Tài liệu Bài tiểu luận : Chiếu xạ thực phẩm docx

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh

TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: “Chiếu xạ thực phẩm”
MỤC LỤC
1

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
1.
Mở đầu
Vật lý hạt nhân là một trong những lĩnh vực tuy sinh sau đẻ muộn hơn các ngành
công nghệ khác, nhưng qua bao nhiêu năm tháng, ngành công nghệ hạt nhân vẫn không
ngừng phát triển. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: vũ khí hạt nhân,
nhà máy điện nguyên tử, khảo cổ học… Đặc biệt hơn nữa, vật lý hạt nhân còn được ứng
dụng trong công nghệ thực phẩm.
Theo xu hướng phát triển của thời đại, việc sử dụng các chất phóng xạ ở một liều
lượng nằm trong giới hạn cho phép, để bảo vệ thực phẩm khỏi các tác hại của vi sinh vật
là một phương pháp đầy triển vọng. Vì nó vừa đem lại các lợi ích kinh tế vừa đảm bảo
sức khỏe cho người tiêu dùng. Thế nhưng, thực tế cho thấy thực phẩm chiếu xạ lại
không được người tiêu dùng chào đón như những gì lợi ích của nó mang lại. Vậy nguyên
nhân từ đâu mà người tiêu dùng lại e dè với thực phẩm chiếu xạ như vậy? Nguyên nhân
đến từ hai chữ “phóng xạ”, với hầu hết mọi người khi nhắc đến hai chữ “phóng xạ” là
liên tưởng ngay đến hậu quả mà nó mang lại là ung thư, vô sinh, quái thai… Thế nhưng,
thực phẩm chiếu xạ có đúng là có nguy cơ gây nguy hiểm cho con người như vậy hay
không?
Một thực tế khác cho thấy, các vấn đề xung quanh thực phẩm chiếu xạ như: chi
phí quá cao cho công nghệ, in ấn bao bì, cung cấp thông tin và giáo dục cho người tiêu
dùng biết về thực phẩm chiếu xạ đã khiến cho các công ty, các cơ quan có trách nhiệm
vẫn chưa dám đầu tư thực hiện. Dẫn đến việc phần lớn người tiêu dùng vẫn còn hiểu sai
về thực phẩm chiếu xạ, không chỉ ở Việt Nam mà ngay cả ở các nước phát triển đã ứng
dụng công nghệ này từ lâu cũng xảy ra tình trạng tương tự như vậy. Chẳng hạn như, các

cuộc thăm dò dư luận tại Canada cho biết trên 54% dân chúng chưa sẵn sàng chấp nhận
kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm. Họ còn rất e dè trước phương pháp quá mới mẻ này. Còn
rất nhiều ẩn số chưa có đáp số thỏa đáng. Họ luôn thắc mắc về tác dụng về lâu về dài của
2

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
việc tiêu thụ thực phẩm chiếu xạ sẽ ảnh hưởng ra sao trên sức khỏe con người? Chuyện
gì sẽ xảy ra cho chúng ta trong tương lai?...
Như vậy, thực chất thực phẩm chiếu xạ là gì? Tại sao, khoa học lại sử dụng
phóng xạ để bảo quản thực phẩm? Vậy quy trình công nghệ chiếu xạ thực phẩm diễn ra
như thế nào? Liệu thực phẩm chiếu xạ có đảm bảo được dinh dưỡng và không gây nguy
hiểm cho con người không? Con người nên lựa chọn sử dụng loại thực phẩm nào cho
mình trong tương lai? Làm sao để nhận biết đâu là thực phẩm đã được chiếu xạ, đâu là
thực phẩm bình thường? Ở nước ta, các tổ chức quốc tế, các quốc gia khác trên thế giới
đã, đang và sẽ làm gì đối với sự phát triển của thực phẩm chiếu xạ trong tương lai? Để
làm sáng tỏ các vấn đề trên, nhóm chúng em xin mời cô và các bạn cùng tìm hiểu đề tài
“chiếu xạ thực phẩm”. Đây là một bài tiểu luận nghiên cứu về một đề tài còn rất mới mẻ.
Hy vọng với sự mới mẻ của đề tài, và đây cũng là xu hướng phát triển của thực phẩm
trong tương lai, thì đề tài này sẽ mang đến những kiến thức vừa cơ bản vừa quan trọng,
và có thể gợi lên trong mọi người nhiều ý tưởng, để có thể phát triển hơn thực phẩm
chiếu xạ, đến một ngày nào đó không xa thực phẩm chiếu xạ sẽ trở thành một loại thực
phẩm hết sức thân thuộc với tất cả mọi người.

