Несколько лет назад мы уже
затрагивали эту тему, рассказывая о разработках Института ядерной физики имени
Г.И.Будкера СО РАН. Специалисты этого Института хорошо продвинулись в данной
теме и даже производят соответствующее оборудование для лучевой стерилизации
продуктов. Проблема в том, что это оборудование пользуется спросом в других
странах, но не в нашей собственной стране. Причина банальна: в России
указанные методики не разрешены на законодательном уровне. По этой причине со
стороны отечественных производителей не может возникнуть спроса на такое
оборудование. Но это только часть
проблемы. Куда существеннее – страх потребителей перед любым упоминанием о
радиации. Мало того, что люди в нашей стране постоянно судачат о вредной
«химии», которая якобы присутствует в любой покупной еде, так еще к этому могут
добавиться панические разговоры насчет «радиоактивности» продуктов. И хотя
специалисты того же ИЯФ СО РАН неоднократно объясняли, что применяемые ими
методы лучевой обработки не делают сами продукты радиоактивным (о чем мы также
писали), общественное мнение поменять в этом отношении будет не так-то легко.
Такая
потребительская «дремучесть» вызывает некоторую досаду - хотя бы по той
причине, что Россия до сих пор занимает лидирующие позиции в ядерных
технологиях, а потому по части лучевой стерилизации продуктов питания могла бы
показывать пример остальным странам. Ведь самое поразительное в том, что вопрос
этот поднимался нашими учеными еще в середине 1950-х годов!
В то время соответствующие
опыты проводили в Институте биофизики АН СССР. Параллельно с нашими учеными в
том же направлении работали и американцы. Как показали эти опыты, воздействием
правильно подобранных доз излучения можно уничтожить в продуктах питания любые
вредные организмы. Был даже использован соответствующий термин – «холодная
стерилизация». Тем самым подчеркивалось принципиальное отличие лучевой
обработки от традиционной термической обработки. Как отмечали ученые,
термическая обработка изменяет вкус продуктов и снижает их питательные
свойства. В то время как ионизирующее облучение с помощью проникающей радиации
не дает таких последствий.
Интересно, что первые
опыты по облучению продуктов начали проводить уже в самом начале XX века.
Правда, положительных результатов они не дали, поскольку в распоряжении ученых
еще не было сильных источников облучения. И только в 1950-е годы успехи в области
электроники и ядерной техники позволили снова вернуться к этой теме и вплотную
подойти к решению важнейшей проблемы пищевой промышленности – сохранению
продуктов без изменения их свойств.
Интересно, что дозы
облучения очень сильно варьируются в зависимости от класса организмов, на
которые направлено воздействие. Особенно они велики, если речь идет о
подавлении жизнедеятельности бактерий. Так, если для мышей смертельной
является доза в 400 – 600 рентген, то для уничтожения спорообразующих бактерий
нужно около двух миллионов рентген! При этом поражающее действие излучения
сильно зависит от мощности этой дозы (то есть дозы, получаемой организмом в
единицу времени). Это примерно то же самое, как и воздействие тепла. Так, можно
долго держать руку в теплой воде без всякого вреда, тогда как погружение ее в
кипяток даже на несколько секунд вызовет немедленный ожег. Хотя количество
тепла, полученное рукой в первом случае может быть равным или даже намного
больше, чем в случае с кипятком. То же самое характерно и для воздействия
радиации: резкое увеличение мощности дозы излучения вызывает гибель таких
организмов, которые при малых мощностях переносят гораздо более высокие дозы.
Опыты, проводимые в 1950-е годы американскими учеными, показали, что облучение
бактерий мощными импульсами излучений продолжительностью в одну миллионную долю
секунды позволяет в десятки раз уменьшить дозу, необходимую для их уничтожения.
К середине 1950-х
годов методы холодной стерилизации были опробованы (и у нас, и в США) на самых
разных продуктах питания. Такой обработке подвергались мясо, рыба, фрукты,
овощи, соки и т.д. Причем, облучение проводилось прямо в таре. В результате
продукты сохраняли основные свойства и приобретали способность не портиться в
течение нескольких месяцев и даже лет. Однако в отдельных случаях стерилизация
давала некоторые нежелательные последствия, когда ухудшался вкус продукта и
появлялся неприятный запах. Чтобы предотвратить такие нежелательные
последствия, приходилось несколько усложнять технологию (использовать сильное
охлаждение, добавку химических реагентов и т.д.).
