Bestrahlung von Lebensmitteln: Verfahren, Anwendungen, Vor- und Nachteile

Die Bestrahlung von Lebensmitteln besteht darin, dass sie unter kontrollierten Bedingungen ionisierender Strahlung ausgesetzt werden. Ziel der Bestrahlung ist es, die Lebensdauer des Lebensmittels zu verlängern und dessen hygienische Qualität zu verbessern. Ein direkter Kontakt zwischen Strahlungsquelle und Lebensmittel ist nicht erforderlich.

Ionisierende Strahlung besitzt die Energie, um chemische Bindungen aufzubrechen. Das Verfahren zerstört Bakterien, Insekten und Parasiten, die durch Lebensmittel verursachte Krankheiten verursachen können. Es wird auch verwendet, um physiologische Prozesse in einigen Pflanzen zu hemmen oder zu verlangsamen, wie zum Beispiel die Keimung oder Reifung.

Die Behandlung verursacht minimale Veränderungen im Aussehen und ermöglicht eine gute Nährstoffretention, da sie die Temperatur des Produkts nicht erhöht. Es ist ein Prozess, der von den zuständigen Stellen auf dem Gebiet weltweit als sicher eingestuft wird, solange er in den empfohlenen Dosen angewendet wird.

Die Wahrnehmung der Verbraucher von bestrahlten Lebensmitteln ist jedoch eher negativ.

Prozess

Das Lebensmittel wird auf ein Förderband gelegt, das eine dickwandige Kammer mit der Quelle ionisierender Strahlung durchdringt. Dieser Vorgang ähnelt der Gepäckkontrolle mit Röntgenstrahlen an Flughäfen.

Die Strahlenquelle bombardiert Lebensmittel und zerstört Mikroorganismen, Bakterien und Insekten. Viele Bestrahler verwenden als radioaktive Quelle die Gammastrahlen, die von radioaktiven Formen des Kobaltelements (Kobalt 60) oder Cäsiums (Cäsium 137) emittiert werden.

Die anderen beiden Quellen ionisierender Strahlung sind Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen. Röntgenstrahlen werden erzeugt, wenn ein Elektronenstrahl mit hoher Energie beim Auftreffen auf ein metallisches Ziel abgebremst wird. Der Elektronenstrahl ähnelt Röntgenstrahlen und ist ein Strom von stark angeregten Elektronen, die von einem Beschleuniger angetrieben werden.

Ionisierende Strahlungen sind hochfrequente Strahlungen (Röntgenstrahlen, α, β, γ) und eine hohe Penetrationsleistung. Diese haben so viel Energie, dass sie bei der Wechselwirkung mit Materie die Ionisierung der Atome derselben hervorrufen.

Das heißt, es verursacht die Entstehung von Ionen. Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, das Produkt der Fragmentierung von Molekülen in Segmente mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen.

Die Strahlungsquelle emittiert Partikel. Während sie durch das Essen gehen, stoßen sie mit anderen zusammen. Infolge dieser Kollisionen werden chemische Bindungen aufgebrochen und es entstehen neue Partikel mit sehr kurzer Lebensdauer (z. B. Hydroxylradikale, Wasserstoffatome und freie Elektronen).

Diese Partikel werden als freie Radikale bezeichnet und entstehen bei der Bestrahlung. Die meisten sind Oxidationsmittel (dh sie akzeptieren Elektronen) und einige reagieren sehr stark.

Die gebildeten freien Radikale verursachen weiterhin chemische Veränderungen durch die Vereinigung und / oder Trennung benachbarter Moleküle. Wenn Kollisionen DNA oder RNA schädigen, wirken sie tödlich auf Mikroorganismen. Wenn diese in Zellen auftreten, wird die Zellteilung häufig unterdrückt.

Gemäß den berichteten Auswirkungen auf freie Radikale beim Altern können übermäßige freie Radikale zu Verletzungen und zum Zelltod führen, was viele Krankheiten verursacht.

Es sind jedoch normalerweise die im Körper erzeugten freien Radikale, nicht die vom Individuum konsumierten freien Radikale. Tatsächlich werden viele davon im Verdauungsprozess zerstört.

Anwendungen

Niedrige Dosen

Wenn die Bestrahlung in niedrigen Dosen durchgeführt wird - bis zu 1 kGy (Kilogray) - wird angewendet auf:

- Zerstören Sie Mikroorganismen und Parasiten.

- Hemmen Sie die Keimung (Kartoffeln, Zwiebeln, Knoblauch, Ingwer).

- Verzögern Sie den physiologischen Abbauprozess von frischem Obst und Gemüse.

- Beseitigen Sie Insekten und Parasiten in Getreide, Hülsenfrüchten, frischem und getrocknetem Obst, Fisch und Fleisch.

Die Bestrahlung verhindert jedoch keinen späteren Befall, so dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um ihn zu vermeiden.

