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Conservação de Alimentos por Radiações Ionizantes

Autor(es): Andrade, M. E.

Publicado por: Sociedade Portuguesa de Protecção Contra Radiações

URLpersistente: URI:http://hdl.handle.net/10316.2/41790

Accessed : 26-Apr-2021 01:55:18

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CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS POR RADIAÇÕESIONIZANTES

M. E. AndradeDepartamento de Física, ICEN/INETI Estrada Nacional 10, 2685 SACAVÉM

SUMMARY

The process of food preservation by ionising radiation is an alternative, or a complement, to the traditional methods of heating, refrigerating, freezing or using chemical additives.

The study and the development of this technique has started on the beginning of the fifties but is based on the radiation killing effect on micro-organisms discovered by the end of last century. Foodstuffs are treated in appropriate plants: isotopic facilities (gamma radiation) and accelerated electron-beams produced by machines called accelerators.

The FAO and WHO in close collaboration with the IAEA have played an important role on the de velopment of the process and on the increment of the industrial application of food irradiation.

Over the world there are about 37 countries trading foods treated by ionising radiation. However, governs have been slow to clear the utilisation of this process. The main reason of this attitude is in general due to the fact the advantages of the technique are not clearly understood.

Therefore, the dissemination of the information could on one hand clarify who has to take decisions and on the other hand support the choose of those foods by the consumers. This is the unique way to dynamize the application of this process.

SUMÁRIO

O processo de conservação de alimentos por radiações ionizantes apresenta-se como uma via alternativa, ou um complemento, aos processos clássicos do calor, frio ou adição de produtos químicos.

O estudo e o desenvolvimento desta técnica iniciou-se no começo dos anos 50 mas, baseia-se no efeito microbicida das radiações descoberto no fim do século passado. Os alimentos são tratados em instalações próprias que utilizam ou isótopos radioactivos ou máquinas.

A quantidade de energia absorvida pelo alimento, ou “dose”, determina o efeito obtido; assim, pode inibir mecanismos de germinação, atrasar a maturação, destruir insectos e outros agentes patogénicos ou prolongar a vida útil do alimento.

A FAO e a OMS em conjunto com a AIEA têm tido uma papel importante no desenvolvimento e na aplicação industrial da irradiação de alimentos.

A nível mundial cerca de 37 países comercializam produtos tratados por radiações ionizantes. No entanto, os governos têm sido lentos a autorizar o uso deste processo. A razão principal desta atitude reside, em geral, no facto de desconhecerem as vantagens da técnica.

A disseminação da informação esclarecendo quem tem de decidir e dando liberdade de escolha aos consumidores constitui a única forma de dinamizar a aplicação deste processo.

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INTRODUÇÃO

Os microrganismos são os principais responsáveis pelas enormes perdas de alimentos. O seu efeito está relacionado não só com a deterioração dos alimentos mas também com a transmissão de doenças associadas por vezes a intoxicação alimentar.

A necessidade de se dispor de alimentos com qualidade, seguros e nutritivos, e de reduzir as perdas de produção alimentar conduziu ao aparecimento de processos de conservação. Esta necessidade era no entanto conhecida desde há muito pela humanidade que utilizava métodos ancestrais como a secagem ao Sol ou a conservação com sal. Mas, só no início do século passado surgiu o primeiro método de conservação, quando Appert descobriu que o aquecimento de um alimento numa caixa fechada permitia a sua conservação por um período prolongado.

Outras técnicas foram desde então sucessivamente introduzidas como a congelação, adição de produtos químicos, a liofilização, a embalagem em vazio ou em atmosfera controlada, etc. A última técnica a surgir foi a irradiação de alimentos.

A irradiação de alimentos é um processo físico, como o aquecimento ou a congelação, que consiste em expor os alimentos à acção de raios gama ou X, ou de electrões acelerados. Os efeitos obtidos designadamente sobre os microrganismos são tanto maiores quanto maior for a energia absorvida pelos alimentos, ou “dose”.

EFEITO DAS RADIAÇÕES SOBRE OS MICRORGANISMOS

O efeito letal das radiações ionizantes foi descoberto no fim do século passado, em 1896, pouco tempo depois da descoberta dos raios X e da radioactividade natural.

Este efeito baseia-se no facto de a síntese de DNA ser eficazmente inibida pelas radiações ionizantes, determinando assim que doses apropriadas de radiação reduzam o número de organismos vivos presentes nos alimentos.

