NỘI DUNG
1. Mở đầu
2. Thiết bị chiếu xạ
3. Biến đổi của TP trong quá trình chiếu xạ
4. Đánh giá độc tố trong TP chiếu xạ
5. Phát hiện TP chiếu xạ
6. Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong TP
THỰC PHẨM CHIẾU XẠ
3
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Định nghĩa
* Sử dụng tia bức xạ điện từ (có
tính chất sóng) hoặc dòng
electron tác động lên mẫu vật
chất nhằm đạt được một số yêu
cầu đặt ra
4
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Vi khuẩn
Côn
trùng
Ký sinh
trùng
Mục đích chiếu xạ TP :
+ Thực vật : ức chế sự nẩy mầm, làm chậm quá trình chín
+ Vi sinh vật : tiêu diệt nấm men, nấm mốc, VSV gây bệnh
+ Côn trùng : ức chế côn trùng, ký sinh trùng
 Kéo dài thời gian BQ và xử lý kiểm dịch
5
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Lịch sử phát triển
- 1898: Reider (Đức) phát hiện khả năng tiêu diệt SV của tia X
- Pierre và Marie Curie (Pháp) phát hiện Ra
- 1904: Green (Mỹ) xác định khả năng tiêu diệt sinh vật của Ra
- 1930: Wurst (Pháp) đăng ký tiệt trùng TP bằng các tia vật lý
- 1950: Chiếu xạ được xem là phương pháp xử lý kỹ thuật
- 1960: Bắt đầu sử dụng chiếu xạ trong CNTP
6
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Sử dụng kỹ thuật chiếu xạ trong CNTP:
- Năm 1960 : sử dụng ở hơn 40 nước (Mỹ, Canada,
Pháp, Hà Lan, Phần Lan, Đan Mạch, Bỉ,
Nhật, Trung Quốc, Thái Lan, Cuba,
Argentina,….).
- Nhóm TP được qua chiếu xạ (khoảng 40 mặt
hàng)
- Liều chiếu xạ (1- 60kGy)
- Được sự chấp thuận của các tổ chức quốc tế
WHO, FAO, IAEA, FDA,…
- Việt Nam đã cho phép chiếu xạ TP từ năm 2004
7
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Cơ chế diệt khuẩn:
Tia bức xạ ion hóa các DNA của tế bào VSV gây bệnh
Chiếu xạ ở liều đủ VSV không thể phục hồi các DNA bị đứt gãy
tế bào bị chết trong quá trình phân bào
Vi sinh vật chết hoặc mất khả năng sinh sản
vì liên kết AND của tế bào bị tia X phá huỷ
8
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
 Liều chiếu xạ - giá trị năng lượng mà thiết bị cung cấp cho
một đơn vị vật chất
 Đơn vị đo lường liều chiếu xạ: Gray - Gy (Hệ SI)
Mối quan hệ: 1Gy = 1J/kg
 Chiếu xạ TP là kỹ thuật sử dụng :
- Tia bức xạ điện từ
- Dòng electron , tia gamma
 Nâng cao chất lượng vệ sinh và ATTP
 Kỹ thuật chiếu xạ TP – “thanh trùng lạnh”  Tiêu diệt VK
có hại mà không cần nhiệt
9
Thực phẩm chiếu xạ
Sản phẩm
đạt vô trùng
cao nhất
Tự động
hóa, không
làm tăng giá
thành
Hiệu quả
cao, tốn năng
lượng thấp
Ngăn chặn
sự nảy mầm
của củ, hạt
Làm chậm
quá trình
chín của trái
cây
Ngăn ngừa
côn trùng
phá hoại
Phạm vi ứng
dụng rộng
(trên nhiều
nguyên liệu)
Ưu điểm
Diệt và kiểm
soát VSV gây
bệnh
Ít tổn thất
dinh dưỡng,
cảm quan
Thực phẩm chiếu xạ
- Nước bị phân hủy tạo ra peroxit làm oxy hóa các thành phần khác trong TP
- Enzyme có thể bị ion hóa làm mất hoạt tính
- Trong điều kiện yếm khí, thực phẩm có thể mất màu và mùi
- Acid amin rất nhạy cảm với chiếu xạ, 50% tổng số lượng AA có thể bị mất
- Pectin và cellulose: bị thay đổi nên thực phẩm sau khi chiếu xạ mềm hơn
-Vitamin: có thể bị mất đi một ít
- Phương pháp phát hiện thực phẩm chiếu xạ khó khăn, tốn kém, chưa kiểm soát
 kỹ thuật nhạy cảm
- Lipid : giảm do tạo thành peroxit và các sản phẩm oxy hóa khác như carbonyl
- Chi phí đầu tư rất lớn (doanh nghiệp không thể đầu tư)
- Vấn đề an toàn VSV: không vô hoạt được độc tố khi VSV đã sản sinh
Nhược điểm của kỹ thuật chiếu xạ trong CNTP:
Khái niệm nguyên tử :
Cấu tạo:
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Z
A
X
N
Z


Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Z
A
X
N
Z
N
Z
Khái niệm nguyên tử :
Nguyên tố hoá học: Các nguyên tử có cùng số proton (Z) gọi
là nguyên tố hoá học
Đồng vị: Cùng số proton nhưng khác nhau về sô notron => A
khác nhau
VD:
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
1
1
H 1
2
H 1
3
H
8
16
O 8
17
O 8
18
O
Khái niệm nguyên tử :
VD:
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
27
56
Co 27
57
Co 27
58
Co 27
59
Co 27
60
Co
92
234
U 92
235
U 92
238
U
Phản ứng hạt nhân:
Định nghĩa: tất cả moi quá trình làm biến đổi hạt nhân gọi
là phản ứng hạt nhân
Phóng xạ:
Hạt nhân không bền phóng ra các tia phóng xạ và biến
đổi thành hạt nhân khác.
Tất cả tác động bên ngoài không ảnh hưởng tới hiện tượng
phóng xạ
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Phản ứng hạt nhân:
Các loại tia phóng xạ:
Tía α: + là chùm hạt nhân
+ Vận tốc 2.107 m/s
+ Chỉ đi được 8cm (ion hoá nguyên tử mạnh)
+ Không xuyên qua tấm bìa 1mm
+ Bị lệch trong điện trường và từ trường
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
2
4
He
Phản ứng hạt nhân:
Các loại tia phóng xạ:
Tía β: β- và β+
β- :
+ là chùm electron phóng xạ phổ biến
+ Vận tốc 3.108 m/s
+ Đi qua được vài met trong KK (ion hoá nguyên tử kém)
+ Không xuyên qua tấm nhôm vài mm
+ Bị lệch trong điện trường và từ trường
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
-1
0
e
Phản ứng hạt nhân:
Các loại tia phóng xạ:
β+ :
+ là chùm electron hạt pozitron phóng xạ không phổ biến
+ Vận tốc 3.108 m/s
+ Đi qua được vài met trong KK (ion hoá nguyên tử kém)
+ Không xuyên qua tấm nhôm vài mm
+ Bị lệch trong điện trường và từ trường
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
+1
0
e
Phản ứng hạt nhân:
Các loại tia phóng xạ:
Tia γ :
+ là chùm photon ánh sáng λ ≤ 10-11 m
+ Vận tốc 3.108 m/s
+ Đâm xuyên rất mạnh (Không ion hoá)
+ Xuyên qua tấm chì vài cm
+ Không bị lệch trong điện trường và từ trường
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Phản ứng hạt nhân:
Các loại tia phóng xạ:
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
Giấy Nhôm Chì
Kiểm soát quá trình phản ứng:
* Kiểm soát quá trình phản ứng:
- Hấp thu lượng nơtron sinh ra sau mỗi lần phân hạch (K=1)
- Các chất làm chậm phản ứng hạt nhân (phân hạch)
+ Nước nặng (D2O), nước thường, than chì,...
