Обработанная радиацией сельдь дольше хранится в холодильнике, а картофель не прорастает. Обеззараживать продукты и продлевать тем самым их срок годности готовы ученые Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН с помощью ускорителя частиц. Специалисты института показали, как работает «продуктовый» ускоритель и рассказали, что мешает внедрить этот способ повсеместно в России.
Центр радиационных технологий ИЯФ СО РАН существует с 1970-х. В центре работает ускоритель семейства ИЛУ-10, разработанный и произведенный в ИЯФ СО РАН, с помощью которого происходит обработка продукции и образцов материалов. В центре решаются прикладные задачи по стерилизации медицинских товаров, проводятся совместные исследования в области химии, физики, материаловедения.
Один микроб на миллион
На большой территории института расположено синее здание, похожее на гараж. В нем несколько комнат с разным уровнем доступа. За первой дверью обычное помещение с конвейером. На него ставят продукцию, которая должна облучиться.
«В 2001 году мы стали в качестве эксперимента оказывать по просьбе компании «Здравмедтех» услуги по стерилизации с помощью ускорителя. Мы начали работать на коммерческой основе и буквально за несколько лет в нашем Сибирском федеральном округе возникло около 40 новых компаний, производящих медицинскую одежду. Это обычное швейное производство из нетканого пластического материала, они изготавливают бахилы, наборы для операций, хирургическую одежду», — рассказал заведующий научно-исследовательской лабораторией ИЯФ СО РАН Александр Брязгин.
До этого медицинские изделия в небольшом количестве стерилизовали специальным газом на установке в Бердске. Это было достаточно дорого и сложно, изделия должны были держать нагретыми более восьми часов, нужно было сильно вентилировать помещение, и если упаковка нарушалась, то изделие могло оказаться нестерильным.
«Мы облучаем прямо в коробках, радиация проникает внутрь упаковки и стерилизует до показателя КОЕ 106 — это одна колониеобразующая единица (микроорганизм) на миллион изделий. Другими способами очень трудно достичь такого уровня стерильности другими методами. Компаний из Бийска, Барнаула, Новосибирска начали нам возить продукцию на стерилизацию. Мы создали рынок медицинских изделий в регионе, и почти целиком вытеснили иностранного производителя», — рассказал ученый.
Одну коробку обрабатывают несколько секунд, производительность установки до десяти тонн в час в зависимости от дозы, упаковки и типа продукции.
Эффективность данного способа проверяли и сами заказчики. После облучения производители продукции проводили микробиологический анализ — помещали ее в специальные культуры и наблюдали сколько микроорганизмов вырастет. Не выросли.
Очищающий пучок
Работой ускорителя управляет оператор, который находится в аппаратной. Ни грузчики, которые ставят продукцию на конвейер, ни оператор не заходят в помещение, где находится ускоритель.
Ускоритель скрыт за толстой стеной и массивной дверью. Когда дверь открыта, ускоритель включить нельзя. Это защищает персонал от радиации. Сейчас ускоритель выключен, и мы проходим в зал, где находится сам ИЛУ-10. Установка занимает два этажа и весит почти три тонны.
«Мы подаем импульс напряжением 30 киловольт, внутри в резонаторе разность потенциалов составляет 5 миллионов вольт. Электроны, которые попадают в разность потенциалов со специального катода, ускоряются почти до скорости света и приобретают энергию 5 МэВ (мегаэлектронвольт)», — сказал Брязгин.
Бета-излучение поступает на ту часть установки, которая находится на подземном этаже.
«Внутри устройства вакуум и через тонкую титановую фольгу мы выпускаем пучок в атмосферу. Ионизирующее излучение проникает внутрь объекта, разрушает ДНК живых микроорганизмов. Из-за этого свойства и получается стерилизация. Это сильный эффект и если тут будет человек, то он тоже не выживет», — рассказал собеседник.
Но человек никогда не заходит в это помещение, так как продукт к ускорителю привозит конвейер.
Сразу после выключения ускорителя в помещении, также, как и в продукте, не образуется остаточной радиации. Как объяснил Брязгин, это связано с тем, что энергия пучка маленькая, не выше 10 МэВ.
Законов нет
«Можно облучать пищевые продукты, во всем мире этот метод хорошо используется. Мы убиваем живые микроорганизмы, в результате сроки хранения вырастают без использования химических консервантов, добавок. Продукты получаются очень чистые, потому что нет ничего чище электронного пучка по сравнению с химическим методом», — отметил он, уточнив, что срок хранения продуктов возрастают в несколько раз, в зависимости от самого продукта.
Процесс абсолютно безопасен, остаточной радиации в продуктах не остается, уверяет ученый. В 1980 году авторитетная комиссия Всемирной организации здравоохранения, МАГАТЭ и сельскохозяйственной организации ООН провела широчайшие исследования и доказала, что при такой обработке пищевых продуктов количество образующихся токсинов не больше, чем при обычной термической обработке, например, при жарке котлет.
