xạ không bị lọt
ra ngoài gây nguy hiểm cho người vận hành, đặc biệt là bức xạ dạng tia γ hay tia X do đặc
tính xuyên sâu mạnh của nó. Với hai nguồn phóng xạ này thì vật liệu thích hợp là bê tông.
Bề dày bình trung bình của bức tường này là từ 6 – 7 foot (khoảng 2 m).
Ngoài ra với đồng vị phóng xạ cần có biện pháp bảo quản khi không vận hành.
Thường các đồng vị phóng xạ tia γ được đặt dưới bể nước sâu để làm giảm mức nguy
hiểm.
Hình II.1 Mô hình một thiết bị sử dụng đồng vị phóng xạ (1) [3]
11/2005
8
1, Nơi chứa đồng vị phóng xạ. 2, thiết bị điều khiển. 3, băng chuyền nhập

liệu. 4, băng chuyền tháo sản sản phẩm. 5, nơi chứa nguyên liệu thô. 6, nơi
chứa sản phẩm sau chiếu xạ, 7, tường bảo vệ bằng bê tông.
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt

Hình II.2 Mô hình thiết bị xử lý bằng bức xạ [6]
Hình II.3 Mô hình một thiết bị sử dụng đồng vị phóng xạ (2) [6]
11/2005
9
1, Nơi chứa đồng vị phóng xạ. 2, thiết bị điều khiển. 3, băng chuyền nhập

liệu. 4, băng chuyền tháo sản sản phẩm. 5, nơi chứa nguyên liệu thô. 6, nơi
chứa sản phẩm sau chiếu xạ, 7, tường bảo vệ bằng bê tông.
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình II.4 Mô hình một thiết bị sử dụng máy gia tốc electron (2) [6]
III. Các quy trình xử lý bằng bức xạ trong công nghệ chế biến thực phẩm (rau
quả) [1]
Mục đích của xử lý bằng bức xạ đối với thực phẩm chủ yếu để làm ngưng sự hoạt
động sinh học của rau, củ, quả; cải thiện chất lượng, chống sâu bọ, khử trùng và tiệt trùng
(tiêu diệt vi sinh vật), tăng thời gian bảo quản.
Theo liều lượng người ta chia việc xử lý làm 3 loại
- Liều thấp (duới 1 kGy): sử dụng để hạn chế sự phát triển của rau, củ, làm chậm sự
chín của trái và tiêu diệt côn trùng, ký sinh trùng như giun sán.
- Liều trung bình (từ 1 – 10 kGy): sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản của thực
phẩm, giảm sự lây nhiễm của vi sinh vật (vi sinh vật vẫn còn tồn tại), cải thiện một số tính
chất công nghệ.
- Liều cao (từ 10 – 60 kGy): sử dụng để để tiệt trùng, tiêu diệt hầu hết vi sinh vật
(bao gồm cả viruses), xử lý đồ hộp.
Ngoài ra còn một cách phân biệt một số quá trình với các thuật ngữ sau (thuật ngữ này
không có thuật ngữ tiếng Việt tương đương)
- Radurization: xử lý liều từ 2 – 6 kGy, trong đó hàm lượng vi khuẩn giảm một cách
đáng kể, nhưng không bị diệt hoàn toàn. Quá trình này tăng thời gian bảo quản lên từ 3 -5
lần ở nhiệt độ từ 0 – 5
0
C.

- Radicadation: xử lý với liều tương tự như Radurization nhưng chỉ nhằm tiêu diệt
một số vi sinh vật gây bệnh chủ yếu.
11/2005
10
Thiết bị dùng máy gia
tốc electron
Băng chuyền
Tia bức xạ
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
- Radappertization: xử lý liều từ 30 – 50 kGy dùng để tiêu diệt hầu như hoàn toàn hệ
vi sinh vật trong thực phẩm, nhằm mục đích bảo quản lâu dài. Phương pháp này sử dụng
chủ yếu với thịt và các sản phẩm từ thịt, ít dùng cho bảo quản rau quả.
Ứng dụng bức xạ trong môt số sản phẩm, quy trình [5]
Quy trình
Liều chiếu
(kGy)
Thực phẩm Quốc gia sử dụng
Tiệt trùng
Tiệt trùng
thực phẩm
đóng gói
Tiệu diệt vi
sinh vật gây
bệnh chủ yếu
Kéo dài thời
gian bảo quản
từ 5 ngày lên 1
tháng với sản
phẩm lạnh
Tiêu diệt

côn trùng
Ngăn ngừa
nảy mầm
7–10
Trên 50
10–25
2.5–10
2–5
0.1–6
0.1–0.2
Thảo mộc, gia vị
Thịt (bảo quản
thời gian dài)
Rượu (đóng
chai)
Gia vị, thịt đông
lạnh, tôm đông
lạnh
Trái cây tươi
(4
0
C )
Trái cây, lúa, bột
mì, hạt coca, thực
phẩm khô
Cà chua, tỏi,
hành tây
Bỉ, Canada, Croatia, CH Séc, Đan
Mạch, Phần Lan, Israel, Hàn Quốc,
Mexico, Nam Phi, USA, Việt Nam.