+ Các thanh điều kiển phản ứng Cadmi, Bo
Thực phẩm chiếu xạ
Mở đầu
24
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy phát tia gamma (nguồn phonton hay
nguồn tia gramma)
 Phát ra photon và electron
Nguyên tắc : sơ đồ phân rã
60
27Co  60
28Ni + e- +   sd phổ biến
Hai tia gramma: 1,333 MeV và 1,172 MeV
Chu kỳ bán hủy 5,27 năm
25
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy phát tia gamma (nguồn phonton hay
nguồn tia gramma)
 Phát ra photon và electron
137
55Cs  135
56Ba + e- + 
Hai tia gramma: 0,663MeV
Chu kỳ bán hủy 30 năm
 Chặn các nguồn electron (xuyên kém)  lấy nguồn
gramma
26
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy phát tia gamma
Dòng photon được giữ lại trong buồng, dòng electron sẽ chạy lên trên
27
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Đưa hàng hóa vào chiếu xạ Thành phẩm sau khi tiến
hành chiếu xạ
28
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy phát tia gamma
Ưu điểm
- Khả năng xuyên mẫu vật chất tốt hơn so với máy gia tốc
- Chi phí năng lượng thấp hơn so với máy gia tốc (do chạy bằng điện)
Nhược điểm
- Môi trường bị ô nhiễm
- Lịch hoạt động khó điều chỉnh
29
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
30
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy gia tốc
Hiệu ứng từ
- Hiệu chỉnh được dòng hiệu ứng từ, chỉnh được dòng chuyển
động của electron.
- Dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh nó. Khi các electron
chuyển động trong một từ trường ổn định:
+ Năng lượng không thay đổi
+ Quỹ đạo sẽ thay đổi
31
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy gia tốc
Các bộ phận của máy gia tốc
- Tạo ra dòng electron (tia catode)
- Gia tốc electron: điều chỉnh CĐ của electron ==> đạt mức năng lượng
- Định hướng dòng electron ===> tác động lên TP
- Tách electron tại cửa ra của thiết bị, nơi tiếp xúc với TP
Hiệu ứng điện
Sử dụng electrode với một điện thế nhất
định, khi thay đổi giá trị của hiệu điện thế
thì cường độ của electron cũng sẽ thay đổi
A B
V volts
(-) (+)
32
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy gia tốc  Phát ra dòng electron chứ không phát ra bức xạ điện từ
1: cực âm, 2: cực dương, 3: nam châm điện, 4: ống cathode (CRT)
Hiện nay trên TG có khoảng vài chục máy gia tốc
33
Thực phẩm chiếu xạ
Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
Máy gia tốc
Ưu điểm
- Mức năng lượng có thể thay đổi dễ dàng, dao động trong phổ khá rộng
- Không ô nhiễm môi trường
Nhược điểm
- Cấu tạo thiết bị rất phức tạp, cồng kềnh
- Chi phí năng lượng rất lớn
- Khả năng xuyên qua mẫu vật chất của electron kém
 Ít sử dụng trong CNTP
 Sử dụng nhiều trong y học : chiếu xạ ung thư
34
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất
1. 1. Bức xạ điện từ :
-dN = *N*dx
-dN : số photon bị mất đi từ chùm tia chiếu xạ khi xuyên qua
mẫu có độ dài là dx
N : Số photon va chạm
 : hệ số phụ thuộc bản chất, trạng thái mẫu và năng lượng
các photon sử dụng.
35
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
1.Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất
1. 2. Sự tương tác giữa photon và mẫu :
- Không tương tác, photon hoàn toàn đâm xuyên vào mẫu
- Khuếch tán qua mẫu và không có sự trao đổi năng lượng
 Không gây ra sự biến đổi trong TP
36
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất
1. 3. Sự tương tác giữa photon và nhân :
 Phản ứng hạt nhân (quang nhân)
- Là sự tương tác giữa photon và neutron hoặc photon và proton
- Điều kiện phản ứng : mức năng lượng lớn hơn 10 MeV.
Tuy nhiên : 60Co : 1,172MeV; 137Cs : 0,662 MeV  an tâm
sử dụng mà không tạo nên phản ứng hạt nhân.
37
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất
1.3. Sự tương tác giữa photon và nhân :
 Hình thành những cặp electron
- Nếu dùng Coban là nguồn phát ra chất phóng xạ
- 1 photon của tia gamma xuyên qua trường tĩnh điện được tạo ra
xung quanh một nhân…. sẽ biến mất và chuyển thành 2
electron mang điện trái dấu
- Điều kiện: năng lượng photon lớn hơn 1,022 MeV
38
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất
So sánh tác động của tia gamma và dòng electron
o Khả năng xuyên qua mẫu vật chất của tia gamma tốt hơn
rất nhiều
o Electron chỉ tác động lên những vùng gần trên bề mặt,
làm xuất hiện electron bậc 2.
o Tia gamma tác động lên toàn diện TP, làm biến đổi TP
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất
Trong thực phẩm liều lượng chiếu xạ là 10kGy
Acid amin
Độ tổn thất (% so với KL trong mẫu
trước khi xử lý)
Mẫu qua xử lý nhiệt
(121oC, 20 phút)
Mẫu qua chiếu
xạ (44KGy)
Methionine 75 88
Lysine 85 95 – 100
Arginine 92 100
Phenylalanine 92 96 – 100
Leucine 96 - 100 96 - 100
40
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất
- Protein: có thể biến tính nhưng không cao (có thể bị mất cầu
nối disulfur hay bị phân cách thành các peptid ngắn), không
thể tiêu diệt VSV thông qua cơ chế phá hủy enzyme
- Glucid: làm gãy mạch glucid nhưng tính chất của glucid
không bị thay đổi đáng kể (có thể bị cắt mạch thành các
polysaccharides ngắn hay bị oxy hoá thành acid hữu cơ gây
chua cho sản phẩm.)
- Lipid: có sự thay đổi nhiều, khi chiếu xạ sẽ tạo ra các gốc tự
do để tác động với phân tử lipid (acid béo có thể bị cắt mạch
hay bị oxy hóa nối đôi gây cho sản phẩm có mùi ôi)
41
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất
- Acid nucleic : cũng có thể thay đổi lớn,
• Làm gãy mạch (1 hoặc 2 nhánh)
• Hydroxylation các base
• Phân hủy đường (ribo, deoxyribose)
• Tạo cầu nối không theo quy luật rõ ràng
Ảnh hưởng đến sự sinh sản của VSV, bảo vệ TP.
- Vitamin : mất đi một phần các vitamin nhóm B, vitamin A, C,
E, K, các amino acid và các acid béo không bão hòa.