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Os microrganismos, bactérias, bolores, leveduras, etc., respondem à radiação de uma forma específica (Figura 1.). Esta especificidade pode ser quantificada como “dose de redução decimal” ou valor de D10 , e significa a quantidade de radiaçãonecessária para destruir 90% da população inicial, deixando uma fracção sobrevivente de 10%.

Assim, num alimento, cuja população inicial é N0, a população após irradiação, com adose D, será N. D é a dose expressa em Gy que foi utilizada em cada momento.

Desvios da recta representada na Figura 1. devem-se a efeitos relacionados com a temperatura, o estado físico do alimento, a população inicial ou a atmosfera da embalagem.

Verifica-se que as bactérias patogénicas, designadamente E.coli., Salmonellae, etc, apresentam uma grande sensibilidade às radiações ionizantes pelo que podem ser eficazmente eliminadas com doses inferiores a 10 kGy.

APLICAÇÃO DA TÉCNICA

O domínio da técnica é vasto. Conforme a quantidade de dose de radiação utilizada, pode inibir-se mecanismos de germinação, atrasar a maturação, destruir insectos, eliminar microrganismos patogénicos ou prolongar o período de vida útil do alimento devido à redução da flora microbiana.

Figura 1.Relação entre a dose de radiação e a fracção sobrevivente de microrganismos.

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O processo de irradiação não significa que se encontrou a “solução universal”. Há que estudar se o processo é aplicável aos alimentos que se pretendem irradiar já que um dos seus principais efeitos é a oxidação dos lípidos . Ao tratar um alimento deve-se procurar encontrar um compromisso entre a quantidade de dose necessária para obter o efeito pretendido e a necessidade de manter inalterados os seus caracteres organolépticos.

Quando conduz ao alargamento do período normal de conservação dum alimento fresco não dispensa os métodos usuais de procedimento como por exemplo manter os alimentos refrigerados, nem de continuar a cumprir as boas práticas de higiene.

No Quadro 1. apresentam-se várias aplicações da técnica, relacionando-as com as doses de radiação a utilizar.

Quadro 1. Doses utilizadas nas diferentes aplicações da irradiação de alimentos

a) Gy = gray - unidade do S.l. de medida da dose absorvida, que corresponde à energia absorvida de 1 joule por kg de massa.

b) Doses superiores à dose (média total) de 10 kGy só são utilizadas em fins especiais.

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Na Figura 2. apresenta-se o exemplo de um lote de cebolas tratadas por radiação que estão perfeitamente conservadas ao fim de um período de 8 meses a 10°C.

Figura 2. Cebolas tratadas por radiação gama, o controlo germinou e está impróprio para consumo.

A irradiação pode ainda ser associada a outros métodos como o calor, o frio, a embalagem em atmosfera controlada contribuindo para melhorar a eficácia da conservação dos alimentos assim tratados.

As vantagens do processo de irradiação estão relacionadas com o facto de ser um método físico que não deixa resíduos nos alimentos, não produz subida de temperatura durante o tratamento e pode ser aplicado a alimentos empa­cotados e embalados para distribuição.

Nos países desenvolvidos o processo de conservação de alimentos por irradiação permite, como vantagens directas, dispor de alimentos de grande qualidade isentos de toxi-infecções alimentares, alongar os circuitos de comercialização, evitar a entrada de microrganismos e/ou insectos vindos de outras regiões.

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Nos países em desenvolvimento a sua importância está essencialmente relacionada com a possibilidade de reduzir as perdas das colheitas, que são consideráveis, atingindo por vezes 20 a 30% da produção total. Em países tropicais, as condições climáticas aceleram os processos de degradação e as perdas de produção alimentar são ainda maiores.

A escassez de alimentos à escala mundial e a crescente concentração da população em centros urbanos têm conduzido a uma necessidade cada vez maior de manter os alimentos em bom estado de conservação durante períodos mais prolongados.

AS INSTALAÇÕES DE TRATAMENTO

Os primeiros testes de irradiação industrial foram realizados nos EUA, no iní­cio dos anos 50, utilizando um acelerador de electrões do tipo Van de Graaf. Na Europa em 1956, Lyon/França, foi utilizada pela primeira vez uma fonte de cobalto-60 na prestação de serviços de irradiação à indústria.

Actualmente, existem no mundo cerca de 150 centros de prestação de serviços de irradiação, que além do tratamento de alimentos ou produtos agro-alimentares, se dedicam à esterilização de artigos médico-cirúrgicos, à transformação de polímeros, etc.

A irradiação de alimentos em pequena escala ou à escala industrial processa-se hoje em instalações radioactivas (cobalto-60) ou em máquinas chamadas aceleradores, onde são produzidos feixes de electrões acelerados ou raios X por conversão dos feixes de electrões.

