ÉLELMISZEREK SUGÁRTARTÓSÍTÁSA MAGYARORSZÁGON

Kiss István
Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem
Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszék,
Budapest

Az élelmiszerek romlását okozó és az egészséget veszélyeztető mikroorganizmusok elpusztítására, valamint a szöveti enzimek inaktiválására különböző élelmiszerkezelési, élelmiszertartósítási eljárásokat alkalmaznak. A hőkezelés (pasztőrözés, sterilizálás), szárítás, a hűtve- és fagyasztva-tárolás mellett az utóbbi évtizedekben alternatív tartósítási eljárásként került előtérbe az ionizáló sugárzás. Ismeretes, hogy Schwartz 1921-ben, Wüst 1930-ban szabadalmi bejelentést tett a besugárzás élelmiszeripari alkalmazására, de csak 1946-1947-től indultak meg az intenzív kutatások a gyakorlati megvalósítás érdekében.

A kutatások az élelmiszertudomány interdiszciplináris jellegénél fogva rendkívül széleskörűek. Ez a tevékenység az élelmiszerkutatás nagyon intenzív korszakát nyitotta meg és termékenyítőleg hatott más területekre is. Az ionizáló sugárzás élelmiszeripari alkalmazására az ad lehetőséget, hogy az élelmiszer által abszorbeált energia nagyságától függően más és más hatást, fizikai, kémiai és biológiai változásokat idéz elő. Az eljárás egyik jellemzője, hogy az energia-abszorpció során olyan kis hőmérsékletnövekedés lép fel, ami az élelmiszerekben hőkárosodást nem okoz. Egy másik fontos előnye, összehasonlítva más élelmiszertartósítási eljárás energiaszükségletével, hogy ugyanazon hatás elérése ionizáló sugárzással egykét nagyságrenddel kevesebb energiát igényel. Kedvezőnek tekinthető az is, hogy a besugárzás terminális kezelésként alkalmazható. A csomagolt élelmiszereknél így az utólagos rovar-, mikrobiológiai-, stb. szennyeződés fertőzés kizárható. Az ionizáló sugárzás alkalmazásával megnövelhető különböző termékek, zöldségfélék, gyümölcsök, húsok eltarthatósági ideje, rovarok elpusztítása, a romlást és betegséget okozó mikroorganizmusok eliminálása. Az elmúlt negyven esztendőben nagyon sok érdekes és hasznos eredmény született. Ismeretesek az ionizáló sugárzással való kezelés előnyei és hátrányai éppúgy, mint más élelmiszerkezelési eljárások korlátai. Az eljárás gyakorlatba való bevezetéséhez ugyanúgy időre van szükség, mint más eljárásnál is tapasztalható volt (hősterilizálás-konzerválás, gyorsfagyasztás). A besugárzás egyik jól szabályozható és ellenőrizhető alternatív módszere a tartósításnak. A kutatások eredményeit, a szabályozhatóságot és az ellenőrizhetőséget, a FAO, IAEA és a WHO, valamint Közös Bizottságuk megvitatta és javaslatokat tett a kormányoknak az ionizáló sugárzás élelmiszeripari hasznosítására. Az 1980-as esztendő fontos állomás volt az élelmiszerbesugárzásos kutatás történetében. A FAO/IAEA/WHO Közös Szakértőbizottsága megállapította, hogy a 10 kGy átlagdózisnál nem nagyobb besugárzással kezelt élelmiszerek toxikológiai, táplálkozási és mikrobiológiai szempontból nem jelentenek veszélyt az emberre, ennél fogva az így kezelt élelmiszerek további toxikológiai vizsgálatokat nem igényelnek. Azt is megállapították, hogy az élelmiszerek a sugárkezelés következtében nem lesznek radioaktívak. Az elemek csak akkor válnak radioaktív izotópokká, ha megfelelő nagy energiájú sugárzásnak teszik ki (küszöbenergia), a radioaktivitás mértékét ekkor az elnyelt dózis nagysága határozza meg.

Az élelmiszeriparban a kobalt-60 radioaktív izotópot alkalmazzák sugárforrásként, aminek maximális energiája 1,33 MeV, ami nagyon kicsi ahhoz, hogy az élelmiszert alkotó elemekben radioaktivitást indukáljon. Elektrongyorsítókkal és röntgen-géppel nagyenergiájú elektromágneses sugárzás is előállítható, (amit szintén felhasználnak élelmiszer besugárzására). Élelmiszerben a rövid felezési idejű radioaktív izotópok mérhető mennyiségű aktivitásához legalább 14 MeV energiájú elektron sugárzás szükséges. Órás vagy napos felezési idejű radioaktív izotópok létrehozása csak 20 MeV-nél nagyobb energiájú elektronsugárzással lehetséges. Ugyanilyen energiaszinteken a röntgensugárzás sokkal hatékonyabb. A FAO/ IAEA/WHO Közös Szakértői Bizottsága ezért azt javasolta, hogy élelmiszerek besugárzására elektron-generátorok esetén a megengedhető maximális energia 10 MeV, röntgengépeknél pedig 5 MeV. Ilyen energiahatárok alatt a gyakorlati szempontból szóba jöhető maximális 50 kGy dózis alkalmazásánál radioaktivitást nem mértek.