42
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
Thực
phẩm
Liều
chiếu
(kGy)
Phần trăm hao hụt
Thiamin
(B1)
Riboflavin
(B2)
Nicotinic
acid
Pyridoxine
(B6)
Pantothe
nic acid
Vitamin
B12
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
-
-
Ảnh hưởng của chiếu xạ lên hàm lượng vitamin ở một số TP
43
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Sữa tươi Sữa bột Thịt bò Thịt heo Thịt gà tây Cá
Loại thực phẩm
%tổnthất
(solượngVitcóbanđầutrongmẫu)
44
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ lên vi sinh vật
Tác động lên các cơ quan của tế bào :
- Nhân, màng tế bào : sự tổn thương là ảnh hưởng đến khả năng
sinh sản nên hạn chế sự phát triển của VSV trong TP
- Các cơ quan khác : không ảnh hưởng
Mức độ làm tổn thương tế bào
- Hoạt tính trao đổi chất: giảm
- Tế bào: chết sau một thời gian không lấy được thức ăn
- Hiện tượng đột biến: đa số bị chết, nhưng một số tế bào chấp
nhận được tác động của tia X do đột biến gen, có những cơ
chất tự sửa chữa
45
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ
2. Tác động chiếu xạ đến trạng thái vật chất
Hiện tượng vật lý
- Tương tác với các phân tử khí hoặc các phân tử khí có thể bị
ion hóa
- Tương tác với chất lỏng, phát sinh gốc tự do (chất béo, nước) :
trạng thái k thay đổi.
- Tương tác với chất rắn, nếu liều lượng chiếu xạ quá lớn thì
gây ảnh hưởng đến cấu trúc, màu sắc, sự phát quang của TP
Năng lượng bức xạ có thể bị phân giải một phần dưới dạng
nhiệt năng nhưng không đáng kể  nhiệt độ thực phẩm
không tăng cao.
46
Thực phẩm chiếu xạ
Các biến đổi về bao bì trong quá trình chiếu xạ
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 HCl trong sản phẩm.
Giòn, dễ vỡ
Giảm khối lượng bao bì
Bị mờ
47
Thực phẩm chiếu xạ
Đánh giá độc tố thực phẩm chiếu xạ
Phương pháp cổ điển
- Thí nghiệm trên thỏ/chuột: Có hai nhóm động vật thí nghiệm
+ 1 nhóm sử dụng thức ăn qua chiếu xạ
+ 1 nhóm sử dụng thức ăn qua xử lý bằng kỹ thuật khác (nhiệt, chất BQ,…)
+ 2 khẩu phần thức ăn có thành phần tương đương nhau
+ Sau 1 thời gian sẽ theo dõi các chỉ tiêu (sự tăng trọng, tình trạng sức khỏe, hệ VSV
đường ruột, khả năng sinh sản, di truyền và các thế hệ đời sau,…)
- Kết quả
Thế hệ Số chuột con được sinh ra Tỉ lệ chết Chỉ số sinh sản
Lô kiểm chứng
(thức ăn qua xử
lý nhiệt 121oC,
20 phút)
F0 7239 13,16 1,44
F1 7222 18,46 1,35
F2 7347 13,70 1,36
Lô thí nghiệm
(thức ăn chiếu
xạ 44KGy)
F0 7645 6,15 1,65
F1 8054 10,91 1,65
F2 8247 7,36 1,75
48
Thực phẩm chiếu xạ
Đánh giá độc tố thực phẩm chiếu xạ
Phương pháp hóa xạ
- Kết quả:
+ Liều xạ thấp ( 1KGy): gần như không có xuất hiện hóa chất lạ nào cả
+ Liều xạ trung bình (1 - 10KGy): gần như không có xuất hiện hóa chất lạ nào cả
+ Liều xạ cao (10 - 50KGy): xuất hiện SP xạ ly mới nhưng không phải chất độc
- Kết luận chung:
+ SP xạ ly đặc trưng cho TP chiếu xạ
+ So sánh thành phần cơ bản của TP được xử lý bằng chiếu xạ và kỹ thuật khác
+ Mối quan hệ giữa liều xạ và hàm lượng SP xạ ly trong TP, liều xạ càng cao thì SP
xạ ly càng tăng
+ Các yếu tố ảnh hưởng cần chú ý: nhiệt độ, hàm lượng nước trong TP, sự có mặt
của oxy, … sẽ làm cho SP xạ ly bị thay đổi
+ Giá trị liều xạ an toàn (>=10kGy), thay đổi theo từng loại thực phẩm.
49
Thực phẩm chiếu xạ
Phát hiện thực phẩm chiếu xạ
Phương pháp acid béo
- Acid béo không bão hòa dễ bị phân hủy khi chiếu xạ: SP phổ
biến là hydrocarbon hoặc aldehyde
- Cách thực hiện
+ Xác định cấu trúc của các acid béo trong TP trước khi chiếu
xạ
+ Xác định cấu trúc của hydrocarbon và aldehyde trong TP qua
chiếu xạ
+ Xét mối quan hệ
 Không áp dụng cho thực phẩm không chứa béo
50
Thực phẩm chiếu xạ
Phát hiện thực phẩm chiếu xạ
Phương pháp phát quang
- Nguyên tắc
TP qua chiếu xạ có chứa các ion và electron tự do. Nếu là TP
rắn (lỏng, các ion và electron dễ biến mất) thì chúng có thể
tồn tại trong một thời gian dài. Chúng có thể tự kết hợp với
nhau tạo thành những phân tử phát sáng
- Thực hiện
Hòa tan TP vào nước: sử dụng bộ phận khuếch đại để đo cường
độ phát sáng
51
Thực phẩm chiếu xạ
Phát hiện thực phẩm chiếu xạ
Phương pháp đo cường độ hấp thu sóng điện từ
- Nguyên tắc
Đặt mẫu chiếu xạ trong một môi trường từ, các electron tự do sẽ
có tính chất từ
Xác định độ hấp thu sóng điện từ đi qua mẫu : đo cường độ
sóng radio trước và sau khi qua mẫu
Thực phẩm chiếu xạ
* Một nghiên cứu ở Trung Quốc chứng minh rằng không có bất kỳ
ảnh hưởng nào có hại cho 400 người tình nguyện thực hiện thí
nghiệm với khẩu phần ăn chứa 60 – 66% TPCX trong thời gian 15
tuần.
* Tại Mỹ, một công trình nghiên cứu trong thời gian 10 năm,
những người tình nguyện sử dụng khẩu phần ăn chứa 32 - 100%
TPCX với thời gian 15 ngày trong một năm. Sau 10 năm công bố
TPCX an toàn và không độc.