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As instalações de irradiação que utilizam um isótopo radioactivo, na maior parte dos casos cobalto-60 (Figura 3.), são constituídas por uma célula blindada no centro da qual se encontram as fontes isotópicas montadas numa estrutura - o irradiador. O princípio de funcionamento é relativamente simples, já que consiste em fazer circular os produtos alimentares em frente do irradiador de tal forma que a energia electromagnética emitida seja uniformemente absorvida.

Quando a instalação não está em funcionamento, as fontes são recolhidas em piscina ou num poço com blindagem. Sistemas complexos de segurança que funcionam interligados e montados em redundância asseguram o funcionamento em segurança destas instalações.

Na Figura 4 apresenta-se um esquema de um outro tipo de equipamento de irradiação, o acelerador de electrões.

Figura 4. - Acelerador de electrões.

Os aceleradores de electrões são máquinas constituídas no essencial por três partes: a fonte de irradiação, no caso constituído por um gerador eléctrico: acelerador de electrões o sistema transportador que encaminha os produtos a tratar na direcção do feixe de electrões e que se encarrega de os fazer sair depois de irradiados; e a célula de betão, na qual estão implantados o gerador eléctrico e o sistema transportador de tratamento.

Em exploração industrial um feixe de electrões acelerados apresenta três características importantes que são: a energia do electrão (E, MeV), a potência do feixe (P, kW) e a largura do feixe (Lb, cm).

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A grande vantagem entre estes dois tipos de instalações está na possibilidade de o acelerador de electrões poder ser desligado quando não é necessário. Mas pelo seu lado os feixes de electrões têm um poder de penetração muito mais baixo que a radiação electromagnética que é muito penetrante. Assim, há que ter uma atenção especial à geometria dos produtos tratados em aceleradores.

Muito recentemente, numa tentativa de ultrapassar o problema da fraca capacidade de penetração, surgiram as máquinas-aceleradores convertíveis em raios X.

Na Figura 5. apresenta-se um esquema de uma máquina em que, por interposição duma placa metálica, um feixe de electrões é convertido em radiação de natureza electromagnética, os raios X.

Figura 5. Acelerador de electrões convertível em raios X.

PAPEL DAS ORGANIZAÇÕES INTERNACIONAIS NO DESENVOLVIMENTO DA TÉCNICA

O papel das agências internacionais como a AIEA, a FAO e a OMS tem sido importante para o desenvolvimento do processo de conservação de alimentos por irradiação.

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As agências Internacionais reconheceram a importância deste processo de conservação na redução das perdas de produção alimentar mundial, num mundo altamente carenciado em que as manchas de fome vêm aumentando.

Assim, em primeiro lugar, promoveram o estudo da técnica, tendo dinamiza­do vários projectos internacionais ao longo dos anos: o projecto de Seibsdorf e o projecto de IFIP/Karlsruhe são exemplos desta atitude. Os resultados dos estudos levados a cabo durante o projecto IFIP permitiram a um Comité Misto de Peritos (JECFI) da OMS/FAO/AIEA reconhecer em 1981 a “inocuidade de qualquer alimento irradiado desde que a dose média global fosse inferior ou igual a 10 kGy”.

Desde então tem havido uma evolução lenta, perturbada pelo acidente de Chernobyl que veio trazer grande confusão, lançando a ideia do perigo da contaminação radioactiva dos alimentos. No intuito de continuar a esclarecer a opinião pública, as agências internacionais continuaram a realizar encon­tros de carácter técnico-científico, a dinamizar projectos, como foi o caso do projecto IFFITA/Wageningen, em colaboração com o governo holandês.

Em 1982 os Directores Gerais da FAO, da OMS e da AIEA convidaram os Estados-Membros destas 3 organizações a formarem um Grupo Consultivo, cujo objectivo seria a cooperação internacional no domínio da irradiação de alimentos.

Com o apoio de 44 Estados-Membros, estabeleceu-se em 1983 o Grupo Consultivo Internacional sobre Irradiação de Alimentos (ICGFI). Inicialmente por um período de 5 anos, o seu prazo tem sido sucessiva­mente alargado, tendo no seu activo numerosas acções em prol da utilização industrial da irradiação de alimentos. O INETI é desde 1993 membro deste grupo internacional.

