Pionierskie prace dwukrotnej laureatki Nagrody Nobla, Marii Skłodowskiej - Curie, dały początek licznym zastosowaniom energii jądrowej w przemyśle, medycynie, ochronie środowiska, rolnictwie, obronności, nauce i kosmonautyce. Wyraźnie podkreślić należy, że chodzi o energię, której przemiany są oczywiście wykorzystywana również w energetyce. Należy pamiętać o innych zastosowaniach promieniowania jonizującego, które są równie ważne, a obroty finansowe z tym związane porównywalne z energetyka jądrową. Przykładem jest radiacyjna sterylizacja: wyrobów medycznych, farmaceutyków, kosmetyków, przeszczepów oraz ziół, przypraw ziołowych i żywności. Jest to sprawdzona i skuteczna metoda zniszczenia wszystkich, zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnikowych form mikroorganizmów. Unikatowymi cechami obróbki radiacyjnej jest możliwość szybkiego wyjaławiania w dowolnej temperaturze wyrobów w całej objętości, w opakowaniach jednostkowym i kartonie zbiorczym. Najczęściej jest to temperatura otoczenia, ale można konserwować wyroby (przeszczepy, mrożone mięso) również w temperaturach ujemnych. Olbrzymią zaletą jest krótki czas konserwacji/sterylizacji. W przypadku akceleratorów czas napromieniowania to kilka sekund. Po takim zabiegu w odróżnieniu od metod gazowych w wyrobach nie pozostają toksyczne związki chemiczne. Obecnie do higienizacji rutynowo wykorzystuje się promieniowania gamma i rentgenowskie oraz wiązki przyspieszonych w akceleratorze elektronów.

Produkty żywnościowe są napromieniowywane celem zniszczenia mikroorganizmów, wirusów, bakterii lub owadów. Zapobiega się w ten sposób również kiełkowaniu ziemniaków, cebuli i czosnku lub spowolnia dojrzewanie i starzenie się owoców oraz warzyw. Napromieniowanie przedłuża okres przydatności do spożycia i zapobiega chorobom przenoszonym przez żywność w mięsie, drobiu i owocach morza.

Stosowanie technik radiacyjnych jest ograniczone, ale autoryzowane w wielu krajach, w tym państwach europejskich. Ogólnie uważa się, że konserwacja żywności za pomocą promieniowania jonizującego może być dozwolona, jeżeli istnieje taka uzasadniona potrzeba technologiczna i nie stanowi to zagrożenia dla zdrowia, a przynosi korzyści konsumentom. Warto podkreślić, że nie zastępuje się w ten sposób higieny ani dobrej praktyki produkcyjnej lub rolniczej. Napromieniowana żywność lub żywność zawierająca napromienione składniki musi być oznakowana.

Żywność i składniki żywności zatwierdzone do napromieniowania w UE to: owoce i warzywa, w tym warzywa korzeniowe; zboża, płatki zbożowe, mąka ryżowa, przyprawy; ryby, skorupiaki; świeże mięso, drób, żabie udka; surowy camembert; guma arabska; kazeina/kazeiniany, białko jaja; produkty krwiopochodne. Należy wyraźnie podkreślić, że napromieniowanie nie ma nic wspólnego z radioaktywnym zanieczyszczeniem żywności.

Napromieniowany czy promieniotwórczy?

Marii Skłodowskie- Curie zawdzięczamy wprowadzenie do nauki pojęcia radiolizy. Termin powstał przez analogię do elektrolizy. Uczona zauważyła, bowiem, że promieniowanie alfa (α) powoduje wydzielanie wodoru i tlenu z wody. Słowo przyjęło się w chemii radiacyjnej, chociaż współcześnie zmieniło znaczenie. Jest to ogół procesów chemicznych wywołanych przez działanie promieniowania jonizującego na materię. Warto zwrócić uwagę na pracę „Sur l’etude des courbes de probabilite relatives a l’action des rayons X sur les bacilles”, którą Skłodowska - Curie opublikowała w roku 1929 w „Compte rendu”. Autorka przedstawiła wówczas po raz pierwszy krzywe tzw. radiacyjnej inaktywacji, czyli zależności między przeżywalnością bakterii a wielkością pochłoniętej dawki promieniowania. Publikacja ta z dzisiejszego punktu widzenia jest pierwszą pracą kompleksowo opisującą zagadnienia z dziedziny radiacyjnej sterylizacji.

