Dành cho chuyên gia: Chiếu xạ ảnh hưởng đến thực phẩm như thế nào?

Chiếu xạ ion hóa có thể kéo dài thời hạn sử dụng và cải thiện chất lượng cũng như độ an toàn của thực phẩm. Các tổ chức mang tầm vóc quốc gia và quốc tế cũng như các cơ quan quản lý đã kết luận rằng thực phẩm chiếu xạ là an toàn và lành mạnh. Một bản tóm tắt cơ bản về những vấn đề liên quan đến thực phẩm chiếu xạ để dẫn đến các kết luận này đã được ban hành. Mặc dù bị giới hạn sử dụng trong quá khứ nhưng việc sử dụng thực phẩm chiếu xạ ngày càng tăng vì người tiêu dùng bắt đầu đánh giá cao những lợi ích của chúng. Mối quan tâm đến việc sử dụng chiếu xạ thực phẩm đã tăng lên sau năm 1997 khi Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê chuẩn việc chiếu xạ để kiểm soát mầm bệnh trong thịt đỏ và các sản phẩm từ thịt chưa qua chế biến. Chính điều này đã đưa đến nhiều nghiên cứu về một loạt các ứng dụng chiếu xạ thực phẩm. Bởi vì thực phẩm thường được đóng gói sẵn trước khi chiếu xạ, cho nên yêu cầu cần có những đánh giá về tính an toàn do khả năng xuất hiện một số chất bị phân giải từ vật liệu đóng gói do quá trình chiếu xạ nhiễm vào thực phẩm. Vì vậy, việc sử dụng các vật liệu đóng gói này phải được xem xét và chấp thuận trước khi sử dụng chúng theo quy định.

Chiếu xạ ion hóa

 Phóng xạ dùng để xử lý thực phẩm được thu từ các ứng dụng của các tia gamma (với đồng vị phóng xạ Co-60 hoặc Cesium-137), các chùm electron (năng lượng cao, lên đến 10 MeV), hoặc tia X (năng lượng cao, lên đến 5 MeV). Nguyên tắc phóng  xạ giải thích cách thức các tia gamma, chùm electron và tia X tương tác với vật chất. Những tương tác này dẫn đến sự hình thành các electron mang năng lượng ở các vị trí ngẫu nhiên xuyên suốt vật chất, từ đó hình thành các ion phân tử mang năng lượng. Những ion này có thể là đối tượng cho các điện tử kết nối vào  và phóng thích ra, cũng như nhanh chóng sắp xếp lại thông qua các phản ứng ion phân tử, hoặc chúng có thể phân ly theo thời gian tùy thuộc vào sự phức tạp của các ion phân tử. Ảnh hưởng của phóng xạ lên vật thể phụ thuộc vào loại phóng xạ và mức năng lượng của nó, cũng như thành phần, trạng thái vật lý, nhiệt độ và môi trường không khí của các vật liệu hấp thụ. Các biến đổi về mặt hóa học trong vật chất có thể diễn ra thông qua hiệu ứng phóng thích phóng xạ ban đầu, đây là kết quả của sự hấp phụ năng lượng bởi vật thể hấp thụ phóng xạ hoặc thông qua hiệu ứng thứ hai, là kết quả của các gốc tự do hoạt tính cao và ion hoạt động được tạo ra từ hiệu ứng đầu tiên. Những chất trung gian hoạt tính cao này có thể trải qua một loạt các phản ứng hóa học để cho ra sản phẩm bền hoá học. Nói chung, đó là những sản phẩm hóa học được nhận diện và phân loại là các sản phẩm bị phân huỷ do chiếu xạ. Đối với các sinh vật sống, những biến đổi về mặt hóa học cuối cùng có thể dẫn đến những hậu quả về mặt sinh học trong trường hợp nguồn nguyên liệu có chứa các sinh vật sống.

Chiếu xạ thực phẩm

Việc sử dụng chiếu xạ ion hóa để bảo quản thực phẩm bắt đầu vào đầu những năm 1920. Sau đó, trong những năm 1950-1960, quân đội Mỹ đã tiến hành nghiên cứu chiếu xạ liều thấp và liều cao cho các khẩu phần ăn trong quân đội. Những thí nghiệm này đã thúc đẩy các nghiên cứu tương tự ở các nước khác, và sự quan tâm đến chiếu xạ thực phẩm đã tăng từ thời điểm ấy. Với ứng dụng thích hợp, chiếu xạ có thể là một phương tiện hiệu quả để loại bỏ và/hoặc làm giảm mức độ phá hoại của vi khuẩn và côn trùng cùng với các bệnh do thực phẩm gây ra, qua đó cải thiện tính an toàn của nhiều loại thực phẩm cũng như kéo dài thời hạn sử dụng của chúng.