53
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
54
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
55
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
56
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Mục đích Liều lượng
chiếu xạ
Sản phẩm
Liều lượng thấp (≤ 1KGy)
Ức chế nảy mầm 0,05 ÷ 0,15 Khoai tây, hành, tỏi, gừng
Diệt sâu bọ, côn trùng, KST 0,15 ÷ 0,5 Ngũ cốc, RQ, cá, thịt
Làm chậm quá trình chín STH 0,5 ÷ 1,0 Rau quả tươi
57
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Liều lượng trung bình (1 ÷ 10KGy)
Kéo dài thời gian BQ 1,0 ÷ 3,0 Cá tươi
Diệt VSV gây bệnh 1,0 ÷ 7,0 Thủy sản, thịt, gia cầm
Cải thiện kỹ thuật CB 2,0 ÷ 7,0 Nước ép nho, rau quả
Liều lượng cao (10 ÷ 50KGy)
Tiệt trùng công nghiệp 30 ÷ 50 Thịt, gia cầm, thủy sản, TP ăn
liền
Giảm mức độ nhiễm VSV 10 ÷ 50 Phụ gia, enzyme
58
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Vấn đề thực vật nảy mầm
- Liều xạ 10-100Gy: hoạt hóa, rút ngắn thời gian
nảy mầm, được xem như là kỹ thuật chế biến
trong TP (malt đại mạch)
- Liều xạ 250-500Gy: ức chế
Diệt sâu bọ côn trùng
Liều xạ 150-500Gy: không thích hợp, vừa làm ô
nhiễm môi trường, vừa ảnh hưởng đến vệ sinh an
toàn TP
59
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Điều khiển quá trình chín và lão hóa của rau quả STH
Hiệu ứng Hướng tác động lên trái cây Loại trái cây
Dương tính
(tốt)
Làm chậm quá trình chín Chuối, xoài, đu đủ
Làm chậm quá trình lão hóa Sơ-ri, mơ, đu đủ
Khống chế một số bệnh thực vật Cà, dâu tây, sung
Âm tính
(xấu)
Phân hủy trái cây sau chiếu xạ Lê, bơ, cam, chanh,
bưởi, dưa leo, o-liu,
mận, táo, nho
Thúc đẩy quá trình chín Đào
Không có hiệu quả rõ rệt sau chiếu xạ Thơm, vải
60
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Diệt vi sinh vật
Giống vi sinh vật Liều xạ (KGy)
E.Coli 0,30 - 0,55
Listeria 0,20 - 1,10
Salmonella 0,31 - 1,30
Staphilococcus 0,34
Streptpcoccus 0,69 - 1,20
Staphylococcus aureus Clostridium botulinum Bacillus cereus
61
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Kết hợp chiếu xạ và các kỹ thuật khác
Thông thường kỹ thuật chiếu xạ không sử dụng đơn độc
một mình và phải kết hợp với các kỹ thuật khác như
- Chiếu xạ và bảo quản lạnh, lạnh đông: rau quả tươi
- Chiếu xạ và xử lý nhiệt (chiếu xạ có tác dụng hỗ trợ cho
xử lý nhiệt). Ví dụ: vô hoạt enzyme tự phân trong thịt ở
30oC, 200KGy hoặc 80oC, 10KGy sẽ đảm bảo an toàn về
mặt vi sinh
- Chiếu xạ và bao gói CK hoặc trong môi trường khí trơ sẽ
hạn chế sự tác động của ánh sáng, không khí
- Chiếu xạ và sấy sẽ làm giảm hàm ẩm (aw)
- Chiếu xạ và xử lý hóa chất nhằm kéo dài thời gian BQ
62
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Xử lý nguyên liệu
- Soup ăn liền: giảm kích thước phân tử
tinh bột, cellulose ====> khả năng hydrat
hóa được dễ dàng hơn khi được chiếu xạ
- Nước nho ===> tăng hiệu suất trích ly
khi được chiếu xạ
- Thịt ====> thay đổi cấu trúc, thịt gia
súc già sẽ trở nên mềm hơn khi được
chiếu xạ
- Malt ===> rút ngắn thời gian ươm mầm
63
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Một số kết quả chiếu xạ rau quả
* Chuối: Chủng Latan (Hawai): liều xạ 0,25-0,30kGy – thời
gian bảo quản tăng 50%. Nếu liều xạ 2,5-5kGy – chỉ tiêu
VS rất tốt nhưng vỏ màu sậm và thịt chuối mềm hơn
* Vải: Liều xạ 4kGy – nấm mốc bị tiêu diệt và giá trị CQ
không bị ảnh hưởng
Xoài: Xử lý ngâm nước 50-55oC trong 5 phút, chiếu xạ
0,75kGy – thời gian BQ ở 11oC tối thiểu là 30 ngày
* Đu đủ: Liều xạ không lớn hơn 1 kGy – Giá trị CQ không
bị ảnh hưởng. Ngâm nước 48oC/20 phút, kết hợp chiếu xạ
0,75 kGy – kết quả rất tốt
* Khoai tây: Liều xạ 0,1 kGy, BQ 10oC, Wkk 85%, thời
gian BQ tối thiểu 1 năm (khống chế được hiện tượng nẩy
mầm và mất trọng lượng)
64
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Một số kết quả chiếu xạ rau quả:
* Tỏi, củ hành: Liều xạ 2,125kGy. Sau 7 tháng BQ ở
10oC, Wkk=85%, tỷ lệ hư hỏng là 5% (tỏi) và 10%
(củ hành nhỏ). Các mẫu đối chứng có tỷ lệ hư hỏng là
72% và 100%.
* Măng tây:
- Liều xạ 1 kGy – BQ ở 2oC được 22 ngày (mẫu đối
chứng là 7 ngày)
- Liều xạ 1,5 kGy – BQ ở 2oC được 30 ngày
* Tiêu xay và ớt bột: Liều xạ 10 kGy – Không phát
hiện VSV. Mẫu đối chứng 103-106 cfu/g
65
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
Một số kết quả chiếu xạ thịt cá:
* Đùi ếch, tôm lột vỏ: dễ nhiễm Salmonella,
Staphylococcus aureus,…. Liều xạ: 2-5 kGy, BQ ở
-18oC – giá trị CQ không thay đổi so với mẫu
không chiếu xạ
* Cá tươi: dễ nhiễm Pseudomonas, Clostridium
botulinum,…. Cá ít mỡ nếu chiếu xạ kết hợp với
BQ ở 2oC
- 1 kGy: 10-12 ngày
- 2 kGy: 15-20 ngày
* Thịt tươi: chiếu xạ thịt trong bao bì polysterene
ở 0-2oC, liều xạ 1,5-2,5 kGy – giá trị CQ tốt, BQ
được 14 ngày (mẫu đối chứng: 6 ngày)
66
Thực phẩm chiếu xạ
67
Thực phẩm chiếu xạ
68
Thực phẩm chiếu xạ
1. Chiếu xạ với liều thích hợp sẽ tiêu diệt được các VSV gây bệnh như E.
coli, Salmonella... có trong thịt, gia cầm hay các loại TP khác, ngăn chặn
sự nảy mầm của khoai tây và tỏi, làm chậm quá trình chín của trái cây...
2. TP chiếu xạ không tiếp xúc với chất phóng xạ mà chỉ bị chiếu bởi tia
gamma từ nguồn phóng xạ, do đó không thể trở thành “TP phóng xạ”.
3. Sau khi chiếu xạ, TP không xuất hiện bất kỳ độc tố nào và không có sự
thay đổi các TPHH gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con người.
4. Chiếu xạ không làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như các Vit trong TP,
ngoài ra cũng không có thay đổi nào của aa và acid béo...
5. Các nhà máy sử dụng công nghệ chiếu xạ TP vận hành theo đúng qui
trình an toàn sẽ không gây hại gì đến môi trường xung quanh cũng như
không gây ảnh hưởng bất lợi về sức khỏe của công nhân làm việc.
Thực phẩm chiếu xạ
Ứng dụng:
Lịch sử hạt nhân
Thiết bị vận
chuyển
Nguồn
chiếu xạ
Lưu
trữ
Buồng
chiếu xạ

Chuong 2 thuc pham chieu xa

  • 2.