W tym kontekście zwracam uwagę na kilka kwestii nomenklaturowych z zakresu chemii radiacyjnej, które mogą być interesujące dla szerszego ogółu czytelników. Przykładowo często zamiennie stosuje się zwrot napromieniowany i promieniotwórczy. Stwarza to wrażenie, że materiał napromieniowany staje się automatycznie radioaktywny. Jest to oczywiście nieprawdą. We wszystkich procesach wykorzystujących dla celów przemysłowych promieniowanie gamma i wiązki elektronów zjawisko indukcji radionuklidów jest fizycznie niemożliwe. Teoretycznie przy bardzo dużych energiach elektronów prawdopodobne są reakcje fotojądrowe z udziałem niewielkiej ilości kwantów promieniowania rentgenowskiego powstających w wyniku hamowania elektronów. Ograniczenie energii wiązki elektronów w instalacjach przemysłowych do 10 MeV zupełnie eliminuje to zjawisko.

W praktyce wytwórcy, którzy w trosce o klientów radiacyjnie wyjaławiają wyroby nie chwalą się tym faktem. Podejrzewają, że wielu potencjalnych użytkowników lub konsumentów źle to zrozumie. Niestety sprzyjają takiemu stanowi rzeczy niezbyt fortunne informacje prasowe, telewizyjne i radiowe. Przykładowo wpisując w Internecie hasło „napromieniowana herbata” znajdziemy informacje, że japońskie wyroby są bezpieczne, bowiem nie są „napromieniowane i radioaktywne”. W istocie wprowadza to konsumenta w błąd sugerując, że napromieniowanie jest równie niebezpieczne jak skażenie promieniotwórcze. Nawiasem mówiąc do limitów aktywności promieniotwórczej żywności należy podejść z właściwym dystansem. W Japonii norma dla herbaty wynosi 500 Bq/kg. W ocenie bezpieczeństwa warto wziąć pod uwagę radioaktywność naszego organizmu, która jest szacowana na około 120 Bq/kg. Tak, więc dorosły człowiek jest źródłem promieniowania o aktywności 8000 Bq. Nawet, jeżeli promieniotwórczość herbaty będzie na poziomie 1000 Bq/kg (dwa razy więcej od normy) to i tak parę jej gramów nam nie zaszkodzi. Przy okazji warto wyjaśnić, że międzynarodowym symbolem, używanym w celu oznaczenia napromieniowanej żywności jest naklejana na opakowanie sympatyczna, zielona Radura a nie żółto czarny znak ostrzegający przed substancjami promieniotwórczymi.

Można dodać że Maria Skłodowska – Curie w „Chemiku Polskim” (tygodniku poświęconym wszystkim gałęziom chemii teoretycznej i stosowanej) z roku 1904 opublikowała artykuł „Promieniotwórczość. Badania ciał radioaktywnych”, w którym pisze cyt. „wszystkie ciała stają się promieniotwórczymi, skoro przez pewien czas przebywać będą w sąsiedztwie soli radonośnych”. Dzisiaj wiemy, że uczona była w błędzie. Pomyłka ta spowodowana była przez gazowy, radioaktywny radon i metaliczne również promieniotwórcze produkty jego rozpadu. Zawsze znajdują się one w powietrzu ale w pobliżu radu i jego związków są w dużym stężeniu.

Kilka praktycznych rad, które mogą pomóc w rozróżnieniu promieniotwórczości i napromieniowania. Pierwiastkami promieniotwórczymi (radionuklidami) zajmuje się radiochemia a jednostką radioaktywności jest Bq, czyli jeden rozpad na sekundę. Dla napromieniowania będącego domeną chemii radiacyjnej wielkością podstawową jest dawka pochłonięta energii promieniowania wyrażona w grejach (symbol, Gy), czyli J/kg. Stwierdzenie czy suplement diety został napromieniowany jest trudne. Identyfikacją napromieniowania żywności zajmują się wyspecjalizowane laboratoria. Analizy są prowadzone nie dlatego, że żywność (suplementy) jest niebezpieczna, ale po to aby konsument miał prawo wyboru. Klient może po prostu nie chcieć kupować żywności konserwowanej radiacyjnie. Paradoksalnie więc w interesie wytwórców wyrobów (np. grzybów) jest opracowanie wiarygodnych metod identyfikacji napromieniowania. W przeciwnym przypadku mógłby być wprowadzony zakaz radiacyjnej konserwacji żywności. Warto jeszcze raz powtórzyć – promieniotwórczość nie jest zaraźliwa! Symbolem bezpiecznej, napromieniowanej żywności jest sympatyczna zielona Radura (zdjęcie powyżej).

Autorem powyższego artykułu jest dr inż. Wojciech Głuszewski z Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej. Pan Doktor będzie jednym z prelegentów konferencji MeetUP Food Supplement Ingredients, która odbędzie się 18 października 2018 w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Wszelkie szczegóły znajdują się w linku poniżej. Serdecznie zapraszamy!

https://meetupconference.pl/

Zachęcamy również do odwiedzenia strony internetowej kwartalnika wydawanego przez ICHTJ.

http://www.ichtj.waw.pl/ptj/