การฉายรังสีอาหาร Food irradition

การฉายรังสี เป็นวิธีการถนอมอาหาร (food preservation) โดยการฉายแสงอิเล็กตรอน (electron beams) รังสีเอ็กซ์ (X ray) หรือรังสีแกมม่า (gamma ray) ลงบนผลิตภัณฑ์อาหาร เป็นการแปรรูปอาหาร โดยไม่ใช้ความร้อน (non thermal processing)

การฉายรังสีอาหารมีวัตถุประสงค์ เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา เพื่อชะลอการสุก เพื่อลดปริมาณปรสิต เพื่อยับยั้งการงอกระหว่างการเก็บรักษา เพื่อทำลายและยับยั้งการแพร่พันธุ์ของแมลง หรืออื่นๆ ทั้งนี้ การฉายรังสีอาหารต้องมีปริมาณรังสีดูดกลืนต่ำสุดที่ทำให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการฉายรังสี และมีปริมาณรังสีดูดกลืนสูงสุดอยู่ในระดับที่ปลอดภัยต่อผู้บริโภค ไม่ทำลายคุณภาพอาหาร สามารถคงคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร โดยไม่ทำลายโครงสร้าง คุณสมบัติเชิงหน้าที่ และคุณลักษณะทางประสาทสัมผัสของอาหาร

ชนิดของรังสีที่ใช้เพื่อการฉายรังสีอาหาร

ชนิดของรังสีที่ใช้เพื่อการฉายรังสีอาหาร ต้องได้จากแหล่งของรังสีที่เป็นต้นกำเนิด ดังต่อไปนี้

1 รังสีแกมมา (gamma ray) จากเครื่องฉายรังสีที่มีโคบอลต์ -60 (Cobolt 60) หรือ ซีเซียม-137 (Cesium-137)

2 รังสีเอกซ์ (x-ray) จากเครื่องผลิตรังสีเอกซ์ที่ทำงานด้วยระดับพลังงานที่ต่ำกว่า หรือเท่ากับ 5 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์

3รังสีอิเล็กตรอน จากเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน (electron accelerator) ที่ทำงานด้วยระดับพลังงานที่ต่ำกว่าหรือเท่ากับ 10 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์

หน่วยวัดการฉายรังสีในอาหาร

หน่วยที่นิยม ใช้เพื่อการวัดการฉายรังสีอาหาร คือ แรด (Rad) และ เกรย์ (Gray)

-แรด (rad) เป็นปริมาณของรังสีที่ใช้กับอาหาร มีผลให้อาหารสามารถดูดพลังงานจากรังสีไว้ได้ 100 เออร์ก (ergs) โดย 1 kRad = 1,000 Rad และ 1 MRad = 1,000,000 Rad

-เกรย์ (gray) เป็น หน่วย SI ของการดูดกลืนรังสีโดยรังสี1 เกรย์หมายถึง การดูดกลืนพลังงาน 1 จูลต่อ อาหาร 1 กิโลกรัม และมีค่าเท่ากับ 100 Rad และเป็นหน่วยที่กระทรวงสาธารณสุขใช้ตามกฎหมาย

ระดับการฉายรังสีอาหาร

Radappertization คือ การทำให้อาหารปลอดจากเชื้อจุลินทรีย์ด้วยการฉายรังสี (food irradiation) เทียบเท่ากับระดับ sterilizationด้วยความร้อน โดยการฉายรังสี ด้วยระดับสูง ระหว่าง 20-45 กิโลเกรย์ (kilo gray) รังสีจะทำลายจุลินทรีย์ในอาหารทุกชนิด ทั้งจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค (pathogen) และ จุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (microbial spoilage) รวมทั้งสปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) โดยอาหารต้องบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกสนิท (hermectically sealed container)

อาหารหลังผ่านการฉายรังสี ระดับ Radappertization เก็บได้นานหลายเดือน หรือเป็นปีที่อุณหภูมิห้องอย่างปลอดภัย

สำหรับอาหารประเภทกรดต่ำ (low acid food) ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะพบ สปอร์ของแบคทีเรียก่อโรค เช่น Clostridium botulinum , Clostridium perfringens ซึ่ง สามารถทนรังสีได้สูงมาก การฉายรังสีอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำ (low acid food) เพื่อทำลายสปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) จึงต้องใช้รังสีสูงถึง 45 กิโลเกรย์ (kilo gray,KGy) จึงจะสามารถลดปริมาณจุลินทรีย์ลงที่ระดับปลอดภัย (12D process หรือ จุลินทรีย์ลดลง 12 log cycle ใช้เวลา 12เท่าของ D value) ได้ แต่การใช้รังสีสูงมากระดับนี้ จะทำให้อาหารมีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจนไม่เป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้รังสีอย่างเดียว มาใช้เทคนิคการถนอมอาหรอย่างอื่นร่วมด้วย (hurdle technology) เช่น การแช่เยือกแข็งอาหารก่อนนำมาฉายรังสี หรือใช้วิธีการใช้รังสีร่วมกับการลดค่า water activityเป็นต้น

อาหารนั้นมีความเป็นกรดสุง (acid food) หรือมีเกลือสูง จะไม่สามารถใช้การฉายรังสีวิธีนี้ได้ เนื่องจากอาหารจะเกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอย่างมาก