Ezt követően a Codex Alimentarius Bizottság kodifikálta az eljárást, ezzel hozzájárult a nemzetközi elfogadtatáshoz. Azóta tovább nő azon országok száma, ahol az élelmiszerbesugárzást és az így kezelt élelmiszerek fogyasztását engedélyezik.

Ma már 43 országban szabályozzák a besugárzott élelmiszerekkel kapcsolatos teendőket, 37 országban engedélyezték a besugárzott élelmiszerek emberi fogyasztását, ezek között vannak nyugat-európai országok is (például Franciaország, Hollandia, Belgium, Egyesült Királyság, stb.), valamint az Egyesült Államok. Jelenleg 50 élelmiszerbesugárzó üzemel a világon, kereskedelmi céllal végzik az élelmiszerek sugárkezelését. Mintegy 20 épül, ez a szám rövidesen 30-ra nő. Körülbelül 500000 tonnára tehető évente a besugárzott élelmiszerek mennyisége. Mint ahogy a Közös Piac országaiban betiltották 1991-ben a fűszerek etilén-oxidos kezelését, most rövidesen várható a metil-bromid használatának a tiltása világszerte. Ekkor a besugárzott élelmiszerek mennyisége ugrásszerűen növekedni fog. Az 1993-as év végére várható, hogy az-Európa Tanács is szabályozza a besugárzott élelmiszerek kereskedelmi fogalmát, ami azt jelenti, hogy az eljárás ezekben az országokban is polgárjogot nyer.

Magyarországon már az 1950-es évek végén Vas Károly és Török Gábor kezdeményezésére indultak meg az élelmiszerbesugárzási kutatások, tehát nemzetközi vonatkozásban is igen korán. A munkákat Vas Károly akadémikus irányította haláláig. A magyar kutatók tudományos és gyakorlati munkája elismerten hozzájárult a nemzetközi eredményekhez. A kutatások irányát elsősorban az motiválta, hogy a magyar élelmiszerek minőségi karakterét megőrző tartósítási eljárást dolgozzanak ki tudományos megalapozottsággal, szem előtt tartva a technológia gazdaságosságát. A vizsgálatok elsősorban a gyümölcsök, gyümölcslevek, a fűszerpaprika kezelésére irányultak. Magyarország 1965-ben bekapcsolódott a nemzetközileg koordinált kutatási munkákba. Vas Károly jól képzett tudományos teamet hozott létre, ő építette fel azt a tudományos iskolát, amelyik azóta is műveli ezt a területet olyan eredményességgel, hogy nemzetközileg is elismerik. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség rendszeresen küld ösztöndíjasokat rövidebb-hosszabb időre Magyarországra, hogy azok e téren mind elméleti, mind gyakorlati ismereteket szerezzenek. Ebben az időszakban a szakminisztériumon kívül az Országos Atomenergia Bizottság, az OMFB és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség sok segítséget nyújtott a kutatáshoz és a Kísérleti Besugárzó Üzem létrehozásához. A Központi Élelmiszeripari Kutató Intézet 1969-ben felépítette Kőbányán besugárzó üzemét 0,4 kGy ˇt ˇ h^{-1 60}Co kapacitással, amit azután 1972-ben felsőfüggesztésű szállítópályával egészített ki. Ezt az üzemet 1976-tól a KÉKI-től leválasztották. 1982-ben az AGROSTER Besugárzó Vállalat kezdte meg itt a tevékenységét. Az üzem ma 11,1 PBq aktivitással rendelkezik. A kutatási tevékenység célkitűzése mindig az eredmények gyakorlati megvalósítására irányult. Ezt bizonyítja a Kísérleti Besugárzó Üzem létesítése gyakorlati és demonstrációs célból, a besugárzott élelmiszerek előállításának és a kereskedelmi forgalomba való bevezetésének szabályozása, és a besugárzott élelmiszerek értékesítése.

Az elmúlt öt esztendőben a kutatási tevékenység a Központi Élelmiszeripari Kutató Intézetben, a Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetemen, annak szegedi Főiskolai Karán és az MTA Izotóp Intézetében folyik, valamint olyan intézetekben, amit a munkák jellege megkíván.

A több, mint 30 éves tevékenységek jellegéből és tartalmából megállapítható, hogy a kutatás a laboratóriumi kísérletektől a méretnövelési lehetőségeket is figyelembe véve az üzemi kísérletekig jutott el. Megfelelő mennyiségű élelmiszer esetén a kereskedelmi értékesítés is megtörtént, ennek alapján gazdaságossági számítások is készültek.