Hungary
Bỉ, Canada, Croatia, CH Séc, Đan
Mạch, Phần Lan, Pháp, Iran, Hà
Lan, Nam Phi, Thái Lan, Việt Nam
Trung Quốc, Pháp, Hà Lan, Nam
Phi, USA
Argentina, Brazil, Chile, Trung
Quốc.
Algeria, Bangladesh, Trung Quốc,
Cuba
Một số quá trình ứng xử lý thực phẩm ứng dụng chiếu xạ và thời điểm bắt đầu (tại Hoa
Kỳ) [5]
Thời điễm Sản phẩm Liều chiếu ( kGy) Ứng dụng
1963 Lúa mì, bột
mì
0.2 - 0.5 Loại bỏ côn trùng
1964 Cà chua 0.05 - 0.15 Ức chế chín
1983 Gia vị và rau
quả khô
1 Loại bỏ côn trùng và khử độc
1986 Trái cây 1 Giảm hô hấp, ức chế chín và diệt
côn trùng
1986 Rau tươi 1 Diệt côn trùng
1986 Thảo mộc,
rau, gia vị.
Tối đa 30 Tiêu diệt vi sinh vật
11/2005
11
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
1997 Thực phẩm

đóng hộp
Tối thiểu 44 Tiệt trùng
III.1 Tác động của tia bức xạ lên thực phẩm và ứng dụng trong bảo quản rau quả [3]
a) Tiêu diệt vi sinh vật [3]
Tia bức xạ, đặc biệt là tia Roentgen và tia γ có khả năng xuyên sâu mạnh. Bức xạ khi
tương tác với vật chất thì gây ion hoá. Lợi dụng tính chất này, người ta xử dụng phương
pháp chiếu xạ để biến đổi chất hữu cơ trong tế bào gây ức chế hoặc tiêu diệt quá trình
sống. Đặc biệt đối với cơ thể đơn bào như vi sinh vật có thể bị bất hoạt hoặc chết ngay
lập tức do sự thay đổi cấu trúc màng tế bào và tác động trực tiếp lên hệ enzyme. Tuy
nhiên tác động quan trọng nhất của chiếu xạ là thay đổi cấu trúc DNA và RNA, ảnh hưởng
lên quá trình tăng trưởng và phát triển của vi sinh vật. Sự tác động này bắt đầu có hiệu
quả sau khi chiếu xạ một thời gian ngắn, khi tế bào không thể tổng hợp enzyme và phân
chia. Tốc độ tiêu diệt tế bào phụ thuộc vào loại bức xạ, khả năng tác động và số lượng tế
bào được chiếu xạ. Sự nhạy cảm với chiếu xạ của vi sinh vật được đánh giá bằng chỉ số
D
10
(liều lượng chiếu xạ cần để giảm lượng vi sinh xuống còn 10%). Số lượng vi sinh giảm
theo hàm log khi tăng lượng phát xạ, ngoại trừ những vi sinh vật có khả năng tái tạo lại
DNA sau khi bị chiếu xạ ( Hình III.1).
Ở đây, tế bào vi sinh vật càng nhỏ thì lượng phát xạ phải càng lớn do chúng hấp thu ít
năng lượng hơn các tế bào vi sinh vật lớn. Trong đó virus có khả năng chịu đựng rất tốt và
hầu như không bị tiêu diệt bởi lượng chiếu xạ thường dùng trong sản xuất. Dạng vi sinh
vật có bào tử (như Clostridium botulinum, Bacillus cereus ) và những loại vi sinh vật tái tạo
lại DNA (như Deinococcus radiodurans ) có khả năng chống xạ tốt hơn những loại khác.
Để tiêu diệt vi sinh vật trong rau quả ta cần sử dụng tia Roentgen hay tia γ có độ xuyên
sâu cao, nhất là các sản phẩm có kích thước to. Các loại quả nhỏ hay rau có thể dùng tia
β hay đèn tử ngoại là đủ hiệu quả.
Nhìn chung tiệt trùng bằng chiếu xạ trong bảo quản thực phẩm thì tuỳ thuộc vào
từng loại sản phẩm và loại vi sinh vật có trong đó.
Đồ thị thể hiện hàm lượng vi sinh vật khi xử lý với các liều lượng khác nhau

