Thực phẩm chiếu xạ là cách thức tác động lên thực phẩm bằng tia ion hóa. Những tia có năng lượng cao đi xuyên qua sản phẩm, tiêu diệt hầu như tất cả vi khuẩn có hại và sinh vật kí sinh ở trên hay bên trong thực phẩm. Tất nhiên, phần thực phẩm còn lại chỉ trải qua những biến đổi hóa học không đáng kể.
Có ba loại thực phẩm chiếu xạ: dùng tia gamma – chất đồng vị phóng xạ (như 60Co) được chọn đặc trưng để tác động lên thực phẩm; tia electron – dùng trực tiếp dòng electron chiếu lên thực phẩm để tiêu diệt vi khuẩn; và tia X – tập trung một dòng eletron xuyên qua tấm kim loại mỏng để tạo ra tia X. Cả dòng electron và tia X đều được tạo ra từ máy có thể tắt được và không cần phải dùng bất kì chất phóng xạ nào (National Consumers League, 1701 K Street NW, Suite 1200 Washington, DC 2006).
Cơ chế chiếu xạ thực phẩm
Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc của chất Cesium 137 để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng (thịt), vi sinh vật, sâu bọ, côn trùng và ký sinh trùng (lúa mì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc, trái cây khô), làm chậm lại sự phát triển, làm chậm chín cũng như ngăn chặn sự nảy mầm ở các loại trái cây và củ hành… Phóng xạ tác động thẳng vào phần DNA tức là phần quyết định tính chất di truyền, làm tế bào không thể phân cắt được.
Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồn đồng vị phóng xạ (60Co hoặc 137Cs) hoặc tia X và các dòng electron được phát ra từ máy phát.
Chiếu xạ bằng dòng electron
Dòng electron chạy qua một điện trường với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Dòng electron như một tia xạ đặc biệt, có khả năng xuyên qua nhiều lớp tế bào hơn là các photon. Vì vậy dòng electron sẽ xuyên sâu vào thực phẩm chiếu xạ vài inch, điều này còn phụ thuộc vào độ dày của thực phẩm thực phẩm chiếu xạ. Bao quanh máy chiếu xạ electron là một tấm chắn bảo vệ bằng bê tông vững chắc, để bảo vệ không gây ảnh hưởng đến những công nhân làm việc ở đây.
Chiếu xạ bằng tia Gramma
Sử dụng Cobalt 60 là phương pháp thích hợp để chiếu xạ hầu hết các loại thực phẩm, là phương pháp phổ biến hiện nay, bởi vì chúng có khả năng xuyên sâu tốt, đồng thời chúng ta có thể kiểm soát được khả năng xuyên thấu nhờ các tấm đỡ pallet hay tole. Một pallet hoặc tole thường mất đi tác dụng bảo vệ từ vài phút đến vài giờ tùy thuộc vào lượng phóng xạ. Chất phóng xạ phải được theo dõi và chứa cẩn thận để bảo vệ nhân viên và môi trường khỏi tác hại của tia gamma từ chính chúng. Trong suốt quá trình hoạt động chiếu xạ diễn ra, các yếu tố trên được xem là tấm chắn an toàn bảo vệ. Hầu hết trong các thiết kế thì súng chiếu xạ đều hướng tia xạ vào một hồ chứa đầy nước, nước sẽ hấp thụ tia xạ, làm giảm tác hại tia xạ, dẫn chúng tới các tấm chắn xạ. Nước trong hồ này sẽ bị làm nóng lên do năng lượng của các tia xạ bị nước hấp thu. Có một cách thiết kế nữa để giảm sức mạnh của tia xạ là thiết kế các tấm chắn có khả năng giữ ẩm cao, tức các tâm chắn thường ẩm ướt, nhất là nơi các tia xạ tập trung vào. Tuy nhiên cách này không thông dụng. Có nhiều cách chiếu xạ gramma, 60Co được tiến hành hoàn toàn dưới môi trường nước. Và sản phẩm và quá trình chiếu xạ được tiến hành trong một chuông kín. Đặc điểm nổi trội phương pháp này là chúng ta không cần dùng các tấm chắn bảo vệ nữa.