A mikrobiológiai, kémiai, biológiai, fizikai, technikai és technológiai kutatások tudományosan megalapozott és gyakorlatban igazolt eredményei alapján félüzemi és üzemi technológiákat, vizsgálati módszereket az alábbi élelmiszerekre sikerült kidolgozni:

Vöröshagyma kihajtásgátlása 50 Gy átlagos sugárdózissal biztosítható a környezeti hőmérséklet mellett Magyarországon 6-7 hónapig. A tárolási veszteség legalább 15 %-kal kisebb, mint a kezeletlen vöröshagymáé. A besugárzott vöröshagyma minősége mind a közvetlen fogyasztás, mind az ipari feldolgozás céljaira jó minőségű. Több éven keresztül mintegy 900 tonna vöröshagyma került kereskedelmi forgalomba, több vagonnyi mennyiséget szárítmánynak dolgoztak fel. 45 tonna besugárzott import vöröshagyma került értékesítésre Budapesten.

A különböző termőhelyekről származó több mint 10 burgonyafajtával végzett kísérletek alapján a 100 Gy átlagdózis bizonyult hatásosnak. A kezeletlen burgonyánál mintegy 10 %-os kihajtási veszteség mutatkozott, míg a besugárzott nem csírázott ki. A sugárkezelt termék jó minőségű volt, a belőle előállított gyorsfagyasztott készítmény is kielégített minden igényt. Magyarországon burgonya volt az első besugárzott élelmiszer, ami kereskedelmi forgalomba került (1972).

A rovarkártétel csökkentése nagyon sikeres eredmények voltak a búzacsíra és a búzakorpa esetében. Mindkét készítménynél 0,4 kGy dózis alkalmazása esetén a rovarkártétel megszűnt, a termék minősége jó volt és kereskedelmi értékesítésre került.

Sugárkezeléssel mintegy 15 %-kal növelni lehetett a maláta-kitermelést árpából a csíráztatás alatti légzés mérséklésével. 180 tonna besugárzott árpából készült maláta, illetve jó minőségű sör.

A gyümölcsök közül a szamóca, cseresznye, meggy tárolhatósági ideje volt meghosszabbítható 2-3 szorosára 2 kGy dózissal. Az alma és a körte eltarthatósága a kalciummal való kombinált kezeléssel (1 kGy) volt eredményes. A csiperke gomba besugárzása (2,5 kGy) rendkívül sikeres, mivel a kalap kinyílását és a gomba öregedését meg lehet akadályozni. Ha viszonylag kis mennyiségben is, de mindezek a termékek kereskedelmi értékesítésre kerültek.

A fűszerek mikrobaszennyezettsége 5-6 kGy átlagdózissal kezelve jelentősen csökken, az egészségre veszélyes mikrobákat a besugárzás kiküszöböli, a vegyszeres kezelést tökéletesen helyettesíti, a hőrezisztens spórákat hőérzékenyíti. Mind a közvetlen, mind hús- és konzervipari felhasználás gyártásbiztonság-növeléssel, energiaigény-csökkentéssel jár. Félüzemi körülmények között is igazolták a kezelés hatásosságát. Hasonló eredménnyel alkalmazható a besugárzás más élelmiszeripari ingredienseknél is. Széleskörű állatetetési kísérletek igazolták a besugárzott fűszerpaprika és fűszerkeverék veszélytelenségét. A multigenerációs állatetetési kísérletek keretében karcinogén, teratogén hatásokat, patológiai változásokat, tápanyag-hasznosítást, toxikus hatást, citotoxikus és mutagén károsodást vizsgáltak. Mutagenitási vizsgálatok egész sorát végezték el fűszereken. Az eredmények egyértelműen bizonyították a besugárzott fűszerek ártalmatlanságát. Ezeket az eredményeket használták fel a nemzetközi engedélyeztetések ajánlásainál is.

Jól ismert tény, hogy az állati eredetű élelmiszerek a betegségokozó élelmiszerrel terjedő mikroorganizmusoknak a legjelentősebb forrásai. Fagyasztott, csomagolt egészcsirke besugárzásával (4kGy) biztosítható a kórokozómentes baromfihús. A besugárzott húsból készített ételek érzékszervi szempontból jó minőségűek voltak, 5 tonnát értékesítettek kereskedelmi forgalomban.

Az eddigi félüzemi és üzemi kísérletek során besugárzott élelmiszerek mennyisége a néhányszáz kilogrammos mennyiségtől a néhányszáz tonnáig terjed.