11/2005
12
Hình III.1 Tỉ lệ vi sinh vật còn sống sót sau khi xử lý bức xạ trên rau quả
A: Pseudomonas sp - B: Salmonella sp - C: Bacillus cereus - D: Deinococcus
radiodurans – E: một số virus thông dụng.
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Kỹ thuật tiệt trùng này có thể được sử dụng được cho nhiều loại thực phẩm nhưng
liều lượng tối đa cho phép dưới 10 kGy. Với liều chiếu 48 kGy ta có thể giảm Cl.botulinum
xuống còn 12% nhưng với lượng cao như vậy thì sản phẩm rất dễ hư hỏng, đặc biệt là
các sản phẩm rau quả. Nhìn chung trong xử lý rau quả liều lượng chiếu xạ phải dưới 20
kGy, thường dao động quanh 10 kGy, hàm lượng chiếu xạ cao hơn thích hợp với sản
phẩm thịt, tôm, cá. Ngoài ra xử lý bức xạ luôn đi kèm với làm lạnh để giảm tác dụng phụ.
Trong thương mại nếu sản phẩm chứa hàm lượng cao các chất nhạy cảm với nhiệt, các
chất dễ bay hơi thì liều chiếu và thời gian chiếu phải được tính toán nhằm bảo đảm chất
lượng cho sản phẩm. Với các sản phẩm trái cây có ít chất bay hơi thì nếu chiếu xạ liều
lượng 8 - 10 kGy, ta có thể giảm được đáng kể lượng vi sinh vật nhưng không làm giảm
lượng tinh dầu, thành phần chính trong các chất dễ bay hơi. Phương pháp này có ưu thế
rất lớn trong việc thay thế chất bảo quản hoá học. Trong điều kiện hiện nay khi các chất
bảo quản hóa học ngày càng bị hạn chế do độc tính được khám phá thì chiếu xạ có thể
xem là phương pháp thay thế tối ưu.
Tùy vào từng loại vi sinh vật và sản phẩm đem chiếu xạ mà ta sử dụng những liều
lượng và nhiệt độ khác nhau. Để có các thông số này chúng ta có thể thí nghiệm hay tìm
từ các nhà sản xuất.
Với bức xạ liều lượng thấp ta có thể tiêu diệt được nấm men, nấm mốc, các loại vi
khuẩn không bào tử. Phương pháp này thường được sử dụng để tăng thời gian sử dụng
sản phẩm do ngăn chặn tế bào phát triển. Có một điểm đáng chú ý là vi khuẩn sau khi sử
lý chiếu xạ rất nhạy với nhiệt. Ví dụ như để tiêu diệt Salmonella spp ta có thể dùng 2.5
kGy nhưng hiệu quả sẽ tăng gấp đôi nếu để ở 5
0
C. Vì vậy, khi ta kết hợp hai phương

pháp chiếu xạ và sử lý nhiệt thì hiệu quả tăng lên rõ rệt.
Một số vi khuẩn gây độc có khả năng chống xạ kém như Samonella typhimurium có
thể bị tiêu diệt với hàm lượng 3 - 5 kGy. Vấn đề gặp phải là tuy chúng ta tiêu diệt vi khuẩn
gây độc, nhưng nếu xử lý sau khi chúng đã xâm nhập vào sản phẩm thì những chất độc
do chúng tiết ra vẫn còn trong sản phẩm và gây ảnh hưởng đến người tiêu dùng.
b) Điều khiển và ức chế quá trình chín [3]
Một số dạng trái cây, rau quả như dâu tây, cà chua có thể được chiếu xạ để kéo dài
thời gian sử dụng lên 2-3 lần khi giữ ở 10
0
C. Nếu ta kết hợp chiếu xạ trong thiết bị hút
chân không thì hiệu quả tăng cao, có thể giảm liều lượng mà vẫn đem lại kết quả tương
tự. Tuy nhiên những sản phẩm này cần phải để đến giai đoạn gần chín trước khi chiếu xạ
để ức chế quá trình chín một cách hiệu quả nhất. Lúc này các hoormon và enzyme kích
thích sự chín đang được tạo ra. Quá trình chín là một chuỗi các phản ứng sinh hóa mà
mỗi hormon và enzyme được tạo ra là kết quả cảm ứng của một hormon hay enzyme
được tạo ra trước đó (giống như phản ứng dây chuyền). Vì vậy nếu ức chế quá trình này
ngay từ đầu (ức chế chất khơi mào) thì có thể dập tắt được dây chuyền này. Một điểm
cần lưu ý là emzymic spoilage (một trong các enzyme tham gia vào quá trình chín) của
sản phẩm không hoàn toàn bị ức chế bởi chiếu xạ, cho nên cần phải bất hoạt enzyme này
bằng phương pháp khác như xử lý nhiệt hay phân hủy bằng hóa chất.
c) Diệt sâu bọ, ký sinh trùng [3]
Các loại trái cây nhiệt đới thường bị nhiễm các loại sâu bọ, ấu trùng sâu bọ, giun sán
làm giảm chất lượng xuất khẩu. So với các vi sinh vật thì các động vật có cơ thể đa bào
như côn trùng và các ký sinh trùng dễ tiêu diệt hơn nhiều. Với lượng rất thấp khoảng 1
kGy là đủ để tiêu diệt các loại côn trùng này. Ưu thế của phương pháp này là có thể thay
thế một số chất bảo quản hoá học đã bị cấm như ethylene dibromide do dư lượng còn lại
trong sản phẩm hay chất methyl bromide do ảnh hưởng xấu đến tầng ozone. Loại bức xạ
thường dùng là tia β hay đèn tử ngoại vì hầu hết côn trùng đều tập trung trên bề mặt rau
quả.
11/2005