3

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
Nội dung
Khái niệm chiếu xạ thực phẩm
Chiếu xạ thực phẩm là việc sử dụng các tia bức xạ (thường là tia gamma được phát
ra từ chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc Cesi 137) để chiếu

vào thực phẩm nhằm diệt vi khuẩn, côn trùng và một số
ký sinh trùng. 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.
Đôi khi phương pháp chiếu xạ này còn được gọi là phương pháp khử trùng điện
tử (electronic pasteurization) hay khử trùng lạnh (cold pasteurization) vì phương pháp
này không sử dụng nhiệt độ để tiệt trùng.
Quy định vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp
chiếu xạ
Bộ y tế ban hành “Quy định vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng
phương pháp chiếu xạ”:
Yêu cầu đối với thực phẩm chiếu xạ
Thực phẩm chiếu xạ là thực phẩm có từ 5% trở lên theo khối lượng đã hấp thụ
một liều vượt quá liều hấp thụ tối thiểu.
Thực phẩm trước khi chiếu xạ đã được chế biến trong điều kiện bảo đảm vệ sinh,
đạt chất lượng theo các tiêu chuẩn tương ứng.
Không được chiếu xạ lại thực phẩm trừ trường hợp: ngũ cốc, đậu đỗ, các loại
thực phẩm khô và các hàng hoá khác tương tự được chiếu xạ với mục đích kiểm soát tái
nhiễm côn trùng hoặc ức chế sự nảy mầm.
4

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
Thực phẩm không được coi là chiếu xạ lại nếu:
- Thực phẩm chế biến từ nguyên liệu đã được chiếu xạ ở liều hấp thụ không lớn
hơn 1 kGy;
- Thực phẩm đem chiếu xạ chứa không quá 5% thành phần theo khối lượng
đã được chiếu xạ;
- Yêu cầu công nghệ đặc thù phải chiếu xạ qua nhiều giai đoạn để tổng liều
hấp thụ ở các giai đoạn của quá trình chế biến đạt được giá trị đủ gây hiệu quả
mong muốn.

Chỉ được phép lưu thông trên thị trường những thực phẩm chiếu xạ có ghi
nhãn thực phẩm đầy đủ theo quy định.
Danh mục thực phẩm và giới hạn liều hấp thụ tối đa
Tuỳ thuộc từng mục đích chiếu xạ, quá trình chiếu xạ thực phẩm phải bảo đảm
liều hấp thụ đối với mỗi loại thực phẩm không được vượt quá các giới hạn sau:
TT Loại thực phẩm Mục đích chiếu xạ
Liều hấp thụ
tối đa (kGy)
Tối
thiểu
Tối
đa
1 Loại 1: Sản phẩm nông
sản dạng thân, rễ, củ.
Ức chế sự nảy mầm trong quá
trình bảo quản
0,1 0,2
2 Loại 2: Rau, quả tươi
(trừ loại 1)
a) Làm chậm quá trình chín
b) Diệt côn trùng, ký sinh
trùng
c) Kéo dài thời gian bảo quản
d) Xử lý kiểm dịch
0,3
0,3
1,0
0,2
1,0
1,0

2,5
1,0
3 Loại 3: Ngũ cốc và các
sản phẩm bột nghiền từ
ngũ cốc; đậu hạt, hạt có
dầu, hoa quả khô
a) Diệt côn trùng, ký sinh
trùng
b) Giảm nhiễm bẩn vi sinh vật
c) Ức chế sự nảy mầm
0,3
1,5
1,0
5,0
5

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
0,1 0,25
4 Loại 4: Thủy sản và sản
phẩm thủy sản, bao gồm
động vật không xương
sống, động vật lưỡng cư
ở dạng tươi sống hoặc
lạnh đông.
a) Hạn chế vi sinh vật gây
bệnh
b) Kéo dài thời gian bảo quản
c) Kiểm soát động thực vật ký
sinh
1,0

1,0
0,1
7,0
3,0
2,0
5 Loại 5: Thịt gia súc, gia
cầm và sản phẩm từ gia
súc, gia cầm ở dạng tươi
sống hoặc lạnh đông .
a) Hạn chế vi sinh vật gây
bệnh
b) Kéo dài thời gian bảo quản
c) Kiểm soát động thực vật ký
sinh
1,0
1,0
0,5
7,0
3,0
2,0
6 Loại 6: Rau khô, gia vị
và thảo mộc
a) Hạn chế vi sinh vật gây
bệnh
b) Diệt côn trùng, ký sinh
trùng
2,0
0,3
10,0
1,0

