Ученые МГУ усовершенствовали метод контроля дозы радиации, которую продукты питания получают во время специальной обработки. Результаты их исследования опубликованы в журнале Q1 «Journal of Food Composition and Analysis». Мы решили выяснить, зачем еду облучают пучками элементарных частиц, не опасно ли ее есть и какого прогресса в определении дозы излучения удалось достичь российским ученым.
Зачем обрабатывать продукты радиацией
По данным исследователей из МГУ, радиационная обработка продуктов применяется для продления сроков хранения продуктов, ингибирования прорастания зерновых, а также борьбы с бактериями, вирусами, плесенью и насекомыми в продуктах питания. Например, обработка позволяет не использовать холодильники при перевозке туш крупного рогатого скота между континентами, что снижает цену транспортировки.
Завлабораторией радиационной обработки биообъектов отдела ядерно-физических методов в медицине и промышленности НИИЯФ МГУ, старший преподаватель физического факультета Ульяна Близнюк уточняет, что технология радиационной обработки продуктов питания для обеспечения микробиологической безопасности пищевой продукции активно развивается более чем в 60 странах мира. Наибольшие объемы продукции, обрабатываемой пучками электронов и фотонов, зафиксированы сейчас в Китае, США и странах Южной Америки. По словам эксперта, важность развития этой технологии подчеркивает реализация новой флагманской инициативы Atom4Food, проводимой МАГАТЭ совместно с ФАО (Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций), главной целью которой является помощь странам в использовании инновационных ядерных методов для решения обозначенных проблем продовольственной безопасности.
В России с 2017 года принят ряд ГОСТов, регламентирующих применение технологии радиационной обработки пищевой продукции. На сегодняшний день на территории РФ действует 14 центров промышленной радиационной обработки продуктов питания, и к 2030 году Роспотребнадзор планирует увеличить их количество до 20 единиц.
На прилавках российских магазинов уже есть продукция, прошедшая обработку электронами и фотонами. В основном это специи, сухие сыпучие продукты и сухофрукты.
Не опасно ли есть такие продукты?
По словам Ульяны Близнюк, доза радиации, которую получает человек при употреблении таких продуктов, равна нулю, поскольку в них нет остаточной радиоактивности.
На симпозиуме Food Safety and Security, организованном МАГАТЭ в Вене в мае этого года, был заявлен главный тезис: «Обработанные излучением продукты – качественные продукты!» Эксперт уточняет, что продукция, обработанная пучками электронов и фотонов, абсолютно безопасна для потребителя, поскольку не вносит в продукт никаких химических добавок, не вызывает появления токсичных соединений и гарантирует безопасность в отношении широкого спектра патогенных бактерий и микроорганизмов, тем самым продлевая сроки хранения продукции.
Как контролируется доза радиации для продуктов?
Для регулирования оборота обработанной радиацией продукции важно точно определять, какую дозу излучения получили продукты. Большинство таких методов дороги, малопроизводительны, требуют больших временных затрат, высокой квалификации оператора и недостаточно универсальны.
По словам Ульяны Близнюк, метод «отпечатков пальцев» для определения дозы, поглощенной образцами продукции в ходе облучения, разработан сотрудниками химического факультета МГУ при участии коллег с физического факультета. Идея метода заключается в наблюдении за различными индикаторными реакциями с участием специально разработанных карбоцианиновых красителей — флуорофоров и окислителей.
«Скорость протекания реакций и интенсивность флуоресценции красителей в приготовленных из облученных продуктов экстрактах оцифровываются с помощью специально разработанного визуализатора, и далее с помощью обработки данных с использованием алгоритмов машинного обучения возможно оценить вероятность различения образов продукции, которые при обработке получили различную дозу облучения», — говорит эксперт.
Веществ, которые изменяются в ходе радиационной обработки продуктов и могут быть мишенью для исследования, немало: это могут быть продукты окисления липидов и белков, сами белки, чья структура может модифицироваться после облучения, инактивированные ферменты.
«Красота и простота метода, его экспрессность заключаются в том, что мы не говорим, что именно меняется в продукте после обработки, но мы можем количественно оценить вероятность распознавания облученных в различных дозах и необлученных продуктов растительного и животного происхождения», — рассказала Ульяна Близнюк.
Новая разработка российских ученых
В новом исследовании ученые из МГУ усовершенствовали собственный метод «отпечатков пальцев». В качестве облучаемых образцов были выбраны говядина и картофель. Из множества возможных красителей и окислителей исследователи выбрали оптимальные для соответствующих продуктов. Для ускорения работы была изучена зависимость результатов от температуры, при которой проводилась экстракция образцов водой, и от ее продолжительности.
Ученые обнаружили, что можно сократить время экстракции для картофеля с 24 до 1 часа, сохранив эффективность распознавания доз. Для говядины также удалось сократить время экстракции, но при этом рекомендуется не нагревать раствор.
«Метод может применяться для проведения широкомасштабных скринингов в случае перехода к массовому облучению продуктов», — рассказала Яна Зубрицкая, аспирант кафедры физики ускорителей и радиационной медицины.
Ульяна Близнюк отмечает, что метод, разработанный командой МГУ, — это абсолютно новый результат в мире, направленный на идентификацию факта облучения широкого спектра продуктов питания. Методы, которые на сегодняшний день регламентированы международными стандартами, либо работают только для продуктов, содержащих твердую фракцию, например, кости, либо имеют низкую точность распознавания образов продукции, облученных в дозах до 1 000 Гр.
Сейчас команда из МГУ работает над тем, чтобы с помощью разработанного метода можно было бы в течение часа провести диагностику продукта, при этом дозы варьируются в диапазоне от 10 до 10 000 Гр (верхний предел доз, разрешенных для обработки продуктов питания). Также важно, чтобы метод работал и для продуктов, прошедших обработку неделю или месяц назад. Идет поиск новых индикаторных реакций, которые были бы универсальны и позволили бы провести анализ любого продукта, мяса, рыбы, субпродуктов, овощей и фруктов.
Обложка — downloaded from Freepik.