Менее хлопотной и менее
затратной выглядела методика «лучевой пастеризации». Она представляла собой
поверхностную стерилизацию. Суть такой обработки заключалась в том, что
большинство пищевых продуктов начинают портиться именно с поверхности. На этом
как раз и основан эффект поверхностной стерилизации. В данном случае
использовались потоки ускоренных электронов, проникающих только в тонкий
поверхностный слой и не затрагивающих более глубоких слоев продукта. Таким
путем можно резко улучшить его сохранность без всяких изменений свойств. Мясо,
подвергнутое поверхностной лучевой обработке, сохранялось в течение нескольких
месяцев при комнатной температуре без изменения вкуса, запаха и цвета. Хотя,
как рассуждали ученые, далеко не всегда бывает необходимость в таких длительных
сроках хранения. Поэтому можно было снизить дозы облучения до 100 тысяч
рентген, уничтожив примерно 99% бактерий. Оставшееся количество выживших
микроорганизмов будет настолько ничтожно мало, что продукт может спокойно
храниться пару месяцев. Кроме того, указанной дозы достаточно, чтобы уничтожить
яйца и личинки различных паразитов (например, трихин).
В ходе экспериментов были
обнаружены и другие возможности, связанные с облучением продуктов. Например,
лук и картофель, обработанные гамма-излучением, сохраняли способность
сохраняться длительное время и при этом – не прорастать. Тем же путем решалась
задача сохранности зерна, страдающего от самых разных амбарных
насекомых-вредителей (долгоносиков, мукоедов и т.д.). Для борьбы с ними
традиционно применяется прогрев или химическая обработка. Эти методы не лишены
недостатков. Интенсивный прогрев мог привести к повреждению зерна, в то время
как химический метод далеко не безопасен для человека.
Иначе действует
радиоактивное излучение. Лучи легко проникают вглубь зерна, уничтожая
находящиеся там яйца и личинки вредителей. Как показали исследования 1950-х
годов, проведенные сотрудниками Всесоюзного НИИ зерна совместно с сотрудниками
Института биофизик АН СССР, для уничтожения яиц и личинок вредителей внутри
зерна необходимы дозы рентгеновского или гамма-излучения порядка 10 тысяч
рентген. Это в десять раз меньше дозы, необходимой для борьбы со взрослыми
насекомыми.
Для нашей темы важно, что
на основании таких исследований в нашей стране в те годы уже начали
проектировать первую в мире полупроизводственную установку для
гамма-дезинсекции зерна. В те же годы был поставлен вопрос о производстве
мощных установок для лучевой обработки продуктов. По мнению тогдашних советских
специалистов, на роль промышленных излучателей лучше всего подходят ускорители
заряженных частиц и гамма-излучающие изотопы.
В СССР в те годы уже
были успехи по части создания ускорителей, способных придать заряженным
частицам громадную энергию. Правда, они были очень дороги и сложны в работе. По
этой причине наши ученые решили использовать более простые и более компактные
ускорители, способные, тем не менее, обеспечить достаточно высокую мощность
электронного потока. Как показал опыт, они оказались очень удобными для
осуществления стерилизации продуктов. Например, используя такой ускоритель для
дезинсекции зерна, можно было за один час обработать несколько десятков тонн.
Правда, глубина проникновения электронов в облучаемый продукт была здесь
недостаточно большой.
Этого недостатка оказались
лишены установки, использующие изотопные источники гамма-излучения, глубоко
проникавшего в стерилизуемые продукты. Кроме того, они были более просты в
обращении. Однако здесь была необходима надежная защита персонала от радиации,
а также регулярная «заправка» установки изотопами. В качестве такой «заправки»
использовался радиоактивный кобальт и осколки деления урана. Ученые того
времени даже разработали несколько принципиальных схем использования подобных
установок.
Отметим, что использование
атомной энергии в пищевой промышленности воспринималось в 1950-е годы как
качественный технологический рывок, имеющий революционное значение. Была
уверенность, что мир входит в новый – атомный век, и Советский Союз играет в
этом процессе ключевую роль. Такое понимание ситуации являлось официальной
позицией, а потому подобным исследованиям давали зеленый свет. Судя по всему,
семьдесят лет тому назад в СССР были готовы к массовой лучевой обработке
продуктов питания не только технически, но еще и морально-психологически.
«Академгородок»,
20.07,2025
