طرق حفظ الأغذية بالتشعيع (الأشعة)

انتشار تقنية التشعيع الغذائي:
لقد حرصت دول عديدة على استخدام الغذاء المشعع مثل: الأرجنتين، وبنجالادش،وبلجيكا والبرازيل وكندا والصين الشيوعية وكستاريكا، وكرواتيا، وكوباوالدانمارك وفنلندا وفرنسا والمجر وروسيا وجنوب إفريقيا وأسبانيا وسورياوتايلند وبريطانيا وأوكرانيا والأورجواي وأمريكا وفيتنام ويوغسلافيا. وكانمجموع ما صرحت به تلك الدول من أصناف الأغذية يزيد على 40 صنفاً. وهناك 28دولة تقريباً تستخدم تقنية التشعيع الغذائي بصورة تجارية، وقد بلغ حجمالبهارات المعالجة بالإشعاع عام 1995 حوالي 50.000 طن متري.
عنوان الجدول: الجرعة الإشعاعية المطلوبة في التطبيقات المختلفة لتشعيع الأغذية

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


مفهوم حفظ الأغذية بالتشعيع
عملية التشعيع بالتعريف هي تعريض المنتجات الزراعية والغذائية إلى الأشعةالمؤينة عديمة الكتلة، عديمة الأثر، ذات الطاقة العالية في صورة جرعةمقننة مرخص بها ولفترة زمنية معينة داخل وحدة تشعيع محكمة عن طريق إدخالالغذاء المغلف بواسطة سير آلي إلى داخل غرفة ذات جدران أسمنتية سميكة حيثيتم تعريض المادة الغذائية إلى الأشعة وذلك حسب نوعها ، حيث تعرض لأشعةجاما لفترة تتراوح مابين 15إلى45 دقيقة , أو لأشعة الحزم الإلكترونية لبعضالثواني ، وخلال عملية التشعيع فإنه يجب أن يكون الغذاء أو مصدر الأشعةمتحركين وذلك لضمان أن الأشعة اخترقت الغذاء بشكل كاف؛ وبعد أن تنتهيعملية التشعيع بواسطة أشعة جاما ، يتم غمر القضبان المشعة في مسبح مائيتحت الأرض. أما إذا كانت عملية التشعيع بواسطة أشعة الحزم الإلكترونيةفإنه يتم قفل المصدر الإلكتروني من الكهرباء.

المصادر الإشعاعية وأنواع الأشعة المستخدمة فى التطبيقات السلمية

توجد ثلاثة أنواع من الأشعة المستخدمة على نطاق واسع فى التطبيقات المختلفة التى تخدم المجتمع والبيئة هى :





وتجدر الإشارة إلى أن أكثر المصادر الإشعاعية استخداماً فى مجالات التنميةالطبية والصناعية والزراعية هى أشعة جاما الصادرة من وحدات "مشععات جاماالصناعية" الكوبالت -60.


1- أشعة جاما الصادرة من وحدات (مشععات) الكوبالت -60 ،(Cobalt-60 or Cesium-137) والتي تنتج طاقة عالية من أشعة جاما بشكل مستمركما أن لها القدرة على اختراق المادة الغذائية إلى مدى عميق..2- أشعة بيتا الصادرة من المعجلات الإلكترونية التى لا تزيد طاقتها الكليةعن 0.1 مليون إلكترون فولت ، ولها القدرة على الاختراق إلى مسافة 1-2بوصة. 3- أشعة اكس الصادرة من ماكينات توليد أشعة اكس والتى لا تزيدطاقتها عن 0.5 مليون إلكترون فولت ،وعند التشعيع فإن لها قدرة التركيز علىمناطق صغيرة من المادة الغذائية. الهدف من عملية تشعيع الاغذية

● القضاء على الأطوار الحشرية المختلفة في الحبوب المخزونة والتموروالبقوليات والتوابل وغيرها ( مكافحة حشرات التخزين التي تصيب الحبوب والمكسرات والثمار المجففة) .

● خفض الحمولة الميكروبية والقضاء على الميكروبات الممرضة في الأغذية ذاتالمصدر الحيواني، وتخليص البهارات والنباتات الطبية من حمولتها الميكروبية.