13
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
d) Ức chế sự nảy mầm [3]
Một số sản phẩm có nguồn gốc là hột như lúa, hay là cơ quan sinh sản như củ khoai
tây, củ hành có thể nảy mầm nếu gặp điều kiện thích hợp. Chiếu xạ có thể làm giảm hẳn
khả năng nảy mầm ở các loại sản phẩm này. Người Nhật đã sử dung một lượng khoảng
150Gy để ức chế quá trình nảy mầm của củ khoai tây. Một lượng tương tự cũng được
dùng để kìm hãm sự tạo chồI ở củ tỏi, củ hành.
III.2 Quy trình chiếu xạ trong bảo quản rau quả [3]
11/2005
14
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
- Sơ chế: bao gồm các quá trình rửa, cắt gọt. Mục đích của quá trình sơ chế là để
rửa sạch các chất bẩn còn bám trên bề mặt rau quả, tạo hình cho sản phẩm
- Đóng kiện: rau quả sau khi sơ chế được đóng kiện để thuận tiện cho việc nhập
liệu, tháo liệu, xếp đặt trong buồng xử lý. Vật liệu chế tạo kiện tốt nhất là các kim loại nhẹ
và bền như nhôm, các hợp kim nhôm, thép không rỉ. Ưu điểm của kiện làm bằng kim loại
có thể sử dụng lâu dài. Nếu không có điều kiện thì có thể thay thế bằng giấy hay nhựa.
Tuy nhiên sau một thời gian chiếu xạ phải thay thế mới. Nếu quy trình xử lý cho một hay
một vài loại rau quả gần giống nhau thì có thể tạo hình cho kiện khớp với hình dáng của
loại rau quả đó. Điều này giúp cho việc sắp xếp đơn giản, tránh cho các quả bị giập, nát.
- Xử lý: có hai cách xử lý (chọn một trong hai)
+ Chỉ xử lý chiếu xạ: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm lượng nước
thấp, ít hợp chất bay hơi như màu mùi, hàm lượng Vitamin không đáng kể. Cách xử lý
này đơn giản và chi phí thấp. Các loại rau quả thích hợp là: ngũ cốc, các loại quả có hàm
lượng tinh bột cao như khoai tây, chuối.
+ Xử lý chiếu xạ kết hợp làm lạnh: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm
lượng nước, Vitamin cao, có chứa nhiều hợp chất bay hơi như màu và mùi. Xử lý chiếu
11/2005
Sản phẩm