«Если производители продуктов увеличат сроки хранения, то могут расширить ареал распространения этих продуктов. Если срок хранения колбасы — неделя, то они могут обеспечить только Новосибирскую область, а если две недели, то уже и европейскую часть России. Это выгодно бизнесу, безвредно для здоровья, я считаю, что одни преимущества», — отметил он.
Но, подчеркнул собеседник, в нашей стране до сих пор не разработано законодательство, чтобы этот метод обработки пищевой продукции был разрешен и утвержден. И это при том, что первой страной, которая разрешила облучение продуктов, была СССР. В 1958 году страна решила защитить поля от ввозимого из Канады с зерном долгоносиком. ИЯФ в 1970 годах поставил в Одессу два ускорителя для этих целей.
С 1 января 2016 года вступил в силу межгосударственный стандарт, на разработку и валидацию процесса облучения пищевых продуктов. Также принят ГОСТ на облучение специй.
«Остальные ГОСТы подготовлены, но не приняты. Кроме ГОСТов наше законодательство довольно противоречиво. Необходимо внести изменения в Технический регламент о безопасности пищевой продукции Таможенного союза. В нем ни слова не написано про ионизирующее облучение кроме того, что запрещено обрабатывать этим методом мясо птицы, конины, кролика и яичный порошок. Эти четыре запрета непонятно откуда взяли», — отметил собеседник.
Кроме того, необходимо внести точные характеристики облучения, как это прописано в других странах. Например, что энергия электронов не должна превышать 10 МэВ, а доза не должна превышать 10 кГр. Использование неправильных пучков может дискредитировать этот метод полностью.
«Поправки в Техническим регламент были разработаны, помещены на сайте Евразийского экономического союза, прошли стадию общественного обсуждения. Но к этим поправкам присоединили другие поправки, не относящиеся к облучению продуктов, которые вызвали нарекания. И в результате поправки не приняли все в целом», — рассказал заведующий лабораторией.
Теперь мы пытаемся добиться, чтобы поправки разделили и приняли в части облучения продуктов. Тем более, что многие производителя мяса уже готовы пастеризовать продукцию именно так.
Брязгин надеется, что вопрос законодательства удастся решить в ближайшее время. Он не исключает, что у части населения существует радиофобия. Но считает, что образованные люди скорее выберут облученные продукт, чем с химическими добавками.
«У людей должен быть выбор — купить продукт с облученный или необлученный. На таком продукте должен быть специальный значок, принятый во всем мире — «Радура»», — сказал ученый.
Вкус останется
Пока в России законодательно не установлен метод электронной пастеризации, его активно используют другие, например, США, Индия, Китай и другие страны Юго-Восточной Азии. Брязгин не исключает, что к нам на стол попадают облученные продукты, например, специи или картофель.
В Новосибирске картофель тоже облучали, но в качестве эксперимента с Обнинском институтом агроэкологии и радиологии. За пять месяцев облученный картофель при комнатной температуре не дал ростков, в отличие от контрольного образца.
«Мы недавно купили в супермаркете пресервы в пластиковом контейнере — сельдь. Контрольный необлученный образец изначально имел обсеменённость микроорганизмами в 300 раз выше нормы. При сроке хранения три месяца в холодильнике, консервы уже через 1,5 месяца развалились и их нельзя было есть. Наши облученные уже пять месяцев хранятся», — рассказал физик.
Брязгин признался, что сам ел облученную сельдь, ее вкус ничем не отличался от обычной. Но для каждого конкретного типа продукта, по его словам, надо проводить исследования и индивидуально подстраивать параметры ускорителя.
«Наш метод — не альтернатива некачественному производству пищи. Если тухлое мясо обработать, оно не посвежеет, но будет без микроорганизмов. Наш метод не должен ослаблять требования к чистоте производства. Он только увеличивает сроки годности», — сказал ученый.
К плюсам своего метода он отнес и то, что холодная пастеризация может перевести всю консервную промышленность на пластик, так как консервные банки делают из металла, чтобы они выдерживали нагрев. При применении облучения металл не нужен, и можно удешевить производство консервированной продукции.
Сегодня иностранцы активно покупают у ИЯФ ускорители, которые стоят от 1 до 3 миллионов евро. Собирают одну такую установку за год. Одновременно в институте могут изготовить 4-5 ускорителей в год. По словам Брязгина, иностранцы уже пытались сделать копии ИЛУ, но есть определенные тонкости, которые знают только ученые ИЯФ. Кроме того, физики постоянно совершенствуют установки и ищут новые сферы применения.
«Еще технология, которую мы собираемся освоить — обеззараживание медицинских отходов. Процесс стерилизации сходный, но необходимо больше энергии, так как отходы находятся в больших пакетах. Для этих целей мы создали ускоритель энергией 10 МэВ для Федерального медико-биологического центра в Москве», — отметил Брязгин.
Одним таким ускорителем можно обеззараживать отходы миллионного города. Но из нерешенных вопросов — безопасная система транспортировки отходов до ускорителя и поправки в законодательство. Решить это, по словам физика, задача медико-биологического центра. Это перспектива нескольких лет.