Számos más élelmiszerrel végzett laboratóriumi kísérlet eredményei alapján lehetne félüzemi és üzemi kísérleteket végezni, hogy igazolni lehessen az eredmények gyakorlati jelentőségét és hogy gazdaságossági számításokat lehessen végezni. Ezek között kell megemlíteni a gabona és takarmányfélék (kukorica, szója) kezelését, szárítmányok, tojáskészítmények, húsok besugárzását, különböző konzervek, gyümölcslé-sűrítmények előállítását, stb.

Az AGROSTER évente mintegy 800-900 tonna élelmiszert kezel ionizáló sugárzással, ennek jelentős része különböző fűszer, ami egyrészt a húsiparban kerül felhasználásra, másrészt a kiskereskedelem értékesíti. 1982 óta nagy mennyiségű parafadugót sugároztak be az 1990-es adatok alapján 20 millió darab volt.

Az MTA Izotóp Intézete tervezte és építette meg 1969-ben a Kísérleti Besugárzó Üzem sugárforrását és 1979-ben Rákóczifalván a folyamatosan működő vöröshagyma besugárzó berendezést. Ez utóbbi teljesítménye 50 Gy sugárdózist alkalmazva 10 tonna volt óránként. Azóta több más sugárforrást is terveztek; 1992-ben külföldi megrendelésre elkészült egy vöröshagyma besugárzó 50 Gy/5 tonna óránkénti teljesítménnyel. Nemzetközileg is elismert eredményeket értek el a dózismérő rendszerek fejlesztése terén, valamint az abszorbeált dózis számításának matematikai modellezésével. Magyarországon ma már 14,8 PBq ⁶⁰Co radioaktív izotópot állítanak elő, ami a hazai igények jelentős részét fedezi.

Magyarországon először 1972-ben értékesítettek kereskedelmileg besugárzott élelmiszert (burgonyát). Minden új technológiával, kezeléssel előállított élelmiszer forgalomba hozatalához engedély szükséges. 1977 óta a magyar élelmiszertörvény rendelkezik az élelmiszerbesugárzásról és az ellenőrzésről. 1972 óta 25 különböző besugárzott élelmiszer, illetve adalékanyag-csoport került a kereskedelembe, a fogyasztóhoz. A lehetőségek szerint a napilapokban és a rádióban, de az elárusítóhelyeken is tájékoztatást kaptak a vásárlók az élelmiszerbesugárzás tényéről.

Az élelmiszerbesugárzás gyakorlati bevezetésének koncepciója az volt, hogy mint az élelmiszerkezelés, élelmiszertartósítás egyik alternatívája kerüljön megvalósításra. Azoknál az élelmiszereknél célszerű alkalmazni, ahol más kezelésekkel szemben hatása jobb vagy az addig alkalmazott módszerek nem használhatók, és nem utolsósorban ott, ahol a besugárzás gazdasági szempontból is kielégítő. Célkitűzés volt, hogy a besugárzott élelmiszerek árusításának bevezetésénél a fokozatosság elvét kell alkalmazni. Választékban és mennyiségben is lépésről-lépésre célszerű növelni a besugárzott élelmiszereket, hozzászoktatni a fogyasztót ahhoz a lehetőséghez, hogy választhat nem-besugárzott és besugárzott élelmiszer között. Amennyiben van igény, ha kis mennyiségben is, de az ellátás folyamatosságát biztosítani kell. Ez utóbbi üzletpolitikai szempontból is nagyon fontos. Ezeknek a munkáknak a lebonyolításához az esetlegesen várható költségek pénzügyi biztosítéka a kutatási költségekre volt alapozva. Ismeretes, hogy az utóbbi években általában a kutatások és így az élelmiszerbesugárzási fejlesztés pénzügyi forrásai beszűkültek. Ez azt jelenti, hogy a meglévő eredmények hasznosítása, bevezetése és elterjesztése csökkent. Itt a megállás, időkihagyás azt jelenti, hogy az eddig elért eredményeket el lehet veszíteni. Egy későbbi időpontban történő újrakezdés jelentős többletköltségekkel jár. A folytonosság a társadalomban, a gazdasági életben, a kereskedelemben nagy jelentőségű, hiánya erkölcsi és anyagi veszteségeket okozhat.

Kívánatos, hogy az AGROSTER Besugárzási Vállalat fejlesztési koncepciója, az új besugárzó üzem létesítése mielőbb megvalósulhasson. Hosszú évek óta folynak az előkészületek, de még ma sem teljesen rendezettek a feltételek. A jelenlegi kapacitás teljes kihasználása (ami részben a besugárzási költségek alakulásával kapcsolatos), kedvező hatást gyakorolhat a besugárzott élelmiszerek ipari felhasználása és kereskedelmi értékesítése érdekében. Szükséges a fogyasztók folyamatos tájékoztatása és további piackutatás, ami jó alapot teremthet a besugárzott élelmiszerek fogadásának, értékesíthetőségének elterjedéséhez.