Em 1988 realizou-se sob a égide da ONU, em Genebra, a Conferência Internacional sobre a “Aceitação, Controlo e Comércio de Alimentos Irradiados”, onde pela primeira vez a IOCU, Associação Internacional

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dos Consumidores, participou como Observador. Uma das mais importantes conclusões da Conferência foi a “importância do consumidor, a sua confiança no processo e o seu direito a ser sempre informado sobre as condições dos produtos que consome”. Posteriormente a Comissão do Codex Alimentarias elaborou as normas de rotulagem dos produtos alimentares pré-embalados.

A CE E AS LEGISLAÇÕES NACIONAIS E INTERNACIONAIS

A preparação do grande Mercado Interno na CE tem obrigado a acelerar os trabalhos de aproximação e harmonização das legislações dos Estados- Membros. Encontra-se em preparação desde 1982 uma Directiva no âmbito da conservação de alimentos por radiação. As posições dos doze Estados-Membros têm-se pouco e pouco aproximado. No entanto, tem havido dificuldades em especial no que se refere à rotulagem e às autorizações nacionais já existentes nalguns Estados-Membros.

Em Portugal não existe legislação no domínio da irradiação de alimentos. Começa no entanto a surgir na indústria o interesse pela irradiação de alimentos especialmente para descontaminação microbiana de especiarias, já que, desde 1993 é proibido na CE utilizar óxido de etileno na descontaminação de produtos ou ingredientes alimentares.

A nível mundial, cerca de 37 países possuem legislação e permitem a irradiação industrial de alimentos; entre estes países, podem encontrar-se países da CE como a França, a Bélgica, a Holanda, o Reino Unido, etc. Fora da CE podem ainda citar-se a África do Sul, o Canadá, os EUA e o Japão.

A título de exemplo pode dizer-se que na Bélgica se irradiam 8 000 a 10 000 toneladas de alimentos por ano, no Japão entre 10 000 e 20 000 toneladas de batatas por ano e na Holanda 18 000 toneladas por dia!

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Figura 6.- Logotipo proposto para identificação de alimentos irradiados

Figura 7. Vista de Instalação de Irradiação de Batatas no Japão.

MÉTODOS DE DETECÇÃO DE ALIMENTOS IRRADIADOS

Com o objectivo de responder aos pedidos das associações de consumidores particularmente sensíveis à identificação e ao controlo dos produtos alimentares irradiados, começaram a desenvolver-se métodos de análise para detecção de alimentos irradiados. Estes métodos baseiam-se no estudo das potenciais modificações físicas, químicas ou biológicas. Este estudo de início revelou-se difícil, tendo logo ficado provado que não existia um método geral que permitisse identificar um alimento irradiado.

No entanto, com o esforço desenvolvido ao longo dos anos, é hoje possível dizer que se dispõe de uma bateria de métodos que aplicados à detecção dos alimentos irradiados permitem afirmar com segurança se estes foram ou não irradiados.

Assim, através de métodos que se baseiam na determinação: da Termoluminescência; da Ressonância Paramagnética Electrónica; da Viscosimetria; da presença de Ácidos Gordos; de Actividades Enzimáticas e de estudos de alteração de Microflora pode obter-se a informação necessária.

O Bureau Comunitaire de Réference (BCR) da CE e a AIEA têm dinamizado o desenvolvimento destes métodos, dando apoio a programas interlaboratoriais e promovido a colaboração internacional neste domínio.

PAPEL DOS CONSUMIDORES

A aceitação por parte do consumidor é fundamental no desenvolvimento e utilização da técnica. Ao comprar um produto alimentar, o consumidor procura obter um produto bom para a saúde.

É pois necessário, ao nível do comércio alimentar criar uma boa relação de confiança entre o vendedor e o cliente. O cliente não quer ser enganado sobre a mercadoria que compra, o vendedor deve dar a seu cliente segurança sobre a qualidade dos produtos que vende.

A informação é por isso essencial. O alimento irradiado deve estar assinalado e colocado ao lado de outro que o não foi. Experiências desta natureza foram feitas em França, África do Sul e Estados Unidos da América. Verifica-se que é importante associar o grossista ou o retalhista à promoção da irradiação.

A atracção dum produto novo proposto por um industrial/ comerciante que tem a confiança do comprador/consumidor é um factor de sucesso.

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Figura 8. Frutas irradiadas em exposição para venda na loja de James Corrigan, Carrot TP, Inc, Ilinois, EUA.

A IOCU desempenha aqui um papel importante. Percorreu um longo caminho desde que em 1988 participou como Observador na grande Conferência Internacional das Nações Unidas. A sua posição tem-se progressivamente tornado favorável e atenta à aplicação deste processo de conservação.

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