Ученые физического факультета, НИИ ядерной физики МГУ имени Д.В. Скобельцына и химического факультета предложили косвенный метод определения оптимальных доз излучения для радиационной обработки продуктов питания. Метод основывается на анализе дозовременных зависимостей концентраций летучих веществ, образующихся при обработке.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ № 22-63-00075, опубликованы в журнале Q1 «Molecules».
Обработка продуктов питания источниками ионизирующего излучения (радиоизотопы 60Co и 137Cs, ускоренные электроны и тормозные рентгеновские фотоны) используется в более чем 60 странах мира, в том числе и в России. Радиационная обработка пищевой продукции приводит к подавлению патогенных бактерий, предотвращению пищевых отравлений, продлению срока хранения продуктов. Однако излучение действует и на биомакромолекулы (белки, жиры и углеводы), что может привести к ухудшению биохимических и органолептических качеств продуктов.
«Перед нами стоят две важные задачи — определить оптимальные диапазоны дозы излучения, которые отличаются для разных категорий продукции, и найти биохимические маркеры, которые образуются при обработке. В настоящее время отсутствует обязательная маркировка продуктов, прошедших радиационную обработку, поэтому высок риск ввоза в нашу страну незадекларированной облученной продукции. При этом все еще не существует универсальных методов или специальной “лакмусовой бумажки”, говорящих о том, была ли обработана продукция или нет, поэтому при вторичной обработке ввозимых продуктов уже на территории России существует вероятность выйти за рамки оптимальных доз», — объяснила Ульяна Близнюк, зав. лабораторией радиационной обработки биообъектов отдела ядерно-физических методов в медицине и промышленности НИИЯФ МГУ, старший преподаватель физического факультета.
Объектом исследования была выбрана говядина, которую облучали разными дозами на ускорителе электронов (максимальная энергия 1 МэВ). Далее ученые отслеживали изменение во времени концентрации летучих соединений, образующихся при обработке.
«При облучении продуктов возникают летучие органические соединения, и их концентрация меняется со временем по-разному в зависимости от полученной дозы излучения. Если соединение является продуктом жизнедеятельности бактерий, то его концентрация будет уменьшаться, так как бактерии при обработке погибают. Если же соединение образуется в результате окислительного действия излучения на биомакромолекулы, то его концентрация будет расти. Наша задача — среди сотен соединений выделить те, которые могут дать информацию о полученной дозе излучения», — прокомментировала Полина Борщеговская, младший научный сотрудник НИИЯФ МГУ, доцент физического факультета.
Ученые проанализировали дозовременные зависимости различных летучих соединений в облученных образцах говядины и выделили две подходящие группы: концентрация спирта этанола соответствует ферментативной деятельности бактерий, а концентрация альдегидов — распаду биомакромолекул. Для определения оптимальной дозы излучения в образцах говядины были предложены модели зависимостей концентраций образующихся летучих соединений от дозы, и теоретические результаты модельных расчетов совпали с прямыми измерениями с высокой точностью.
«Наш метод может лечь в основу нормативных документов по регулированию радиационной обработки продуктов питания. Кроме того, этот метод проще и эффективнее прямого измерения содержания макромолекул в продуктах», — рассказала Виктория Ипатова, младший научный сотрудник НИИЯФ МГУ.