    NỘI DUNG 1. Mởđầu 2. Thiết bị chiếu xạ 3. Biến đổi của TP trong quá trình chiếu xạ 4. Đánh giá độc tố trong TP chiếu xạ 5. Phát hiện TP chiếu xạ 6. Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong TP THỰC PHẨM CHIẾU XẠ
  • 3.
    3 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Định nghĩa * Sử dụng tia bức xạ điện từ (có tính chất sóng) hoặc dòng electron tác động lên mẫu vật chất nhằm đạt được một số yêu cầu đặt ra
  • 4.
    4 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Vi khuẩn Côn trùng Ký sinh trùng Mục đích chiếu xạ TP : + Thực vật : ức chế sự nẩy mầm, làm chậm quá trình chín + Vi sinh vật : tiêu diệt nấm men, nấm mốc, VSV gây bệnh + Côn trùng : ức chế côn trùng, ký sinh trùng  Kéo dài thời gian BQ và xử lý kiểm dịch
  • 5.
    5 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Lịch sử phát triển - 1898: Reider (Đức) phát hiện khả năng tiêu diệt SV của tia X - Pierre và Marie Curie (Pháp) phát hiện Ra - 1904: Green (Mỹ) xác định khả năng tiêu diệt sinh vật của Ra - 1930: Wurst (Pháp) đăng ký tiệt trùng TP bằng các tia vật lý - 1950: Chiếu xạ được xem là phương pháp xử lý kỹ thuật - 1960: Bắt đầu sử dụng chiếu xạ trong CNTP
  • 6.
    6 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Sử dụng kỹ thuật chiếu xạ trong CNTP: - Năm 1960 : sử dụng ở hơn 40 nước (Mỹ, Canada, Pháp, Hà Lan, Phần Lan, Đan Mạch, Bỉ, Nhật, Trung Quốc, Thái Lan, Cuba, Argentina,….). - Nhóm TP được qua chiếu xạ (khoảng 40 mặt hàng) - Liều chiếu xạ (1- 60kGy) - Được sự chấp thuận của các tổ chức quốc tế WHO, FAO, IAEA, FDA,… - Việt Nam đã cho phép chiếu xạ TP từ năm 2004
  • 7.
    7 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Cơ chế diệt khuẩn: Tia bức xạ ion hóa các DNA của tế bào VSV gây bệnh Chiếu xạ ở liều đủ VSV không thể phục hồi các DNA bị đứt gãy tế bào bị chết trong quá trình phân bào Vi sinh vật chết hoặc mất khả năng sinh sản vì liên kết AND của tế bào bị tia X phá huỷ
  • 8.
    8 Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu  Liều chiếu xạ - giá trị năng lượng mà thiết bị cung cấp cho một đơn vị vật chất  Đơn vị đo lường liều chiếu xạ: Gray - Gy (Hệ SI) Mối quan hệ: 1Gy = 1J/kg  Chiếu xạ TP là kỹ thuật sử dụng : - Tia bức xạ điện từ - Dòng electron , tia gamma  Nâng cao chất lượng vệ sinh và ATTP  Kỹ thuật chiếu xạ TP – “thanh trùng lạnh”  Tiêu diệt VK có hại mà không cần nhiệt
  • 9.
    9 Thực phẩm chiếuxạ Sản phẩm đạt vô trùng cao nhất Tự động hóa, không làm tăng giá thành Hiệu quả cao, tốn năng lượng thấp Ngăn chặn sự nảy mầm của củ, hạt Làm chậm quá trình chín của trái cây Ngăn ngừa côn trùng phá hoại Phạm vi ứng dụng rộng (trên nhiều nguyên liệu) Ưu điểm Diệt và kiểm soát VSV gây bệnh Ít tổn thất dinh dưỡng, cảm quan
  • 10.
    Thực phẩm chiếuxạ - Nước bị phân hủy tạo ra peroxit làm oxy hóa các thành phần khác trong TP - Enzyme có thể bị ion hóa làm mất hoạt tính - Trong điều kiện yếm khí, thực phẩm có thể mất màu và mùi - Acid amin rất nhạy cảm với chiếu xạ, 50% tổng số lượng AA có thể bị mất - Pectin và cellulose: bị thay đổi nên thực phẩm sau khi chiếu xạ mềm hơn -Vitamin: có thể bị mất đi một ít - Phương pháp phát hiện thực phẩm chiếu xạ khó khăn, tốn kém, chưa kiểm soát  kỹ thuật nhạy cảm - Lipid : giảm do tạo thành peroxit và các sản phẩm oxy hóa khác như carbonyl - Chi phí đầu tư rất lớn (doanh nghiệp không thể đầu tư) - Vấn đề an toàn VSV: không vô hoạt được độc tố khi VSV đã sản sinh Nhược điểm của kỹ thuật chiếu xạ trong CNTP:
  • 11.
    Khái niệm nguyêntử : Cấu tạo: Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu
  • 12.
    Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Z A X N Z 
  • 13.
     Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu Z A X N Z N Z
  • 14.
    Khái niệm nguyêntử : Nguyên tố hoá học: Các nguyên tử có cùng số proton (Z) gọi là nguyên tố hoá học Đồng vị: Cùng số proton nhưng khác nhau về sô notron => A khác nhau VD: Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu 1 1 H 1 2 H 1 3 H 8 16 O 8 17 O 8 18 O
  • 15.
    Khái niệm nguyêntử : VD: Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu 27 56 Co 27 57 Co 27 58 Co 27 59 Co 27 60 Co 92 234 U 92 235 U 92 238 U
  • 16.
    Phản ứng hạtnhân: Định nghĩa: tất cả moi quá trình làm biến đổi hạt nhân gọi là phản ứng hạt nhân Phóng xạ: Hạt nhân không bền phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Tất cả tác động bên ngoài không ảnh hưởng tới hiện tượng phóng xạ Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu
  • 17.
    Thực phẩm chiếuxạ Mở đầu
  • 18.
    Phản ứng hạtnhân: Các loại tia phóng xạ: Tía α: + là chùm hạt nhân + Vận tốc 2.107 m/s + Chỉ đi được 8cm (ion hoá nguyên tử mạnh) + Không xuyên qua tấm bìa 1mm + Bị lệch trong điện trường và từ trường Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu 2 4 He
  • 19.
    Phản ứng hạtnhân: Các loại tia phóng xạ: Tía β: β- và β+ β- : + là chùm electron phóng xạ phổ biến + Vận tốc 3.108 m/s + Đi qua được vài met trong KK (ion hoá nguyên tử kém) + Không xuyên qua tấm nhôm vài mm + Bị lệch trong điện trường và từ trường Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu -1 0 e
  • 20.
    Phản ứng hạtnhân: Các loại tia phóng xạ: β+ : + là chùm electron hạt pozitron phóng xạ không phổ biến + Vận tốc 3.108 m/s + Đi qua được vài met trong KK (ion hoá nguyên tử kém) + Không xuyên qua tấm nhôm vài mm + Bị lệch trong điện trường và từ trường Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu +1 0 e
  • 21.
    Phản ứng hạtnhân: Các loại tia phóng xạ: Tia γ : + là chùm photon ánh sáng λ ≤ 10-11 m + Vận tốc 3.108 m/s + Đâm xuyên rất mạnh (Không ion hoá) + Xuyên qua tấm chì vài cm + Không bị lệch trong điện trường và từ trường Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu
  • 22.