● منع الإنبات أو التزريع في البطاطس والبصل والثوم وإطالة فترة صلاحيته،وتأخير النضج لبعض ثمار الفاكهة وخفض التلف وبالتالي إطالة فترة تخزينالخضار و الفاكهة، وفي تعقيم بعض الوجبات الغذائية لمرضى نقص المناعةالبيولوجية في المستشفيات، وحتى معالجة الوجبات الغذائية لرواد الفضاء .

● البلمرة والبلمرة المشتركة بواسطة الإشعاع؛ وتحسين خواص الموادالبوليميرية الداخلة في إنتاج الكابلات والعوازل الكهربائية وأنابيب نقلالمياه الساخنة والأنابيب القابلة للانكماش الحراري؛ واستخدام الأشعةالمؤينة في تحطيم النفايات البوليميرية ومحاولة إعادة استخدامها.

● إعادة الاستخدام الآمن لمياه ومخلفات الصرف الصحي في الزراعة، تطوير طرققياس و تقدير الجرعة الإشعاعية والتحري عن التبدلات البييوكيميائية فيالمواد و المنتجات الحيوية والناتجة عن التشعيع.

لقد ساهم التطور الكبير في تطبيقات تقنية تشعيع الأغذية في تقليل نسبةالفواقد وتقليل الاعتماد على المواد الكيميائية المستخدمة في حفظ المنتجاتالغذائية والزراعية، كما كان له دور في الحد من أمراض التسمم الغذائيالناتجة عن الميكروبات الممرضة. وأصبحت تقنية التشعيع سنداً قوياً للحجرالصحي، كما سهلت عمليات التصدير والتبادل التجاري العالمي.
وتتألف عملية حفظ الأغذية بالتشعيع من مرحلتين أساسيتين :
• تعرف الأولى باسم البسترة بالاشعاع وتجري باستخدام الجرعات المنخفضة منالاشعاع الذري لتاخير الفاسد في بعض الاغذية الطازجة السريعة التلف مثلالاسماك والقشريات والدواجن وتخفيض اعداد الاحياء الدقيقة في البهاراتوالقضاء على بعــض البكتــيـريا ( مثل السالمونيلا ) والطفيليات واطالةفترة صلاحية الفواكه مثل الفراولة بتأخير نمو الفطريات .

• تعرف العملية ( المرحلة ) الثانية باسم التعقيم ، وهذه المرحلة تتطلباستخدام جرعات مرتفعه للقضاء على كافة الاحياء الدقيقة الموجودة في الغذاءوهذه المعاملة شبيهه بالتعليب الذي يستخدم فيه معاملات حرارية لحفظ الغذاءكما تشمل تطبيقات التشعيع الحد من الاصابات الحشرية باستخدام جرعات منخفضهمن التشعيع لقتل الحشرات في الحبوب والاغذية المخزنة الاخرى مثل التموروبالامكان إحلال التشعيع لقتل الحشرات بدلاً من المواد الكيميائية المبخرةمثل ايثيلين ثنائي البروميد والذي يتم تدريجيا حظراستعماله دوليا لمايسببه من تلوث بيئي واضراراً على طبقة الاوزن .
سلامة الأغذية المشععة:
إن طبيعة الأشعة المستخدمة في تقنية التشعيع بهدف حفظ الأغذية لا تتسبب فياكتساب الأغذية المعرضة لها ظاهرة إشعاعية أو استحداث مواد مشععة فيها،كما أن طاقة المنابع المستعملة مثل كوبلت 60 غير كافية لتكوين نظائر ضمنالغذاء.
ولا تحتوي الأغذية المشععة على مواد ضارة أو خطرة بسبب التغيرات الحسية أوالطبيعية أو الكيميائية الناتجة عن الشقوق الحرة المتكونة من التشعيع،والتي تشابه تأثيرات المعاملة الحرارية للأغذية (إذا استخدمت بالطبعالجرعة الإشعاعية المناسبة والمصدر الإشعاعي المناسب). كما أن التأثير علىالقيمة الغذائية مثل فقد بعض الفيتامينات نتيجة للتشعيع يقارب الفواقد فيالطرائق التقليدية الأخرى.
ولزيادة الإيضاح لابد من تعريف مفهوم الجرعة الاشعاعية ، وهى كمية الطاقةالاشعاعية الممتصة بواسطة الغذاء المعرض للمعالجة بالتشعيع ويجب ان يكونالحد الادنى للجرعة الممتصة لتشعيع أي غذاء كافية لتحقق من خلاله الغرضالتقني وان يكون الحــد الاعلـى للجرعة الممتصة اقل من تلك التي تحدثتأثيرات العكسية على الخصائص الوظيفية او الخواص الحسية للغذاء ، وعادةتقاس الجرعة الاشعاعية بالكيلوجراي وهي وحدة لقياس الاشعة المؤينة فيالغذاء المشعع .