rau quả tươi
Sơ chế
Đóng kiện
Xử lý
chiếu xạ
Xử lý
chiếu xạ
kết hợp
làm lạnh
Sản phẩm
sau xử lý
Bảo quản
15
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
xạ kết hợp làm lạnh giúp làm giảm sự thất thoát màu, mùi và Vitamin, giảm liều chiếu so
với xử lý bức xạ thường. Cách này có ba dạng tiến hành.
Làm lạnh trước sau đó chiếu xạ: Cách tiến hành này ứng dụng trong việc hạn chế
các hoạt động sinh lý của rau quả như hô hấp, chín, nảy mầm. Tuy nhiên không tiêu diệt
được vi sinh vật vì chúng tồn tại dưới dạng bào tử, có khả năng chống tia bức xạ mạnh.
Chiếu xạ và làm lạnh cùng lúc: Buồng xử lý chiếu xạ cũng là buồng lạnh. Phương
pháp này cho hiệu quả xử lý cao, giảm lượng vi sinh vật cũng như đảm bảo chất lượng
dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm. Tuy nhiên chi phí đầu tư sẽ cao.
Chiếu xạ kết hợp làm lạnh đột ngột: Trong băng chuyền nhập liệu, trước khi đến
nguồn bức xạ, sản phẩm sẽ đi qua bộ phận phun hơi lạnh dạng tuyết hay hơi Nitơ lỏng.
Phương pháp này tiêu diệt vi sinh vật rất hiệu quả vì kết hợp được chiếu xạ và sốc nhiệt.
Nhưng tế bào rau quả cũng bị phá vỡ theo, đặc biệt là các loại rau quả có hàm lượng
nước cao, làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên phương pháp này thích hợp với xử lý
ngũ cốc, táo…
Thông số quan trọng của quá trình xử lý là liều chiếu. Cho đến nay vẫn chưa có
một nghiên cứu nào tổng quát cho tất cả các loại rau quả. Các thông số trình bày ở trên

chỉ là thông số do các nhà sản xuất cung cấp. Chúng được thiết lập từ thực nghiệm và
ứng với một số các sản phẩm cụ thể. Mặt khác ứng với một loại sản phẩm thì thông số do
các nhà sản xuất khác nhau thì cũng không giống nhau. Điều này cho thấy vấn đề này còn
phải nghiên cứu sâu hơn nữa. Tóm lại ta có thể rút ra các nguyên tắc sau
- Để tiêu diệt vi sinh vật thì cần xử lý chiếu xạ liều cao (trên 10kGy) hay với liều thấp
hơn với phương pháp chiếu xạ kết hợp làm lạnh. Một số chủng vi sinh vật cần liều chiếu
xạ rất cao, lên đến 50kGy (nếu không làm lạnh).
- Các sản phẩm chứa nhiều hợp chất bay hơi (màu và mùi), Vitamin, nước thì phải
hạ thấp liều chiếu xạ, nếu muốn chiếu xạ liều cao thì phải làm lạnh hay chấp nhận giảm
chất lượng ở mức cho phép.
- Nếu mục đích chiếu xạ là làm giảm các hoạt động sinh lý của thực vật như hô hấp,
chín, nảy mầm thì liều chiếu xạ thấp, dưới 2000 Gy.
+ Sau đây là kết quả thí nghiệm so sánh các phương thức bảo quản trên dâu tây. Dâu
tây sau khi xử lý được bảo quản ở
nhiệt độ 3
0
C. Kết quả thu được
sau 25 ngày như sau
Hình III.2 Thí nghiệm so sánh các
phương pháp xử lý [6]
Dâu tây không xử lý và xử lý
bằng phương pháp nhiệt đều bị
thối rữa. Trong khi dâu tây xử lý
bằng chiếu xạ 1kGy, 1.5 kGy và
kết hợp chiếu xạ - xử lý nhiệt đều
còn nguyên vẹn. Điều này cho
thấy thực phẩm xử lý bằng chiếu
xạ có thời gian bảo quản lâu nhất.
11/2005
16

Dâu tây sau 25 ngày bảo quản lạnh ở 3
o
C
Không xử lý Chiếu xạ
1kGy
Chiếu xạ 1.5
kGy
Xử lý nhiệt 10 phút
Xử lý nhiệt 10 phút và
chiếu xạ 1.5 kGy
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Tóm lại việc lựa chọn thông số và quy trình xử lý thích hợp phụ thuộc vào sản phẩm,
chất lượng mong muốn và vốn đầu tư. Chi phí đầu thư cho một nhà máy dạng này không
phải thấp nhưng chi phí vận hành ít và hiệu quả mang lại rất cao.
IV. Chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ [3]
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. Ở đây xin trình bày về hai biến đổi chính là biến đổi
về dinh dưỡng và biến đổi về bao bì.
a. 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 di sulfur hay bị phân
cách thành các peptid ngắn. Các acid béo trong lipid có thể bị cắt mạch hay bị ôxy 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 poly - saccharides ngắn hay bị ôxy 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, vitamin K, Vitamin 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, vitamin 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).
Bảng sau cho ta về ảnh hưởng của chiếu xạ lên hàm lượng Vitamin ở một số thực
phẩm
Thực
phẩm
Liều chiếu
(kGy)
Phần trăm hao hụt

Thiamin
(B
1
)
Riboflavin
(B
2
)
Nicotinic
acid
Pyridoxi
ne (B
6
)
Pantothe
nic acid
Vitamin
B
12
Thịt bò
Thịt lợn
Cá
Lúa mì
Bột mì
4.7-7.1
4.5
1.5
2.0
0.3-0.5
60

15
22
12
0
4
22
0
13
0
14
22
0
9
11
10
2
+15
-
0
-
-
+78
-
-
-
-
10
-
-
+: hàm lượng tăng thêm.