    Phản ứng hạtnhân: Các loại tia phóng xạ: Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu Giấy Nhôm Chì
  • 23.
    Kiểm soát quátrình phản ứng: * Kiểm soát quá trình phản ứng: - Hấp thu lượng nơtron sinh ra sau mỗi lần phân hạch (K=1) - Các chất làm chậm phản ứng hạt nhân (phân hạch) + Nước nặng (D2O), nước thường, than chì,... + Các thanh điều kiển phản ứng Cadmi, Bo Thực phẩm chiếu xạ Mở đầu
  • 24.
    24 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy phát tia gamma (nguồn phonton hay nguồn tia gramma)  Phát ra photon và electron Nguyên tắc : sơ đồ phân rã 60 27Co  60 28Ni + e- +   sd phổ biến Hai tia gramma: 1,333 MeV và 1,172 MeV Chu kỳ bán hủy 5,27 năm
  • 25.
    25 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy phát tia gamma (nguồn phonton hay nguồn tia gramma)  Phát ra photon và electron 137 55Cs  135 56Ba + e- +  Hai tia gramma: 0,663MeV Chu kỳ bán hủy 30 năm  Chặn các nguồn electron (xuyên kém)  lấy nguồn gramma
  • 26.
    26 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy phát tia gamma Dòng photon được giữ lại trong buồng, dòng electron sẽ chạy lên trên
  • 27.
    27 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Đưa hàng hóa vào chiếu xạ Thành phẩm sau khi tiến hành chiếu xạ
  • 28.
    28 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy phát tia gamma Ưu điểm - Khả năng xuyên mẫu vật chất tốt hơn so với máy gia tốc - Chi phí năng lượng thấp hơn so với máy gia tốc (do chạy bằng điện) Nhược điểm - Môi trường bị ô nhiễm - Lịch hoạt động khó điều chỉnh
  • 29.
    29 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ
  • 30.
    30 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy gia tốc Hiệu ứng từ - Hiệu chỉnh được dòng hiệu ứng từ, chỉnh được dòng chuyển động của electron. - Dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh nó. Khi các electron chuyển động trong một từ trường ổn định: + Năng lượng không thay đổi + Quỹ đạo sẽ thay đổi
  • 31.
    31 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy gia tốc Các bộ phận của máy gia tốc - Tạo ra dòng electron (tia catode) - Gia tốc electron: điều chỉnh CĐ của electron ==> đạt mức năng lượng - Định hướng dòng electron ===> tác động lên TP - Tách electron tại cửa ra của thiết bị, nơi tiếp xúc với TP Hiệu ứng điện Sử dụng electrode với một điện thế nhất định, khi thay đổi giá trị của hiệu điện thế thì cường độ của electron cũng sẽ thay đổi A B V volts (-) (+)
  • 32.
    32 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy gia tốc  Phát ra dòng electron chứ không phát ra bức xạ điện từ 1: cực âm, 2: cực dương, 3: nam châm điện, 4: ống cathode (CRT) Hiện nay trên TG có khoảng vài chục máy gia tốc
  • 33.
    33 Thực phẩm chiếuxạ Thiết bị sử dụng trong kỹ thuật chiếu xạ Máy gia tốc Ưu điểm - Mức năng lượng có thể thay đổi dễ dàng, dao động trong phổ khá rộng - Không ô nhiễm môi trường Nhược điểm - Cấu tạo thiết bị rất phức tạp, cồng kềnh - Chi phí năng lượng rất lớn - Khả năng xuyên qua mẫu vật chất của electron kém  Ít sử dụng trong CNTP  Sử dụng nhiều trong y học : chiếu xạ ung thư
  • 34.
    34 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất 1. 1. Bức xạ điện từ : -dN = *N*dx -dN : số photon bị mất đi từ chùm tia chiếu xạ khi xuyên qua mẫu có độ dài là dx N : Số photon va chạm  : hệ số phụ thuộc bản chất, trạng thái mẫu và năng lượng các photon sử dụng.
  • 35.
    35 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 1.Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất 1. 2. Sự tương tác giữa photon và mẫu : - Không tương tác, photon hoàn toàn đâm xuyên vào mẫu - Khuếch tán qua mẫu và không có sự trao đổi năng lượng  Không gây ra sự biến đổi trong TP
  • 36.
    36 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất 1. 3. Sự tương tác giữa photon và nhân :  Phản ứng hạt nhân (quang nhân) - Là sự tương tác giữa photon và neutron hoặc photon và proton - Điều kiện phản ứng : mức năng lượng lớn hơn 10 MeV. Tuy nhiên : 60Co : 1,172MeV; 137Cs : 0,662 MeV  an tâm sử dụng mà không tạo nên phản ứng hạt nhân.
  • 37.
    37 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất 1.3. Sự tương tác giữa photon và nhân :  Hình thành những cặp electron - Nếu dùng Coban là nguồn phát ra chất phóng xạ - 1 photon của tia gamma xuyên qua trường tĩnh điện được tạo ra xung quanh một nhân…. sẽ biến mất và chuyển thành 2 electron mang điện trái dấu - Điều kiện: năng lượng photon lớn hơn 1,022 MeV
  • 38.
    38 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 1. Tác động chiếu xạ lên hạt vật chất So sánh tác động của tia gamma và dòng electron o Khả năng xuyên qua mẫu vật chất của tia gamma tốt hơn rất nhiều o Electron chỉ tác động lên những vùng gần trên bề mặt, làm xuất hiện electron bậc 2. o Tia gamma tác động lên toàn diện TP, làm biến đổi TP
  • 39.
    Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất Trong thực phẩm liều lượng chiếu xạ là 10kGy Acid amin Độ tổn thất (% so với KL trong mẫu trước khi xử lý) Mẫu qua xử lý nhiệt (121oC, 20 phút) Mẫu qua chiếu xạ (44KGy) Methionine 75 88 Lysine 85 95 – 100 Arginine 92 100 Phenylalanine 92 96 – 100 Leucine 96 - 100 96 - 100
  • 40.
    40 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất - Protein: có thể biến tính nhưng không cao (có thể bị mất cầu nối disulfur hay bị phân cách thành các peptid ngắn), không thể tiêu diệt VSV thông qua cơ chế phá hủy enzyme - Glucid: làm gãy mạch glucid nhưng tính chất của glucid không bị thay đổi đáng kể (có thể bị cắt mạch thành các polysaccharides ngắn hay bị oxy hoá thành acid hữu cơ gây chua cho sản phẩm.) - Lipid: có sự thay đổi nhiều, khi chiếu xạ sẽ tạo ra các gốc tự do để tác động với phân tử lipid (acid béo có thể bị cắt mạch hay bị oxy hóa nối đôi gây cho sản phẩm có mùi ôi)
  • 41.
    41 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất - Acid nucleic : cũng có thể thay đổi lớn, • Làm gãy mạch (1 hoặc 2 nhánh) • Hydroxylation các base • Phân hủy đường (ribo, deoxyribose) • Tạo cầu nối không theo quy luật rõ ràng Ảnh hưởng đến sự sinh sản của VSV, bảo vệ TP. - Vitamin : mất đi một phần các vitamin nhóm B, vitamin A, C, E, K, các amino acid và các acid béo không bão hòa.
  • 42.