وقد تغير مفهوم علاقة الجرعات الاشعاعية المستخدمة لسلامة الغذاء بعد انكان الحد الاقصى المسموح به للاستخدام 10 كيلوجراي في عام 1980 ولم يعدالخوف من الجرعات الاعلى يشكل اهمية بعد ثبوت المعالجة الاشعاعية بغضالنظر عن الجرعة او المنتج او مجال التطبيق وقد اكد المؤتمر العالمي "ضمان سلامة وجودة الغذاء من خلال المعالجة بالتشعيع " والذي عقد بمدينةانتاليا بتركيا في بيانه الختامي عدم الحاجة إلى وضع حدود على الجرعاتالقصوى من وجهة نظر سلامة الغذاء حيث ان الخواص الحسية للغذاء والمعالجةالجيدة هي العامل المحدد لتقنين الجرعات المستخدمة
ولقد أوضحت المنظمات العلمية المهتمة بمعالجة الأغذية بالتشعيع (مثل جمعيةالأطباء الأمريكيين عام 1984م) أن تشعيع الأغذية لا يشكل خطراً على الصحة،ويعتبر بديلاً مهماً للمبيدات والمواد الكيميائية للسيطرة على الأحياءالدقيقة التي تلوث الأغذية. كما أن المعهد التكنولوجي للأغذية (IFT) «وهومؤسسة عالمية معروفة» أوضح أن تشعيع الأغذية يعتبر آمناً. وقد يفيدالمستهلك في الحصول على أغذية عالية الجودة، وأصدر ذلك المعهد نشرة عرفتباسم حفظ الأغذية بالتشعيع.

واليوم نجد أن منشآت التشعيع مصممة وفق مواصفات عالمية معتمدة في الإنشاءوالتشغيل، وقد حفلت هذه المنشآت بسجل مشرف من السلامة والاحتياطات الصارمةوالكشف الدوري المتواصل، وهذا جعلها جزءاً من منشآت المجتمع الأخرى. فهناكفي العالم أكثر من 160 منشأة صناعية لتوليد أشعة جاما لتشعيع المجتمعاتالزراعية والغذائية وغيرها من المنتجات.
ملاحظة ......... يرفق عادة مع عبوات الأغذية المشععة شعار دائري أخضر اللون مميز، وعبارة: «إن الغذاء معالج بالتشعيع

تأثير الإشعاع على الغذاء:
يخترق الإشعاع الذري الغذاء على درجات متفاوتة مفرغاً طاقته فيه ومؤدياًإلى حدوث التأين في الذرات والجزيئات. والمقصود بالتأين هو تحريرالإلكترونيات من مداراتها حول نوى الذرات والجزئيات مؤدياً ذلك إلىتأبينها، أي جعلها غير متعادلة كهربياً. وهذا يؤدي إلى زيادة الفاعليةالكيميائية لهذه الذرات والجزئيات وتكون الجذور الحرة. والمقصود بالجذورالحرة ، الذرات والجزئيات التي لديها إلكترون غير مزدوج في مدارهاالخارجي، وبالتالي فهي شديدة الفعالية الكيميائية، حيث يمكن أن تتحد معبعضها البعض أو مع ذرات أو جزئيات أخرى، وبذلك يمكن أن تغير البنيةالجزيئية، فتمنع انقسام الخلايا الحية، كالخلايا البكتيرية وخلايا الأحياءالأعلى رقياً. ويمكن لها أن تثبط اكتمال نضج الفواكه والخضر، من خلالتفاعلات كيميا حيوية ، تأخذ مجراها في العمليات الفسيولوجية بالنسيجالنباتي.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