Chiếu xạ bằng tia X
Tương tự như tia gramma, tia X cũng là hạt photon có quang phổ rộng, được sử dụng cơ bản trong chiếu xạ. Tia X được sinh ra do sự va chạm electron với một vật liệu đích như tantalum hay tungsten như đã biết các electron hơn mức cần thiết để sinh ra một lượng photon để chiếu xạ. Giống như các phương pháp vật liệu này đóng vai trò như cực dương trong dòng điện. Tia X cũng có khả năng xuyên thấu ngang bằng như 60Co. Với việc sử dụng các dòng electron sinh ra tia X, ta có thể ngưng quá trình chiếu xạ một cách dễ dàng bằng cách ngắt dòng điện. Tuy nhiên, quá trình này làm hao phí nhiều năng lượng vì cần dùng nhiều dòng khác, chiếu xạ bằng tia X cũng cần các tấm chắn để bảo vệ môi trường và những người làm việc trong môi trường chiếu xạ. Bình thường tia X được giới hạn trong khoảng 5MeV, ở Mỹ thì tiêu chuẩn cho phép cao hơn là 7.5 MeV. Ở các khu vực phát triển khác dòng điện cho phép có thể là 1000kW. Sức mạnh của tia X có thể đạt tới 100kW. Tương đương sức mạnh của tia Gramma 60Co khoảng 6.5 M Ci.s
Thiết bị chiếu xạ có thể là loại vận hành theo chế độ “xử lí liên tục” hoặc loại “xử lí theo mẻ”. Việc kiểm soát quá trình chiếu xạ thực phẩm tại tất cả các loại thiết bị gắn liền với việc sử dụng các phương pháp được chấp nhận để đo liều xạ hấp thụ và các phương pháp dùng để giám sát các thông số vật lí của quá trình này. Việc vận hành các thiết bị chiếu xạ thực phẩm phải tuân theo các khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thực phẩm.
Các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm phát ra các photon có năng lượng đặc trưng. Chất đồng vị được sử dụng làm nguồn phóng xạ hoàn toàn quyết định khả năng đâm xuyên của bức xạ phát ra. Hoạt động của nguồn được đo bằng đơn vị Becquerel (Bq) và phải được nhà cung cấp nguồn công bố. Hoạt động của nguồn phải được ghi đầy đủ và lưu giữ lại, có tính đến sự tự nhân ra của nguồn kèm theo ngày đo và tính kết quả. Các nguồn phóng xạ thường xuyên được bảo quản ở khu vực riêng biệt, được che chắn, bảo vệ an toàn và có tín hiệu báo chính xác vị trí hoạt động và bảo quản an toàn nguồn phóng xạ và được nối liên động với hệ thống vận chuyển sản phẩm. Nguồn bức xạ được sử dụng có thể là chùm electron hoặc chùm tia X được phát ra từ các máy phát thích hợp. Khả năng xuyên sâu của bức xạ được quy định bởi năng lượng của electron. Năng lượng trung bình chùm tia được ghi lại đầy đủ, có chỉ dẫn rõ ràng về việc thiết lập chính xác các thông số của máy. Các thông số này nối liền với nguồn và hệ thống vận chuyển sản phẩm. Tốc độ dịch chuyển của sản phẩm, độ rộng chiếu tia, tốc độ quét và tần số xung của chùm tia được điều chỉnh đảm bảo đồng đều liều xạ trên toàn bộ bề mặt sản phẩm.
Trước khi chiếu xạ thực phẩm thường tiến hành một số phép đo lường để kiểm chứng quy trình chiếu xạ sao cho đáp ứng yêu cầu. Hàng ngày, việc đo liều được thực hiện trong suốt quá trình vận hành chiếu xạ và được lưu lại.
Các khoa học gia khắp mọi nơi trên thế giới đều xác nhận rằng chiếu xạ thực phẩm là phương pháp rất an toàn vì chỉ sử dụng tia phóng xạ ở một cường độ thật thấp mà thôi. Cường độ 0.15 kGy có thể làm ngăn cản sự nẩy mầm của củ hành và của khoai tây. Cường độ từ 3 đến 7 kGy (kilo Gray) có thể diệt được vi khuẩn E.coli và vi khuẩn Salmonella. Nhờ sử dụng tia phóng xạ ở cường độ quá thấp, nên sản phẩm chiếu xạ sẽ không trở nên phát xạ (radioctive) được để gây hại đến sức khỏe của chúng ta. Các chất dinh dưỡng khác như protein, glucide và chất béo lipid cũng không mấy bị thay đổi. Hương vị có thể bị thay đổi ở một mức độ rất thấp không khác chi cho lắm nếu so sánh với các kỹ thuật hấp khử trùng bằng autoclave như thường được sử dụng từ xưa nay. Người ta đã giải quyết một phần điểm bất lợi nầy bằng cách áp dụng kỹ thuật vô bao trong chân không (vacuum packed), nghĩa là sau khi cho thịt vào trong bao, không khí liền được rút hết ra ngoài trước khi ép kín bao lại, và sau đó thì cho chiếu xạ sản phẩm.
FOODNK