    42 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ Thực phẩm Liều chiếu (kGy) Phần trăm hao hụt Thiamin (B1) Riboflavin (B2) Nicotinic acid Pyridoxine (B6) Pantothe nic acid Vitamin B12 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 - - Ảnh hưởng của chiếu xạ lên hàm lượng vitamin ở một số TP
  • 43.
    43 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ lên phân tử vật chất 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Sữa tươi Sữa bột Thịt bò Thịt heo Thịt gà tây Cá Loại thực phẩm %tổnthất (solượngVitcóbanđầutrongmẫu)
  • 44.
    44 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ lên vi sinh vật Tác động lên các cơ quan của tế bào : - Nhân, màng tế bào : sự tổn thương là ảnh hưởng đến khả năng sinh sản nên hạn chế sự phát triển của VSV trong TP - Các cơ quan khác : không ảnh hưởng Mức độ làm tổn thương tế bào - Hoạt tính trao đổi chất: giảm - Tế bào: chết sau một thời gian không lấy được thức ăn - Hiện tượng đột biến: đa số bị chết, nhưng một số tế bào chấp nhận được tác động của tia X do đột biến gen, có những cơ chất tự sửa chữa
  • 45.
    45 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiếu xạ 2. Tác động chiếu xạ đến trạng thái vật chất Hiện tượng vật lý - Tương tác với các phân tử khí hoặc các phân tử khí có thể bị ion hóa - Tương tác với chất lỏng, phát sinh gốc tự do (chất béo, nước) : trạng thái k thay đổi. - Tương tác với chất rắn, nếu liều lượng chiếu xạ quá lớn thì gây ảnh hưởng đến cấu trúc, màu sắc, sự phát quang của TP Năng lượng bức xạ có thể bị phân giải một phần dưới dạng nhiệt năng nhưng không đáng kể  nhiệt độ thực phẩm không tăng cao.
  • 46.
    46 Thực phẩm chiếuxạ Các biến đổi về bao bì trong quá trình chiếu xạ 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 HCl trong sản phẩm. Giòn, dễ vỡ Giảm khối lượng bao bì Bị mờ
  • 47.
    47 Thực phẩm chiếuxạ Đánh giá độc tố thực phẩm chiếu xạ Phương pháp cổ điển - Thí nghiệm trên thỏ/chuột: Có hai nhóm động vật thí nghiệm + 1 nhóm sử dụng thức ăn qua chiếu xạ + 1 nhóm sử dụng thức ăn qua xử lý bằng kỹ thuật khác (nhiệt, chất BQ,…) + 2 khẩu phần thức ăn có thành phần tương đương nhau + Sau 1 thời gian sẽ theo dõi các chỉ tiêu (sự tăng trọng, tình trạng sức khỏe, hệ VSV đường ruột, khả năng sinh sản, di truyền và các thế hệ đời sau,…) - Kết quả Thế hệ Số chuột con được sinh ra Tỉ lệ chết Chỉ số sinh sản Lô kiểm chứng (thức ăn qua xử lý nhiệt 121oC, 20 phút) F0 7239 13,16 1,44 F1 7222 18,46 1,35 F2 7347 13,70 1,36 Lô thí nghiệm (thức ăn chiếu xạ 44KGy) F0 7645 6,15 1,65 F1 8054 10,91 1,65 F2 8247 7,36 1,75
  • 48.
    48 Thực phẩm chiếuxạ Đánh giá độc tố thực phẩm chiếu xạ Phương pháp hóa xạ - Kết quả: + Liều xạ thấp ( 1KGy): gần như không có xuất hiện hóa chất lạ nào cả + Liều xạ trung bình (1 - 10KGy): gần như không có xuất hiện hóa chất lạ nào cả + Liều xạ cao (10 - 50KGy): xuất hiện SP xạ ly mới nhưng không phải chất độc - Kết luận chung: + SP xạ ly đặc trưng cho TP chiếu xạ + So sánh thành phần cơ bản của TP được xử lý bằng chiếu xạ và kỹ thuật khác + Mối quan hệ giữa liều xạ và hàm lượng SP xạ ly trong TP, liều xạ càng cao thì SP xạ ly càng tăng + Các yếu tố ảnh hưởng cần chú ý: nhiệt độ, hàm lượng nước trong TP, sự có mặt của oxy, … sẽ làm cho SP xạ ly bị thay đổi + Giá trị liều xạ an toàn (>=10kGy), thay đổi theo từng loại thực phẩm.
  • 49.
    49 Thực phẩm chiếuxạ Phát hiện thực phẩm chiếu xạ Phương pháp acid béo - Acid béo không bão hòa dễ bị phân hủy khi chiếu xạ: SP phổ biến là hydrocarbon hoặc aldehyde - Cách thực hiện + Xác định cấu trúc của các acid béo trong TP trước khi chiếu xạ + Xác định cấu trúc của hydrocarbon và aldehyde trong TP qua chiếu xạ + Xét mối quan hệ  Không áp dụng cho thực phẩm không chứa béo
  • 50.
    50 Thực phẩm chiếuxạ Phát hiện thực phẩm chiếu xạ Phương pháp phát quang - Nguyên tắc TP qua chiếu xạ có chứa các ion và electron tự do. Nếu là TP rắn (lỏng, các ion và electron dễ biến mất) thì chúng có thể tồn tại trong một thời gian dài. Chúng có thể tự kết hợp với nhau tạo thành những phân tử phát sáng - Thực hiện Hòa tan TP vào nước: sử dụng bộ phận khuếch đại để đo cường độ phát sáng
  • 51.
    51 Thực phẩm chiếuxạ Phát hiện thực phẩm chiếu xạ Phương pháp đo cường độ hấp thu sóng điện từ - Nguyên tắc Đặt mẫu chiếu xạ trong một môi trường từ, các electron tự do sẽ có tính chất từ Xác định độ hấp thu sóng điện từ đi qua mẫu : đo cường độ sóng radio trước và sau khi qua mẫu
  • 52.
    Thực phẩm chiếuxạ * Một nghiên cứu ở Trung Quốc chứng minh rằng không có bất kỳ ảnh hưởng nào có hại cho 400 người tình nguyện thực hiện thí nghiệm với khẩu phần ăn chứa 60 – 66% TPCX trong thời gian 15 tuần. * Tại Mỹ, một công trình nghiên cứu trong thời gian 10 năm, những người tình nguyện sử dụng khẩu phần ăn chứa 32 - 100% TPCX với thời gian 15 ngày trong một năm. Sau 10 năm công bố TPCX an toàn và không độc.
  • 53.
    53 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
  • 54.
    54 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
  • 55.
    55 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm
  • 56.
    56 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Mục đích Liều lượng chiếu xạ Sản phẩm Liều lượng thấp (≤ 1KGy) Ức chế nảy mầm 0,05 ÷ 0,15 Khoai tây, hành, tỏi, gừng Diệt sâu bọ, côn trùng, KST 0,15 ÷ 0,5 Ngũ cốc, RQ, cá, thịt Làm chậm quá trình chín STH 0,5 ÷ 1,0 Rau quả tươi
  • 57.
