Оказывается, можно продлить срок годности продуктов без добавок, консервантов и пестицидов. Рассказываем, как учёные этого добились.
Если не стерилизовать еду, она может быстро испортиться и заразиться плесенью или насекомыми. Чтобы сохранить продукты, их часто нагревают до 100 °C или обрабатывают химикатами, но не вся пища для этого подходит — например, сухие специи и травы не получится обеззаразить этими способами. В таких случаях ученые используют радиационную обработку. Рассказываем, что это такое и почему не стоит бояться излучения.
Как устроена радиационная обработка
В основе стерилизации с помощью радиации — ионизирующее излучение. Оно генерирует заряженные частицы, которые сталкиваются с другими и разрушают химические связи. На их месте появляются короткоживущие радикалы — нестабильные молекулы, которые образуются при взаимодействии ионизирующего излучения с молекулами продукта. Они связываются с частицами соседних молекул или «выселяют» их из соединений. Это повреждает структуру микроорганизмов, и в итоге они больше не могут размножаться — клетки не делятся.
Обрабатывать пищу радиацией начали ещё в прошлом веке. Учёные в 50-х кормили подопытных животных облучёнными продуктами и дорабатывали безопасность способа вплоть до 1961 года. В 1980-м большинство международных экологических организаций признали: любая пища, облучённая дозой менее 10 килогреев, безопасна для человека. Для сравнения: средняя доза естественного облучения, которую получает человек за год, — 3 миллизиверта в год, это 0,000003 килогреев.
Облучённая пища не становится радиоактивной. Это можно сравнить с солнечным лучом: предмет, на который попадает солнце, не начинает светиться сам по себе. Если выключить свет, «мишень» перестанет его отражать. Чтобы заставить продукт самостоятельно излучать радиацию, нужно модифицировать ядра его атомов. Ни один пищевой облучатель на это не способен.
Радиационное облучение не только уничтожает бактерии, вирусы, грибки, но и лишает насекомых, которые могут находиться среди плодов, способности к размножению. Ещё оно задерживает прорастание фруктов и овощей, замедляет перезревание плодов, за счёт чего они дольше хранятся на прилавках в свежем виде. Происходит это потому, что облучение тормозит клеточное деление и задерживает образование этилена, а он необходим для созревания. Кроме того, радиация подавляет работу ферментов и замедляет окислительные процессы, из-за чего деградация замедляется и продукт портится намного медленнее.
В чём плюсы облучения продуктов
Стерилизация с помощью радиации не только незаменима для некоторых продуктов, но и вполне может стать лучшим способом даже там, где есть альтернативы. Разберём главные преимущества этого метода обработки продуктов:
- экологичность — при облучении не нужно использовать химикаты и загрязнять окружающую среду;
- удобство — можно стерилизовать даже готовую и упакованную продукцию: лучи проходят сквозь материю;
- качество — продукты не нужно резко нагревать или охлаждать, а значит, вкус и питательная ценность не изменятся: облучение не повлияет на витамины, минералы и аминокислоты.
Для наглядности мы сравнили облучение с другими методами стерилизации продуктов — тепловой и химической обработкой.
Как используют радиационную обработку в России
В нашей стране в стерилизации продуктов радиацией активно участвует «Росатом»: он создаёт многофункциональные центры обработки. С 2016 года в городе Лыткарино Московской области услуги по стерилизации продуктов питания и медоборудования оказывает центр «Стерион». Здесь с помощью ускорителя электронов стерилизуют продукты питания, фармсырьё и медицинские изделия. Разберёмся подробнее, как это работает.
Ускоритель электронов — устройство, которое увеличивает энергию электронов с помощью электрических и магнитных полей. Это позволяет исследовать структуру вещества и, например, уничтожать микроорганизмы в продуктах прямо в упаковке.
Процесс стерилизации с помощью ускорителя электронов включает следующие этапы.
Шаг 1. Подготовить образцы. Продукты, которые нужно стерилизовать, упаковывают в специальные контейнеры. Это важно, чтобы электроны равномерно распределились по всему объёму образца.
Шаг 2. Поместить образцы в зону облучения. Электроны в ускорителе проникают в материал и взаимодействуют с его молекулами. В итоге образуются ионы и свободные радикалы, которые уничтожают микроорганизмы, включая бактерии и вирусы.
Шаг 3. Проверить качество. После облучения продукты проверяют на отсутствие микроорганизмов и соответствие стандартам безопасности.
Подобный центр заработал в Обнинске на площадке АО «НИФХИ имени Л. Я. Карпова» — это предприятие «Росатома» входит в контур дивизиона «Технологии здоровья». Здесь обрабатывают не только пищевую продукцию, но и медицинские изделия для калужского фармацевтического кластера. На завершающей стадии находится проект по созданию подобного центра в Казани.
Чтобы защитить сотрудников предприятий от радиации, принимают следующие меры:
- управляют оборудованием на расстоянии — с помощью специальных систем удалённого доступа;
- устанавливают вокруг оборудования защитные барьеры и экраны, чтобы поглотить или отразить излучение;
- обучают персонал соблюдать нормы радиационной безопасности и информируют об обстановке на объекте.
Облучение продуктов — быстрый, дешёвый в эксплуатации и удобный способ стерилизации. Он расширяет возможности производителей и поставщиков, увеличивает сроки годности пищи, делает её безопасной, не затрагивая вкус и полезные свойства. Не исключено, что скоро на полках российских магазинов появится больше свежих и безопасных продуктов питания со значком радуры.