7 Loại 7: Thực phẩm khô
có nguồn gốc động vật
a) Diệt côn trùng, ký sinh
trùng
b) Kiểm soát nấm mốc
c) Hạn chế vi sinh vật gây
bệnh
0,3
1,0
2,0
1,0
3,0
7,0
Đơn vị liều lượng chiếu xạ là Gray (ký hiệu là Gy), 1Gy=1J/kg,1kGy=1000Gy.
Bao gói, bảo quản, ghi nhãn
Thực phẩm trước và sau khi chiếu xạ phải được đóng gói trong cùng một bao bì.
Thực phẩm đã chiếu xạ phải được bảo quản theo quy định như thực phẩm khi
chưa chiếu xạ.
6

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
Trên bao bì của thực phẩm đã chiếu xạ, ngoài những thông tin bắt buộc theo quy
định của pháp luật về ghi nhãn thực phẩm phải có dòng chữ: “Thực phẩm chiếu xạ”
hoặc dán nhãn hiệu nhận biết thực phẩm chiếu xạ.
Ký hiệu quốc tế chiếu xạ - “Radura”
Thiết bị chiếu xạ
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.
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.
Nguồn đồng vị phóng xạ
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. Các sóng γ tác động lên hầu hết các vật chất
trên đường đi của nó gây ra những biến đổi mạnh. Chúng có khả năng phân hủy phân tử
nước theo cơ chế sau:
7

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
Chúng gây ra sự phá hủy các liên kết hydro trong các phân tử của tế bào, mối nối
hyđro trong phân tử AND, kết quả là hydro sẽ tách khỏi deoxiribose. Chúng còn có khả
năng thủy phân purin và pyrimidine.
Khả năng chống lại các tia ion hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào khả năng sữa
chữa những sai sót trong các phân tử có trong tế bào vi sinh vật.
Khả năng chống lại có ở những vi sinh vật khác nhau thì khác nhau. Khả năng
này được biểu diễn như sau: Virut > nấm men > bào tử > nấm mốc > gram(+) > gram(−).
Hai đồng vị phóng xạ thường dùng là
60
Co và
137
Cs. Cường độ bức xạ của hai chất
trên là Co: 2,8 triệu Bq/g và Cs: 3 triệu Bq/g (1Bq 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.
8

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
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
Phóng xạ β thường được sử dụng khi chỉ cần chiếu xạ bề mặt, không có khả năng
xuyên sâu nên an toàn cho người 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.

• Ngoài ra người ta còn sử dụng tia tử ngoại:
- Tác dụng mạnh đối với vi sinh vật với bước sóng 2600A
0
, năng lượng 3-5ev. Ở bước
sóng này rất nhiều vi sinh vật sẽ bị chết.
- Các axit nucleic sẽ hấp thụ tia tử ngoại và làm biến đổi các bazơ của axit nucleic. Cơ chế
cơ bản của chúng là làm liên kết các thymin của AND theo cơ chế sau:
Do tác động này mà tế bào dinh dưỡng của vi sinh vật dễ dàng bị chết.
- Tuy nhiên một số tế bào vi sinh vật cũng có khả năng chống lại tác động của tia tử ngoại.
Các loài Micrococcus có khả năng tạo ra những sắc tố có thể hấp thụ những tia tử ngoại
và như vậy chúng sẽ làm giảm tác động của tia tử ngoại lên tế bào vi sinh vật.
- Một cơ chế tác động ngược lại của vi sinh vật đối với tia tử ngoại là chúng có khả năng
sửa chữa các sai sót của bazơ nitơ khi bị tia tử ngoại tác động vào. Khả năng này rất
khác nhau ở những loài vi sinh vật khác nhau: Virut > nấm men tạo bào tử > vi khuẩn tạo
bào tử > nấm men > vi khuẩn gram (+) > vi khuẩn gram (-).
Vi sinh vật D (egr × 10
2
)
E. Coli
Proteus vulgaris
3-4
3-4
9

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
Serratia marcesescens
Shigella flexmeri
Pseudomonas fluorenscens
Bacillus subtilis ( tế bào sinh dưỡng)
Bacillus subtilis (bào tử)

Micrococcus luteus
Staph. Aureus
Aspergillus flavus
Penicillium roquefortii
Rhizopus nigrificans
Saccharomyces cerevisiae
3-4
3-4
3-4
6-8
8-10
10-20
3-4
50-100
20-50
>200
3-10
Bảng: Liều gây chết của UV đối với một số vi sinh vật
(Số liệu từ microbial Ecology of food vol.CMSF).
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
10

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
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.
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).
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

Nguồn
60
Co
Nguồn
137
Cs
66
50
25
20
11

Chiếu xạ thực phẩm GVHD:Trần Thị Mai Anh
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: mô hình nhà máy chiếu xạ thực phẩm

12