ตัวอย่างอาหารที่ผ่านการฉายรังสีเพื่อทำให้ปลอดจุลินทรีย์ ได้แก่ เนื้อหมู (pork) เนื้อวัว เนื้อไก่งวงรมควัน อาหารสำหรับคนไข้ที่มีภูมิคุ้มกันปกพร่อง และอาหารสำหรับมนุษย์อวกาศ

Reference

Irving H. Anellis. Abe Anellis and the Microbiology of Irradiated Food

วัตถุประสงค์ของการฉายรังสีเพื่อการถนอมอาหาร

1. ควบคุมการงอกของพืชหัวในระหว่างการเก็บรักษา พืชหัว ได้แก่ กระเทียม หอมหัวใหญ่ มันฝรั่ง ขิง จะงอกระหว่างการเก็บ ทำให้สูญเสียน้ำหนัก ฝ่อ สูญเสียสารอาหาร กลิ่นรส หรือเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบของอาหาร การฉายรังสีปริมาณไม่เกิน 0.15 กิโลเกรย์ จะหยุดการเจริญเติบโตของเซลล์ที่ทำให้เกิดการงอก ทำให้สามารถ เก็บรักษาผลผลิตได้นานหลายเดือน โดยไม่งอกหรืองอกเล็กน้อยการเก็บรักษาด้วยการแช่เย็น (cold storage) ร่วมกับการฉายรังสี จะช่วยทำให้การเก็บรักษาคุณภาพผลผลิตได้ดียิ่งขึ้น

• มันฝรั่งที่ใช้เป็นวัตถุดิบ ในอุตสาหกรรมอาหารขบเคี้ยว เช่นpotato chip french friedระหว่างงอก มีการเพิ่มของน้ำตาลรีดิวส์ (reducing sugar) ทำให้ ผลิตภัณฑ์ไหม้เป็นจุดระหว่างการทอด การฉายรังสีปริมาณ 0.08-0.15 กิโลเกรย์ เก็บรักษาด้วยการแช่เย็น (cold storage) ที่อุณหภูมิ 10-15 องศาเซลเซียส สามารถยับยั้งการงอกได้
• หอมหัวใหญ่ การฉายรังสีปริมาณ 0.06-0.1 กิโลเกรย์ เก็บที่อุณหภูมิ 2 องศาเซลเซียส สามารถยับยั้งการงอกได้นาน 5-6 เดือน

2.ควบคุมการแพร่พันธุ์ของแมลง รังสีสามารถกำจัดแมลงได้หลายชนิด เช่น แมลงวันผลไม้รวมทั้ง ไข่หนอน ดักแด้ ทึ่อาจติดมากับผลิตผลทางการเกษตร เช่น มะม่วง เมล็ดธัญพืช ข้าว ข้าวสาลี ถั่วเมล็ดแห้ง รวมทั้งอาหารแห้ง เช่น ปลาแห้ง หอมแห้ง หอมผงเครื่องเทศ วัตถุเจือปนอาหาร เครื่องปรุงรสชนิดผง ทำให้หยุดการขยายพันธ์ได้ แมลงวันวัน ผลไม้ในผลมะม่วง ปริมาณรังสีที่ใช้ประมาณ 0.2-0.7 กิโลเกรย์ อนุญาตให้ใช้ได้สูงสุดถึง 1 กิโลเกรย์ เช่น ข้าว ถั่วเมล็ดแห้ง เครื่องเทศ ปลาแห้ง

3. ชะลอการสุกของผลไม้ การฉายรังสีผลไม้ เช่น มะม่วง กล้วย ยืดอายุการเก็บ เห็ด 1-2 กิโลเกรยจะชลอการบานของเห็ด ทำให้การจำหน่ายมีระยะนานขึ้น

4. ยืดอายุการเก็บรักษาอาหารสด มีการใช้รังสี ปริมาณต่ำ เช่น ไก่สด ปลา เนื้อหมู เพื่อลดปริมาณจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนอยู่ในอาหาร เพราะการฉายรังสีด้วยปริมาณต่ำๆ เปรียบได้กับการพาสเจอรไรซ์ ด้วยความร้อน อย่างไรก็ตามจะต้องเก็บอาหารไม่ให้มีการปนเปื้อนของจุลลินทรีย์กลับไปอีก ด้วยการใช้บรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม และควบคุมไม่ให้จุลินทรีย์ที่เหลือเจริญอย่างรวดเร็ว เช่น เก็บที่อุณหภูมิต่ำ ผักผลไม้สด บางชนิด เช่น สตอเบอรี่

5.ทำลายเชื้อโรคและพยาธิในอาหาร รังสี 2-3 กิโลเกรย์ สามารถทำลายแบคทีเรียที่เป็นเชื้อโรค เช่น Salmonella,Campylobacterและหนอนพยาธิ

อาหารผ่านรังสีต้องมีสัญลักษณ์นี้

นอกจากจะต้องแสดงชื่อและที่ตั้งของสํานักงานใหญ่ของผู้ผลิตอาหารและผู้ฉายรังสีอาหารแล้ว บนผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการฉายรังสีจะต้องมีรูปสัญลักณ์การผ่านรังสี ดังรูปภาพต่อไปนี้