تأمین امنیت غذایی با فناوری ‌نوین پرتوفراوری مواد غذایی بسته‌بندی شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دکترای علوم و مهندسی صنایع غذایی، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

در دهه‏های اخیر استفاده از پرتوها به منظور فراوری غیرحرارتی برای تأمین سلامت مواد غذایی بسیار رایج شده است. یکی از روش‏های در حال توسعه ذخیره‌سازی مواد غذایی، پرتودهی آن‏ها با پرتو‏های یون‌ساز می‏باشد. در این روش، باکتری‏ها، قارچ‏ها و انگل‏های مضر که باعث فساد مواد غذایی می‏شوند، از بین رفته و ماندگاری مواد غذایی بیشتر می‏شود. پرتودهی فرایندی فیزیکی سریع، کارآمد، کم هزینه و بدون آلودگی است که همانند فرایندهای سنتی مثل حرارت دادن، به منظور ماندگاری بهتر و طولانی مدت مواد غذایی به کار می‏رود. در این روش ماده غذایی در محفظه بسته، به‌صورت بسته‏بندی شده، در یک زمان و دُز معین توسط پرتوهای یون‌ساز پرتودهی می‏شود. مواد غذایی به ویژه در کشورهای در حال توسعه مناطق گرمسیری، با رطوبت و دمای بالا، بیشتر در معرض آلودگی و از بین رفتن هستند. بنابراین، بسته‌بندی و پرتودهی مواد غذایی از بهترین راه‏های نگهداری آن‏ها است. این روش موجب از بین رفتن میکروارگانیسم‌های مولد فساد و بیماری، کاهش یا حذف آلرژن‌های غذایی، تجزیه مواد مضر و توکسین‌های غذایی می‌شود. این روش لزوم استفاده از مواد نگهدارنده‏ شیمیایی زیان‌آور را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، پرتودهی باعث حفظ تازگی طبیعی در اقلام غذایی می‏گردد. همچنین استفاده از دُزهای بالا که در شرایط خاص، باعث سترون کردن محصولات می‏گردد، سبب کاهش نیاز به نگهداری مواد غذایی در شرایط یخچالی و در نهایت منجر به کاهش مصرف انرژی به‌ویژه در حمل و نقل خواهد شد. همچنین با کمک این روش نوین فراوری می‌توان از تبدیل قسمت عمده‌ای از محصولات کشاورزی به ضایعات درنتیجه عدم استفاده از روش‌های فراوری پس از برداشت و عدم نگهداری در شرایط مناسب جلوگیری نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Food Security Enhancement via Innovative Radiation Processing of Packaged Foods

نویسنده [English]

  • Samira Berenji Ardestani
Ph.D. in Food Science and Technology, Research School of Radiation Applications, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, Tehran – Iran
چکیده [English]

In recent decades, the use of radiation for non-thermal processing to ensure food safety has become very common. One of the developing methods of food preservation is irradiating food with ionizing radiation. In this method, harmful bacteria, fungi, and parasites that cause food spoilage are eliminated, thereby increasing the shelf life of food products. Irradiation is a fast, efficient, low-cost, and contamination-free physical process, similar to traditional methods such as heating, used to achieve better and longer preservation of food. In this process, packaged food is placed in a sealed chamber, , and exposed to ionizing radiation at a specific time and dose. Food in developing countries, often located in tropical regions with high humidity and temperature, is more prone to contamination and spoilage. Therefore, packaging and irradiation are among the best ways to preserve food. This method destroys spoilage- and disease-causing microorganisms, reduces or eliminates food allergens, and breaks down harmful substances and food toxins. It also prevents the use of chemical preservatives, which are highly detrimental. Moreover, irradiation helps maintain the natural freshness of food items. Additionally, the use of high doses that sterilize products reduces the need for refrigeration, ultimately lowering energy consumption. Using this modern processing method, a significant portion of agricultural products can be prevented from becoming waste due to inadequate post-harvest processing and storage, thereby contributing to food security.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Packaging
  • Ionizing Irradiation
  • Food Processing