Durchschnittliche Dosen

Wenn es in mittleren Dosen (von 1 bis 10 kGy) entwickelt wird, wird es verwendet, um:

- Verlängern Sie die Haltbarkeit von frischem Fisch oder Erdbeeren.

- Einige Aspekte von Lebensmitteln technisch verbessern, z. B .: die Steigerung der Traubensaftausbeute und die Verkürzung der Garzeit von dehydriertem Gemüse.

- Beseitigen Sie Erreger von Veränderungen und pathogenen Mikroorganismen in Schalentieren, Geflügel und Fleisch (frische oder gefrorene Produkte).

Hohe Dosen

Bei hohen Dosen (10 bis 50 kGy) liefert die Ionisierung:

- Gewerbliche Sterilisation von Fleisch, Geflügel und Meeresfrüchten.

- Sterilisation von verzehrfertigen Lebensmitteln wie Krankenhausmahlzeiten.

- Dekontamination bestimmter Lebensmittelzusatzstoffe und -zutaten wie Gewürze, Gummi und enzymatische Zubereitungen.

Nach dieser Behandlung wird den Produkten keine künstliche Radioaktivität zugesetzt.

Vorteile

- Die Konservierung von Lebensmitteln wird verlängert, da leicht verderbliche Lebensmittel größere Entfernungen und Transportzeiten unterstützen können. Auch die Produkte der Station werden über längere Zeit konserviert.

- Durch die vollständige Sterilisation werden sowohl pathogene als auch banale Mikroorganismen, einschließlich Schimmelpilze, beseitigt.

- Ersetzt und / oder verringert den Bedarf an chemischen Zusätzen. Beispielsweise werden die funktionalen Anforderungen an Nitrite in Wurstwaren erheblich reduziert.

- Es ist eine wirksame Alternative zu chemischen Begasungsmitteln und kann diese Art der Desinfektion in Getreide und Gewürzen ersetzen.

- Die Insekten und ihre Eier werden zerstört. Es reduziert die Geschwindigkeit des Reifungsprozesses von Gemüse und neutralisiert die Keimfähigkeit von Knollen, Samen oder Zwiebeln.

- Es ermöglicht die Behandlung von Produkten in einer Vielzahl von Größen und Formen, von kleinen Verpackungen bis hin zu großen Mengen.

- Lebensmittel können nach dem Verpacken bestrahlt und dann gelagert oder transportiert werden.

- Die Bestrahlung ist ein "kalter" Vorgang. Die Sterilisation des Lebensmittels durch Bestrahlung kann bei Raumtemperatur oder in gefrorenem Zustand mit einem minimalen Verlust an Ernährungsqualitäten erfolgen. Die Temperaturschwankung aufgrund einer 10 kGy-Behandlung beträgt nur 2, 4 ° C.

Die absorbierte Strahlungsenergie erhöht die Temperatur des Lebensmittels selbst bei höchsten Dosen kaum um einige Grad. Infolgedessen verursacht die Bestrahlung nur minimale Veränderungen des Erscheinungsbilds und sorgt für eine gute Nährstoffretention.

- Die hygienische Qualität von bestrahlten Lebensmitteln macht ihre Verwendung unter Bedingungen wünschenswert, bei denen besondere Sicherheit erforderlich ist. Dies ist der Fall bei Rationen für Astronauten und speziellen Diäten für Krankenhauspatienten.

Nachteile

- Einige organoleptische Veränderungen treten durch Bestrahlung auf. Beispielsweise werden lange Moleküle wie Cellulose, der strukturelle Bestandteil von Pflanzenwänden, zerbrochen. Daher erweichen Obst und Gemüse bei Bestrahlung und verlieren ihre charakteristische Textur.

- Die gebildeten freien Radikale tragen zur Oxidation von Lebensmitteln bei, die Lipide enthalten. Dies führt zu oxidativer Ranzigkeit.

- Durch Bestrahlung können Proteine ​​abgebaut und ein Teil der Vitamine, insbesondere A, B, C und E, zerstört werden. Bei niedrigen Bestrahlungsdosen sind diese Veränderungen jedoch nicht wesentlich ausgeprägter als beim Kochen.

- Der Schutz des Personals und des Arbeitsbereichs im radioaktiven Bereich ist erforderlich. Diese Aspekte in Bezug auf die Sicherheit des Prozesses und der Ausrüstung wirken sich auf eine Kostenerhöhung aus.

- Die Marktnische für bestrahlte Produkte ist klein, obwohl die Gesetzgebung in vielen Ländern die Vermarktung dieser Art von Produkten erlaubt.

Bestrahlung als komplementärer Prozess

Es ist wichtig zu bedenken, dass die Bestrahlung nicht die guten Praktiken beim Umgang mit Lebensmitteln durch Hersteller, Verarbeiter und Verbraucher ersetzt.

Bestrahlte Lebensmittel sollten wie nicht bestrahlte Lebensmittel gelagert, gehandhabt und gekocht werden. Eine Kontamination nach Bestrahlung kann auftreten, wenn die grundlegenden Sicherheitsregeln nicht befolgt werden.