Bảng sau cho ta so sánh về 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.
11/2005
17
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
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.
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.
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 từ, 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. Vì vậy người tiêu dùng khó nhận ra sản phẩm nào được xử lý bằng chiếu xạ và
sản phẩm nào không. Vì vậy trên bao bì phải có cảnh báo cho người tiêu dùng về sản
phẩm mình muốn mua.
b. Biến đổi về bao bì [3]
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
11/2005
18
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Bảng trên cho thấy nếu bao bì bằng P.E hay P.S thì chúng ta không phải lo lắng đến
sự biến tính của bao bì. Trong những năm gần đây có một hiện tượng đáng quan tâm là
các nhà sản xuất bao bì đã sản xuất ra các bao bì không đạt chất lượng. Giá phôi P.E
hiện nay trên thị trường là 1200 USD/tấn còn P.V.C là 400 USD/tấn. Vì vậy một số nhà

sản xuất bao bì đã trộn phôi P.V.C vào phôi P.E để giảm chi phí sản xuất. Việt Nam và
Trung Quốc quy định bao bì P.E phải chứa ít nhất 85% phôi P.E. Tuy nhiên vào 9/2005,
sau khi kiểm tra một số bao bì lưu hành trên thị trường, do cục quản lý thị trường Trung
Quốc thông báo chỉ có 20% bao bì đạt chất lượng, hầu hết các loại chỉ đạt mức 50 – 60%
P.E, cá biệt có loại bao bì chỉ đạt 20% P.E. Vì vậy nhà sản xuất thực phẩm cần phải quan
tâm đến vấn đề này vì khi có sự cố xảy ra thì họ là người chịu trách nhiệm chính.
c. Để kiểm tra đánh giá sự biến đổi chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ có thể dùng
một trong các phương pháp sau [3]
- 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 (UPLC).
- 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
DNA ngắn hay các mảnh DNA 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 DNA ta có thể ước lượng được số vi sinh vật đã bị tiêu diệt.
V. An toàn bức xạ [2]
Một vấn đề đáng quan tâm của sản phẩm xử lý bằng bức xạ là sự an toàn đối với
người sử dụng sản phẩm. Có hai ảnh hưởng chính đến sản phẩm sau chiếu xạ có tác
động đến sức khoẻ người tiêu dùng đó là:
- Sản phẩm sau chiếu xạ có khả năng trở thành nguồn bức xạ.
- Chất độc sinh ra sau chiếu xạ.
Với nguyên nhân thứ nhất, các nghiên cứu đã khẳng định khả năng bức xạ trở lại của

các sản phẩm có nguồn gốc sinh học như thực phẩm là rất thấp. Lý do là trong thực phẩm
các nguyên tố chủ yếu là C, O, H, N đều là những nguyên tố có đồng vị thường bền vững,
hầu như không thể biến đổi thành đồng vị phóng xạ trong điều kiện liều chiếu bình
thường. Mặt khác, với công nghệ hiện đại, các máy dò phóng xạ có độ nhạy rất cao, việc
phát hiện và loại bỏ sản phẩm có nguy cơ bức xạ trở lại là việc dễ dàng.
Đối với các chất độc sinh ra do chiếu xạ, hiện nay chưa có những nghiên cứu chính
thức. Nếu sự biến đổi do các phương pháp xử lý khác như nhiệt, hóa chất,… có thể dự
đoán hay biết trước được, thì sự biến đổi của thực phẩm sau chiếu xạ là những biến đổi
ngẫu nhiên, không có tính định hướng. Hầu hết việc xác định độc tính phải qua lấy mẫu và
phân tích. Tuy nhiên đến nay vẫn chưa có trường hợp độc tính nào gây hậu quả nghiên
trọng được ghi nhận. Vấn đề này còn nằm trong sự tranh cãi giữa các nhà khoa học, giữa
nhà khoa học và nhà sản xuất (giống vấn đề như thực phẩm biến đổi gen).
Tuy nhiên để bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng tổ chức Vì sự an toàn của thực phẩm
chiếu xạ JECFI (Joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee on the Wholesomeness of
11/2005
19
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Irradiated Food) được thành lập dưới sự liên kết của 3 tổ chức của liên hiệp quốc (Tổ
chức lương nông thế giới FAO, Cơ quan năng lượng Nguyên tử quốc tế IAEA và Tổ chức
Sức khoẻ thế giới WHO) vào năm 1986. Đây là cơ quan chuyên đánh giá mức độ an toàn
của các thực phẩm chiếu xạ. Các thực phẩm được lưu hành có qua xử lý chiếu xạ phải
được sự kiểm tra và chứng nhận của cơ quan này. Cơ quan này cũng yêu cầu các nhà
sản xuất phải dán nhãn cảnh báo người tiêu dùng về sản phẩm có chiếu xạ. Nhãn thường
được gắn là “Treated by irradiation, do not irradiate again”, tạm dịch đây là sản phẩm đã
qua xử lý chiếu xạ và không bức xạ trở lại.
Đây là logo của thực phẩm được xử lý bằng bức xạ [6]