Smiley face

[1] دانش‌پژوه، م، حاجی عبدالرحیم خباز، ن، کاربرد پرتودهی در صنایع غذایی، مجله نخبگان علوم و مهندسی، دوره 5(4)، صص123-127، 1399.
[2] رفیعی، س ر، غلامی، ی، افتخاری‌زاده، ا، افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی با استفاده از پرتودهی گاما، کنفرانس دستاوردهای نوین در صنایع غذایی و تغذیه سالم، 1395.
[3] اخوان، ح ر، برنجی اردستانی، س، فاضل نجف آبادی، م، اثر پرتودهی گاما بر ماندگاری و ویژگی‌های کیفی میوه زرشک تازه، مجله علوم و فنون هسته ای، دوره73، صص 81-86، 1396.
[4] S. Esmaeili, M. Barzegar, M. A. Sahari, and  S. Berenji Ardestani, “Effect of gamma irradiation under various atmospheres of packaging on the microbial and physicochemical properties of turmeric powder,” Radiation Physics and Chemistry, vol.148, pp. 60-67, 2018.
[5] بی‌نام. روزنامه دنیای اقتصاد، خبر شماره 4104342، 1403.
[6] G. Pathak. “Global Food Production Loss Or Waste Is Over 30 Per Cent”, IPA service, 2025.
[7] Th. Ohlsson, N. Bengtsson, “Minimal processing technologies in the food industry”, Crc press, 2002.
[8] برنجی اردستانی، س، احمدی‌روشن، م،  اثرات پرتوفراوری گاما بر ویژگی‌های میکروبی و حسی-چشایی شوید و مرزه تازه، فصلنامه فناوری‌های جدید در صنعت غذا، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، دوره 9(1)، صص 13-26، 1400.
[9] احمدی‌روشن، م، شیخ نصیری، س، جمالی، س س، سرابی،م، برنجی اردستانی، س، اثرات پرتوفراوری گاما بر ویژگی‌های میکروبی و حسی-چشایی تره و جعفری تازه، مجله علوم و فنون هسته‌ای، دوره 98(4)، صص 110-119، 1400.
[10] DAE. Ehlermann, “Four decades in food irradiation (Editorial), ” Radiation physics and chemistry, vol.73, pp. 346-347, 2005.
[11] A.K., Kilonzo-Nthenge, “Gamma Irradiation for Fresh Produce, ” Gamma Radiation, 2012 - intechopen.com, 2012.
[12] فاطمی، ف، خلفی، ح، قنادی مراغه م. پرتودهی مواد غذایی: اصول و کاربردها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، 1386.
[13] Z. Berk, “Food process engineering and technology, ” 1th edn. Oxford, UK. 603 p, 2009.
[14] مصباحی، غ،  اثر پرتودهی بر مواد بسته‌بندی محصولات غذایی. مجموعه مقالات چهارمین همایش ملی کاربرد فناوری هسته‌ای در علوم کشاورزی و منابع طبیعی، صص 656-647، 1394
[15] قورچی، ح، برزگر، م، سحری، م، عباسی، س، اثر پرتو گاما بر برخی از ویژگی‌های فیزیکی- شیمیایی، ترکیب‌های فراسودمند و خاصیت ضداکسایشی آب انار، مجله علوم و فنون هسته‌ای، دوره 65، صص 75-65، 1392.
[16] B. F. Ozen, J. D. Floros, “Effects of emerging food processing techniques on the packaging materials, ” Trends in food science & technology, vol.12 (2), pp. 60-67, 2001.
[17] اهری مصطفوی، ح.، میرمجلسی، م.، میرجلیلی، م.، فتح اللهی، ه.، منصوری پور، م.، و بابایی، م. تأثیر پرتو گاما بر جوانه‌زنی هاگ و رشد ریسه‌ای پنی‌سیلیم اکپانسیم عامل بیماری پس از برداشت میوه سیب. مجله علوم و فنون هسته‌ای سازمان انرژی اتمی ایران، دوره 58، صص 49-54.، 1390.
[18] C.H. Sommers, X. Fan, “Food Irradiation Research and Technology, ” Blackwell Publishing, Ames, 472 p, 2006.