المصادر المشعة المستخدمة :
يستخدم في تفنية تشعيع الأغذية عادة مصادر كوبلت – 60 المشعة، والأشعةالسينية بطاقة قصوى تصل إلى خمسة ملايين إلكترونية فولت وكلاهما عبارة عنموجات كهرومغناطيسية، كما تستخدم أحياناً الإلكترونات المسرعة بطاقة قصوىتصل إلى عشرة ملايين إلكترون فولت، إذا كانت المادة الغذائية المرادمعالجتها غير سميكة لأن الإلكترونات سريعة الامتصاص والتوهين في الموادلكونها جسيمات تحمل شحنة، ويتم ذلك بتمرير هذه المواد على حزمة كثيفة منالإلكترونات المسرعة لتعريضها للجرعة الإشعاعية المطلوبة.
والكوبلت 60 المشع هو غالباً المستخدم في تشعيع الأغذية ويطلق في تحللهالإشعاعي شعاعين لجاما بطاقة 1.2 و1.3 مليون إلكترون فولت كما يبلغ عمرهالنصفي 5.3 سنة أي أن نشاطه الإشعاعي ينخفض إلى النصف كل 5.3 سنة، وهذايتطلب إضافة مصادر إشعاعية جديدة بصورة دورية للحفاظ على المستوى الإشعاعيللمصادر الأصلية، ويتم إنتاجه من معدن الكوبلت – 59 بالقذف النيتروني فيمفاعل نووي، ثم تغليفه بغلاف مزدوج في "أقلام" من الفولاذ غير القابلةللصدأ لمنع أي تسرب له أثناء استخدامه في منشأة الإشعاع.
سلامة الغذاء المشعع وقيمته الغذائية:
إن عملية تعرض الغذاء للإشعاع ينتج عنه تغيرات كيميائية قليلة جداً، ولميعرف عن أي من هذه التغيرات أنها مؤذية أو خطرة. وينتج عن بعض التغيراتالكيميائية مواد تدعى "بنواتج التشعيع" وقد ثبت أن هذه النواتج منتشرةوشائعة، كالكلوركوز وحمض النمل والألدهايد الخلي وثاني أكسيد الكربون،وهذه موجودة في الأغذية بصورة طبيعية أو أنها تتشكل فيها بفعل المعالجةالحرارية كالطهو، وقد قدرت إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية الكميةالإجمالية لنواتج التشعيع عند جرعة واحد كيلو جراي بأنها لا تتعدى ثلاثةأجزاء في المليون.
أما بالنسبة للجذور الحرة التي تشكل خلال التشعيع فهي كذلك تشكل عندالمعالجات الأخرى للغذاء، مثل تحميص الخبز والقلي، وفي أثناء الأكسدة التيتأخذ مجراها في الأغذية على نحو طبيعي.
ولقد أجريت بحوث مستفيضة خلال ما يزيد على ثلاثين عاماً للتعرف علىالتأثيرات المختلفة للإشعاع على أصناف عديدة من المواد الغذائية: النباتيةمنها والحيوانية على حد سواء، وتم إطعام الفئران لعشرات الأجيال. كما تمإطعام مجاميع من الناس الغذاء المشعع لفترات طويلة ولم تظهر أية تأثيراتعليهم، وتم إثبات سلامة وصلاحية الغذاء المعالج بالإشعاع. وأجمعت الهيئاتواللجان الدولية والوطنية المتخصصة مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية،ومنظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة الدولية، والمجموعة الاستشاريةللتشعيع الغذائي على أن استخدام جرعات لا تزيد على عشرة كيلوجراي في تشعيعأي منتج غذائي لا يسبب مخاطر سمية، وبالتالي فإنه لم يعد هناك ما يدعولإجراء الاختبار للأغذية المعالجة بمثل هذه الجرعات، وأن تشعيع الغذاءبمثل هذه الجرعات لا يحدث مشكلات غذائية أو أحيائية معينة. ولا يعني هذابالضرورة أن تعريض الطعام لجرع تزيد على ذلك يجعله غير صالح، بل إن تعقيماللحوم لحفظها دون تبريد لمدد طويلة يتطلب جرعة أكبر، وهو مستخدم بشكلتجاري في عدة بلدان مثل فرنسا وجنوب إفريقيا وروسيا، ولأغراض خاصة في دولأخرى مثل تغذية مرضى نقص المناعة ورواد الفضاء في رحلاتهم الفضائية .
أما فيما يتعلق بالقيمة الغذائية، فإن تشعيع الغذاء لا يولد مشكلات خاصةفيها، وإن النقص الذي يحصل في بعض الفيتامينات مثل فيتامين "ي و ب – 10"وفي العديد من أصناف المواد الغذائية نتيجة التشعيع مقارب للنقص الذيتحدثه الطرق الأخرى في معالجة الغذاء مثل التسخين.