Ngoài vấn đề an toàn cho người tiêu dùng thì vấn đề an toàn cho người vận hành
cũng đáng lưu tâm đến. Hấu hết các thiết bị sử dụng bức xạ đều có những dụng cụ đo để
kiểm soát liều lượng bức xạ, bên cạnh đó những người vận hành cần được trang bị các

dụng cụ đo bức xạ cá nhân. Cuối cùng điều quan trọng nhất là khâu thiết kế, việc lựa chọn
loại vật liệu và độ dày vật liệu để chế tạo gia công phải được lựa chọn và tính toán một
cách hợp lý nhằm đạt mục tiêu chi phí thấp nhất nhưng vẫn đảm bảo độ an toàn cho
phép.
VI. Tổng kết đánh giá về phương pháp xử lý bằng bức xạ
VI.1 Ưu nhược điểm của phương pháp xử lý bằng bức xạ
Phương pháp xử lý bằng bức xạ có các ưu điểm sau
• Không sử dụng nhiệt, bảo đảm cho chất lượng thực phẩm được giữ nguyên.
• Có thể xử lý cả thực phẩm tươi lẫn thực phẩm trong bao bì.
• Không sử dụng hóa chất bảo quản, nên không gây ra độc tố cho người tiêu dùng.
• Chi phí năng lượng nhỏ.
• Hàm lượng dinh dưỡng bị biến đổi rất ít sau xử lý.
• Thiết bị đơn giản, dễ điều khiển.
Tuy nhiên phương pháp trên vẫn có nhược điểm
• Chỉ có tác dụng diệt khuẩn, không tác động lên các chất độc có sẵn như kim loại
nặng, kháng sinh, chất độc do các vi sinh vật tiết ra trước khi xử lý.
• Quá trình chiếu xạ có nguy cơ sinh ra chất độc mới, nhưng sự biến đổi này là bất
định hướng và ngẫu nhiên nên gây khó khăn cho các nhà phân tích thực phẩm trong quá
trình kiểm định và đánh giá sản phẩm.
• Xử lý bằng chiếu xạ làm phát sinh những giống vi sinh vật chống được bức xạ do
quá trình tiến hóa (giống như giống vi sinh vật kháng kháng sinh).
• Tâm lý e ngại của người tiêu dùng về các sản phẩm có liên quan đến chiếu xạ.
11/2005
20
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
2. So sánh xử lý bằng bức xạ so với các phương pháp khác
So sánh về chất lượng sản phẩm đã trình bày ở trên ở đây chỉ so sánh về chi phí vận
hành giữa các quá trình xử lý. Xử lý bằng bức xạ có chi phí thấp, sau đây là số liệu cụ thể
Quy trình Năng lượng (kJ/kg)
Làm lạnh (bảo quản vài ngày)

Lạnh đông (bảo quản 3 – 5 tuần
Đóng hộp
Chiếu xạ và trữ lạnh (bảo quản vài tuần)
17 760
46 600
20 180
17 860
Chúng ta có thể tham khảo chi phí xử lý thực phẩm đóng hộp trung bình tại Hoa kỳ.
Với xử lý nhiệt thông thường là 3,7 cent/kg.ngày còn xử lý bằng bức xạ là 0,4
cent/kg.ngày.
VII. Phụ lục
Một số hình ảnh về nhà máy T6 xử lý nông sản bằng bức xạ ở Mississipy – Hoa
kỳ
Hình ảnh bên ngoài nhà máy
11/2005
21
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Phòng điều khiển Băng chuyền
Thông tin về ứng dụng xử lý bức xạ trên thế giới
Hiện nay đã có 41 quốc gia cho phép sản phẩm được xử lý bằng bức xạ với vơn 60
chủng loại sản phẩm, các quốc gia tiêu biểu là: Hoa Kỳ, Anh, Hà Lan , Pháp. Tuy nhiên có
một số nước tiên tiến lại cấm phương pháp này như Đức, Nga, Thụy Điển, Na Uy. Các
sản phẩm xử lý chiếu xạ cũng không được nhập vào các nước này. Lý do có thể lo ngại
sự không an toàn hay vì bảo hộ sản phẩm trong nước. Ở Anh, luật về vấn đề xử lý bức xạ
được đưa ra vào năm 1997 quy định liều chiếu tối đa cho các loại sản phẩm
Sản phẩm Liều chiếu tối đa
Trái cây 2 kGy
Rau 1 kGy
Ngũ cốc 1 kGy
Các loại củ 0.2 kGy