[19] S. Ioannis, “Irradiation of Food Commodities: Techniques, Applicatons, Detection, Legislation, Safty and Consumer opinion, ” Academic Press publications, Elsevier, 2010.
[20] رزداری، م، آ. رئیسی، م، ابراهیمی، ر، کیانی، ح، علم پرتودهی و تأثیر آن در افزایش ماندگاری مواد غذایی، بیست و یکمین کنگره ملی علوم و صنایع غذایی ایران، دانشگاه شیراز، 1392.
[21] V. Guillard,  M. Mauricio-Iglesias,  N.Gontard, “Effect of novel food processing methods on packaging: structure, Composition, and migration properties, ” Critical reviews in food science and nutrition, vol.5-0(10), pp. 969-88, 2010.
[22] SN. Mahindru, “Food preservation and irradiation, ” New Delhi, 2005.
[23] S. Brewer, “Irradiation effects on meat color, ” Meat Science, vol.68, pp. 1–17, 2004.
[24] MS. Brewer, “Irradiation effects on meat flavor, ” Meat Science, vol.81, pp. 1–14, 2009.
[25] KM. Morehouse, V. Komolprasert, “Irradiation of food and packaging: an overview, ” ACS Publications, 2004. 
[26] صداقت، ن. تکنولوژی بسته‌بندی مواد غذایی. چاپ اول، انتشارات مرز دانش، مشهد - خراسان رضوی، ۳۶۸ صفحه، 1385.
[27] AG. Chmielewski, inis.iaea.org, 2006.
[28] V. Komolprasert, “Packaging food for radiation processing, ” Radiation Physics and Chemistry, vol.129, pp. 35-38, 2016.
[29] C F R. Ferreira, A L. Antonio, S Cabo Verde, “Food Irradiation Technologies: Concepts, Applications and Outcomes, ” Chapter 8, Packaging for Food Irradiation, By Majid Jamshidian, Monique Lacroix, 2017.
[30] Z. Jiang, Z. Yang, Y. He, Sh. Wu, J. Li, Y.Ye, G.Jiang, L. Li, H. Li, Sh. Lu, T. Liu, F. Qiu, T. Tan, Zh. Wang, Sh. Zhang, , “Research on the degradation process of penicillin G after electron beam irradiation, ” Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, vol. 334, pp. 679-688, 2025.
[31] U.S. Food and Drug Administration, Title 21 – Food and Drugs, Part 179, Irradiation in the Production, Processing, and Handling of Food. Code of Federal Regulations. Retrieved from https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-B/part-179, 2023.
[32] M. W. S, Cordeiro, D. M. M. Mouro, I. D. Dos Santos, , R. Wagner, , “Effect of Gamma Irradiation on the Quality Characteristics of Frozen Yacare Caiman (Caiman Crocodilus Yacare) Meat, ” Meat Science, vol.185, pp. 10872, 2022.
[33] C. L. Li, L. C. He, G. F. Jin, S. M. Ma, W. MWu, L. Gai, “Effect of Different Irradiation Dose Treatment on the Lipid Oxidation, Instrumental Color and Volatiles of Fresh Pork and Their Changes During Storage, ” Meat Science, vol.128, pp. 68–76, 2017, DOI: 10.1016/j.meatsci.2017.02.009.
[34] M.Taghvaei, B.Tonyali, C.Sommers, O.Ceric,Z. Y.Linghu, J. S.Smith, U.Yucel, “Formation Kinetics of Radiolytic Lipid Products in Model Food-Lipid Systems with Gamma Irradiation, ” Journal of the American Oil Chemists, vol.98 (7), pp. 737–746, 2021, DOI: 10.1002/aocs.12513.
[35] T.Kume, N.Nagasawa, F.Yoshii, “Utilization of Carbohydrates by Radiation Processing, ” Radiation Physics and Chemistry, vol.63(3–6), pp. 625–627, 2002, DOI: 10.1016/s0969-806x(01)00558-8.
 