Sự an toàn của việc sử dụng thực phẩm chiếu xạ

Có nhiều nghi vấn về sự an toàn của việc sử dụng thực phẩm chiếu xạ đối với con người vì bức xạ ion hóa có thể dẫn đến những thay đổi về mặt hóa học. Do đó, tính lành mạnh của thực phẩm chiếu xạ đã trở thành mục tiêu nghiên cứu mang tầm vóc quốc gia và quốc tế , và phải được xem xét và đánh giá bởi Hội đồng chuyên gia của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), và Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO). Các nhóm chuyên gia đã thống nhất kết luận rằng quá trình chiếu xạ thực phẩm không làm tăng bất kỳ độc tố, vi sinh, hoặc những rủi ro về dinh dưỡng nào ngoài những lợi ích mà nó mang lại như các kỹ thuật chế biến thực phẩm thông thường khác. Các tổ chức này, cùng với Ủy ban Tiêu chuẩn Thực phẩm Quốc tế (Codex Alimentarius Commission) và hàng loạt cơ quan quản lý, đã xác nhận sự an toàn của thực phẩm chiếu xạ, ban hành các tiêu chuẩn Thực hành Sản Xuất Tốt (Good Manufacturing Practices – GMP) và Thực hành Chiếu xạ Tốt (Good Irradiation Practices – GIPS). Điều này đã dẫn đến việc chính phủ của nhiều quốc gia đã chấp nhận các loại thực phẩm chiếu xạ, mặc dù không phải tất cả các phê chuẩn này đều  khiến cho thị trường chấp nhận sử dụng thực phẩm chiếu xạ.

Nhận dạng và phát hiện thực phẩm chiếu xạ

Khả năng phân biệt rõ ràng giữa các loại thực phẩm hoặc nguyên liệu có chiếu xạ và không chiếu xạ là mối quan tâm của các cơ quan chính phủ, các cơ sở chế biến thực phẩm và người tiêu dùng. Ngoài ra, các kiểm tra phát hiện có thể được sử dụng để bắt buộc về các quy định ghi nhãn (xem bên dưới) nhằm  nhận diện thực phẩm chiếu xạ. Việc công bố trên nhãn sẽ củng cố lòng tin của người tiêu dùng vì nó đảm bảo quyền được lựa chọn của họ. Hơn nữa, kiến thức về biến đổi hóa học do phóng xạ gây ra trên thực phẩm sẽ cung cấp nền tảng khoa học cho việc đánh giá độ an toàn của việc tiêu thụ thực phẩm chiếu xạ.

Một số phương pháp phát hiện đã trở thành mục tiêu nghiên cứu hợp tác giữa các phòng thí nghiệm trên thế giới bao gồm electron cộng hưởng quay (ESR), phương pháp phát quang (TL), phương pháp vật lý, phương pháp hóa học, và phương pháp sinh học. ESR đo nồng độ các gốc tự do trong vật thể được chiếu xạ. Các phương pháp phát quang đo sự hiện diện của các phân tử bị kích thích như ánh sáng phát ra trên vật liệu gia nhiệt (ThermoLuminescence – TL). Các phương pháp vật lý dựa trên những thay đổi về tính chất vật lý của vật chất ví dụ như độ nhớt. Các phương pháp hóa học dựa trên thông số của các sản phẩm phân li do chiếu xạ, ví dụ: sử dụng phương pháp sắc ký khí (GC) để đo các sản phẩm phân li do chiếu xạ bay hơi như ankan, anken và 2-alkylcyclobutanones trong thực phẩm chứa chất béo, hoặc để đo các hợp chất không bay hơi như 6- ketocholesterol và o-tyrosine. Các phương pháp sinh học dựa trên việc đo lường những thay đổi xảy ra trong các cá thể vi sinh vật hay những thay đổi trong sự nảy mầm thực vật dưới tác dụng của việc chiếu xạ. Phương pháp thực tế nhất là phương pháp electron cộng hưởng quay ESR (đối với các loại thực phẩm có chứa xương, vỏ sò, hoặc các dạng hạt khác), phương pháp phát quang – TL (đối với các loại thực phẩm có chứa các hạt bụi khoáng) và sắc ký khí GC (đối với thực phẩm chứa chất béo). Những  nỗ lực liên tục để phát triển các phương pháp phát hiện đang tập trung vào việc khảo nghiệm chuỗi DNA và những thay đổi về phân bố khối lượng trong phân tử protein bằng phương pháp điện di gián đoạn SDS (polyacryamide electrophoresis SDS-PAGE) và định lượng bằng phương pháp quét lazer đo tỷ trọng.

Tài liệu tham khảo:

http://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/IrradiatedFoodPackaging/ucm081050.htm