Gia vị 10 kGy
11/2005
22
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cá và các sản phẩm từ biển 3 kGy
Thịt heo, bò và thịt gia cầm 7 kGy
Vấn đề cản trở sự ứng dụng của xử lý chiếu xạ là chi phí đầu tư quá cao, đòi hỏi phải
có năng suất lớn để giảm chi phí tính trên một đơn vị sản phẩm. Nhưng sự cản trở lớn
nhất chính là sự e ngại thậm chí chống đối của người tiêu dùng. Hoa Kỳ là một trong
những nước tiên phong sử dụng công nghệ này nhưng người dân cho đến nay vẫn còn
không tin tưởng. Ngày 23 -11 -2002, học sinh và phụ huynh đã biểu tình tại Missouri khi
biết được các phần ăn trưa tại trường học đã qua xử lý chiếu xạ. Việc này chỉ kết thúc khi
cơ quan giáo dục của Bang chấm dứt hợp đồng với nhà cung cấp suất ăn trên. Ngày 23 –
11 đã được chọn là ngày chống thực phẩm chiếu xạ (Interntional Anti-Food Irradiation
Day). Cho đến nay sự phản đối này vẫn còn rất mạnh mẽ. Ớ châu Âu, các sản phẩm
chiếu xạ cũng không có được sự ủng hộ, thậm chí một số quốc gia còn không cho phép
như Đức, Na Uy… Ở Pháp, tuy chính phủ cho phép lưu hành các sản phẩm xử lý chiếu
xạ nhưng người dân thì vẫn tẩy chay, nhất là các mặt hàng có xuất xứ từ Hoa Kỳ.
Tạp chí Choices đã khảo sát thị trường về mối quan tâm đến thực phẩm chiếu xạ vào
năm 8/2003, kết quả thu được như sau.
11/2005
23
Tiểu luận công nghệ chế biến rau quả GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cột 1: Tỉ lệ tiêu thụ khi sản phẩm không có thông tin về chiếu xạ
Cột 2: Tỉ lệ tiêu thụ khi sản phẩm có dán logo cho biết đã xử lý bằng chiếu xạ.
Cột 2: Tỉ lệ tiêu thụ khi sản phẩm có dán logo cho biết đã xử lý bằng chiếu xạ và có
thông báo cụ thể đến khách hàng.
Tỉ lệ trên ứng với các sản phẩm chiếu xạ được giảm giá từ 15 – 20 %, tỉ lệ khi chưa
giảm giá là 68% - 58% - 43 %. (Nguồn />Như vậy sự lo ngại về mức độ an toàn của sản phẩm xử lý bằng chiếu xạ còn rất lớn,
kể cả ở những nước phát triển như Hoa kỳ. Chính mối lo ngại này đã cản trở đến sự đầu

tư vào quy trình này. Có lẽ chúng ta phải đợi cho đến khi có những nghiên cứu rõ ràng về
vân đề này thì mới phát triển phương pháp trên một cách rộng rãi)
Tài liệu tham khảo
[1] Trần Đại Nghiệp – Giáo trình công nghệ bức xạ - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật –
Năm 2002 – 83 trang.
[2] Trần Đại Nghiệp – An toàn bức xạ - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Năm 2004 –
213 trang.
[3] ANON. (1985) - Food irradiation processing. Proceedings of IAEA – FAO
Symposium, Washington, DC, 4–8 March 1985. IAEA, Wagramerstrasse, PO Box 100, A-
1400 Vienna.
[4] Arthur Beiser – Modern Technical Physics – Addiso Wesley Pub. – 1991 – 911
page.
[5] Dose Coefficients for Intakes of Radionuclides by Workers, ICRP Publication 68,
Annals of the ICRP, 24(4), Pergamon Press, Oxford, 1995.
[6] cácwebsite
: Institute of Food Science & Technology
/> Virgina Cooperative Extention
/> /> :The Promise of Food Irradiation: Will comsumer
accept it?
11/2005
24