 
 
 
 
 
[36] A. A.Aly, R. W.Maraei, M. M.Abd-Allah, G.Safwat, “Evaluation of Physical, Biochemical Properties and Cell Viability of Gamma Irradiated Honey, ” Journal of Food Measurement and Characterization, vol.15(5), pp. 4794–4804, 2021.
[37] R. W.Maraei, K. M. Elsawy, “Chemical Quality and Nutrient Composition of Strawberry Fruits Treated by Gamma-Irradiation, ” Journal of Radiation Research and Applied Sciences., vol. 10(1), pp. 80–87.
[38] R.Khalili, N.Ayoobian, M.Jafarpour, B.Shirani, “The Effect of Gamma Irradiation on the Properties of Cucumber, ” Journal of Food Science and Technology-mysore, vol.54(13), pp. 4277–4283, 2017
[39] M.Makari, M.Hojjati, S.Shahbazi, H.Askari, “Effect of Co-60 Gamma Irradiation on Aspergillus Flavus, Aflatoxin B-1 and Qualitative Characteristics of Pistachio Nuts (Pistacia Vera L.), ” Journal of Food Measurement and Characterization, 15(6), 5256–5265, 2021, DOI: 10.1007/s11694-021-01060-z.
[40] F.Wang, F.Xie, X. F.Xue, Z. D.Wang, B.Fan, Y. M.Ha, “Structure Elucidation and Toxicity Analyses of the Radiolytic Products of Aflatoxin B-1 in Methanol-Water Solution, ” Journal of Hazardous Materials, vol.192(3), pp. 1192–1202, 2011, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2011.06.027.
[41] Khalil, O. A. A.; Hammad, A. A.; Sebaei, A. S. (2021). Aspergillus Flavus and Aspergillus Ochraceus Inhibition and Reduction of Aflatoxins and Ochratoxin a in Maize by Irradiation. Toxicology, 198, 111–120. DOI: 10.1016/j. toxicon.2021.04.029.
[42] T.Calado, M. L.Fernandez-Cruz, S. C.Verde, A.Venancio, L.Abrunhosa, “Gamma Irradiation Effects on Ochratoxin A: Degradation, Cytotoxicity and Application in Food, ” Food Chemistry, vol. 240, pp. 463–471, 2018, DOI: 10. 1016/j.foodchem.2017.07.136.
[43] T. Calado, L. Abrunhosa, S. C. Verde, L. Alte, A. Venancio, M. L. Fernandez-Cruz, “Effect of Gamma Radiation on Zearalenone-Degradation, Cytotoxicity and Estrogenicity,” Foods, vol. 9(11), pp. 1687, 2020.
[44] N. K, V. Kalagatur, J. R. Mudili, Kamasani, C. Siddaiah, “Discrete and Combined Effects of Ylang-Ylang (Cananga Odorata) Essential Oil and Gamma Irradiation on Growth and Mycotoxins Production by Fusarium Graminearum in Maize, ” Food Control, vol. 94, pp. 276-283, 2018, DOI:10.1016/j.foodcont.2018.07.030.
[45] T. Khedr, A. A. Hammad, A. M. Elmarsafy, E. Halawa, M. Soliman, “Degradation of Some Organophosphorus Pesticides in Aqueous Solution by Gamma Irradiation, ” Journal of Hazardous Materials, vol. 373, pp. 23–28, 2019.
[46] M. A. Z. Chowdhury, I. Jahan, N. Karim, M. K. Alam, M. A. Rahman, M. Moniruzzaman, S. H. Gan, A. M, Fakhruddin, “Determination of Carbamate and Organophosphorus Pesticides in Vegetable Samples and the Efficiency of Gamma-Radiation in Their Removal, ” BioMed Research International, 145159, 2014.
[47] F. T. Rodrigues, E. Marchioni, S. Lordel-Madeleine, F. Kuntz, A. Villavicencio, D. Julien-David, “Degradation of Profenofos in Aqueous Solution and in Vegetable Sample by Electron Beam Radiation, ” Radiation Physics and Chemistry, vol. 166, pp. 108441, 2020, DOI:10.1016/j.radphyschem.2019.108441.
[48] S. Berenji Ardestani, A. Akhavan, H. Kazeminejad, M. Ahmadi-Roshan, A. Roozbahani, “Ionizing radiation effect on the removing of antibiotic pollutants from pharmaceutical wastewater: Identification of radio-degradation products, ” Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2024.
دوره 16، شماره 64 - شماره پیاپی 64
شماره پیا پی 64 زمستان 1404
اسفند 1404
صفحه 57-73
  • تاریخ دریافت: 07 دی 1404
  • تاریخ بازنگری: 26 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش: 28 اردیبهشت 1405
  • تاریخ انتشار: 15 خرداد 1405