    57 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Liều lượng trung bình (1 ÷ 10KGy) Kéo dài thời gian BQ 1,0 ÷ 3,0 Cá tươi Diệt VSV gây bệnh 1,0 ÷ 7,0 Thủy sản, thịt, gia cầm Cải thiện kỹ thuật CB 2,0 ÷ 7,0 Nước ép nho, rau quả Liều lượng cao (10 ÷ 50KGy) Tiệt trùng công nghiệp 30 ÷ 50 Thịt, gia cầm, thủy sản, TP ăn liền Giảm mức độ nhiễm VSV 10 ÷ 50 Phụ gia, enzyme
  • 58.
    58 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Vấn đề thực vật nảy mầm - Liều xạ 10-100Gy: hoạt hóa, rút ngắn thời gian nảy mầm, được xem như là kỹ thuật chế biến trong TP (malt đại mạch) - Liều xạ 250-500Gy: ức chế Diệt sâu bọ côn trùng Liều xạ 150-500Gy: không thích hợp, vừa làm ô nhiễm môi trường, vừa ảnh hưởng đến vệ sinh an toàn TP
  • 59.
    59 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Điều khiển quá trình chín và lão hóa của rau quả STH Hiệu ứng Hướng tác động lên trái cây Loại trái cây Dương tính (tốt) Làm chậm quá trình chín Chuối, xoài, đu đủ Làm chậm quá trình lão hóa Sơ-ri, mơ, đu đủ Khống chế một số bệnh thực vật Cà, dâu tây, sung Âm tính (xấu) Phân hủy trái cây sau chiếu xạ Lê, bơ, cam, chanh, bưởi, dưa leo, o-liu, mận, táo, nho Thúc đẩy quá trình chín Đào Không có hiệu quả rõ rệt sau chiếu xạ Thơm, vải
  • 60.
    60 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Diệt vi sinh vật Giống vi sinh vật Liều xạ (KGy) E.Coli 0,30 - 0,55 Listeria 0,20 - 1,10 Salmonella 0,31 - 1,30 Staphilococcus 0,34 Streptpcoccus 0,69 - 1,20 Staphylococcus aureus Clostridium botulinum Bacillus cereus
  • 61.
    61 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Kết hợp chiếu xạ và các kỹ thuật khác Thông thường kỹ thuật chiếu xạ không sử dụng đơn độc một mình và phải kết hợp với các kỹ thuật khác như - Chiếu xạ và bảo quản lạnh, lạnh đông: rau quả tươi - Chiếu xạ và xử lý nhiệt (chiếu xạ có tác dụng hỗ trợ cho xử lý nhiệt). Ví dụ: vô hoạt enzyme tự phân trong thịt ở 30oC, 200KGy hoặc 80oC, 10KGy sẽ đảm bảo an toàn về mặt vi sinh - Chiếu xạ và bao gói CK hoặc trong môi trường khí trơ sẽ hạn chế sự tác động của ánh sáng, không khí - Chiếu xạ và sấy sẽ làm giảm hàm ẩm (aw) - Chiếu xạ và xử lý hóa chất nhằm kéo dài thời gian BQ
  • 62.
    62 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Xử lý nguyên liệu - Soup ăn liền: giảm kích thước phân tử tinh bột, cellulose ====> khả năng hydrat hóa được dễ dàng hơn khi được chiếu xạ - Nước nho ===> tăng hiệu suất trích ly khi được chiếu xạ - Thịt ====> thay đổi cấu trúc, thịt gia súc già sẽ trở nên mềm hơn khi được chiếu xạ - Malt ===> rút ngắn thời gian ươm mầm
  • 63.
    63 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Một số kết quả chiếu xạ rau quả * Chuối: Chủng Latan (Hawai): liều xạ 0,25-0,30kGy – thời gian bảo quản tăng 50%. Nếu liều xạ 2,5-5kGy – chỉ tiêu VS rất tốt nhưng vỏ màu sậm và thịt chuối mềm hơn * Vải: Liều xạ 4kGy – nấm mốc bị tiêu diệt và giá trị CQ không bị ảnh hưởng Xoài: Xử lý ngâm nước 50-55oC trong 5 phút, chiếu xạ 0,75kGy – thời gian BQ ở 11oC tối thiểu là 30 ngày * Đu đủ: Liều xạ không lớn hơn 1 kGy – Giá trị CQ không bị ảnh hưởng. Ngâm nước 48oC/20 phút, kết hợp chiếu xạ 0,75 kGy – kết quả rất tốt * Khoai tây: Liều xạ 0,1 kGy, BQ 10oC, Wkk 85%, thời gian BQ tối thiểu 1 năm (khống chế được hiện tượng nẩy mầm và mất trọng lượng)
  • 64.
    64 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Một số kết quả chiếu xạ rau quả: * Tỏi, củ hành: Liều xạ 2,125kGy. Sau 7 tháng BQ ở 10oC, Wkk=85%, tỷ lệ hư hỏng là 5% (tỏi) và 10% (củ hành nhỏ). Các mẫu đối chứng có tỷ lệ hư hỏng là 72% và 100%. * Măng tây: - Liều xạ 1 kGy – BQ ở 2oC được 22 ngày (mẫu đối chứng là 7 ngày) - Liều xạ 1,5 kGy – BQ ở 2oC được 30 ngày * Tiêu xay và ớt bột: Liều xạ 10 kGy – Không phát hiện VSV. Mẫu đối chứng 103-106 cfu/g
  • 65.
    65 Thực phẩm chiếuxạ Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong thực phẩm Một số kết quả chiếu xạ thịt cá: * Đùi ếch, tôm lột vỏ: dễ nhiễm Salmonella, Staphylococcus aureus,…. Liều xạ: 2-5 kGy, BQ ở -18oC – giá trị CQ không thay đổi so với mẫu không chiếu xạ * Cá tươi: dễ nhiễm Pseudomonas, Clostridium botulinum,…. Cá ít mỡ nếu chiếu xạ kết hợp với BQ ở 2oC - 1 kGy: 10-12 ngày - 2 kGy: 15-20 ngày * Thịt tươi: chiếu xạ thịt trong bao bì polysterene ở 0-2oC, liều xạ 1,5-2,5 kGy – giá trị CQ tốt, BQ được 14 ngày (mẫu đối chứng: 6 ngày)
  • 66.
  • 67.
  • 68.
  • 69.
    1. Chiếu xạvới liều thích hợp sẽ tiêu diệt được các VSV gây bệnh như E. coli, Salmonella... có trong thịt, gia cầm hay các loại TP khác, ngăn chặn sự nảy mầm của khoai tây và tỏi, làm chậm quá trình chín của trái cây... 2. TP chiếu xạ không tiếp xúc với chất phóng xạ mà chỉ bị chiếu bởi tia gamma từ nguồn phóng xạ, do đó không thể trở thành “TP phóng xạ”. 3. Sau khi chiếu xạ, TP không xuất hiện bất kỳ độc tố nào và không có sự thay đổi các TPHH gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con người. 4. Chiếu xạ không làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như các Vit trong TP, ngoài ra cũng không có thay đổi nào của aa và acid béo... 5. Các nhà máy sử dụng công nghệ chiếu xạ TP vận hành theo đúng qui trình an toàn sẽ không gây hại gì đến môi trường xung quanh cũng như không gây ảnh hưởng bất lợi về sức khỏe của công nhân làm việc. Thực phẩm chiếu xạ
  • 70.
  • 71.
  • 72.
    Thiết bị vận chuyển Nguồn chiếuxạ Lưu trữ Buồng chiếu xạ