CC BY
8
ОБЗОРЫ
ОБЛУЧЕННЫЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИЕЙ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ И ИХ ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ
Г. И. Бондарев
Из Московского научно-исследовательского института санитарии и гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
В настоящее время большого внимания заслуживает возможность использования ионизирующих излучений для консервирования пищевых продуктов («холодная» или атермическая стерилизация). Особенностью такого консервирования является обеспечение хорошего стерилизующего эффекта без тепловой обработки. Следовательно, этот метод открывает новые перспективы длительного хранения продуктов без изменения или при малозаметном изменении их исходных качеств. Не останавливаясь на преимуществах консервирования пищевых продуктов облучением, необходимо отметить, что на данном этапе развития этого метода ведущее значение имеет выявление его недостатков и главным образом возможности применения этих продуктов для питания человека.
Исходя из обширного литературного материала, с гигиенической точки зрения необходимо учесть следующие возможные опасности со стороны облученных продуктов: а) появление наведенной радиоактивности; б) образование токсических веществ, представляющих собой следствие возникающих физико-химических реакций в пищевых продуктах во время и после облучения; в) наличие продуктов ферментативных реакций; г) снижение пищевой ценности продуктов, связанное с разрушением витаминов и других компонентов пищи.
В настоящее время можно считать установленным, что ускоренные электроны и рентгеновы лучи с энергией, не превышающей 10—15 мэв, а также улучи радиоактивных изотопов не сообщают продукту наведенной радиоактивности и могут быть использованы в пищевой промышленности. Наведенная радиоактивность может возникать в тех случаях, когда энергия излучения превышает порог, характерный для того или иного элемента.
Облучение различных элементов (С, О, N, Р, К, S, Са, Fe, Mg, Си, J, Br, Al, Li, Si, Be, H) электромагнитной радиацией высокой энергии показало, что энергетический порог для всех элементов, кроме Вг и Н, лежит в пределах 10—18 мэв, причем период полураспада большинства образованных радиоактивных элементов исчисляется в минутах, за исключением Mg25 (14,8 часа), Си65 (12,8 часа) и J'27 (13 дней). С практической точки зрения даже такими периодами полураспада, которыми обладают Mg25 и Си65, можно пренебречь, так как через 7 дней активность этих изотопов уменьшается во много тысяч раз (Р. С. Хенман, Болдуин (Baldwin), illep (Sher)].
Чистые пробы элементов, входящих в состав говядины (А1, В, Са, С, Си, Со, Си, Fe, J, Pb, Mg, Mn, Mo, Ni, О, P, K, Si, Ag, Na в виде NaCl и NaF, S, Sn, ,Zn), в количествах от 2,1 до 2,5 г в отдельных пробирках подвергались в течение суток одновременному воздействию у-из-
лучения от кобальтового источника активностью примерно 10 С и энергией излучения 1,13—1,33 мэв. 2Э-минутные измерения высокочувствительным сцинтилляционным счетчиком, проведенные через 40—45 секунд после облучения, дали отрицательные результаты. Мало отличались от фоновых величин и результаты с 2-недельным облучением проб элементов при мощности дозы 220 тыс. фэр в час [Мейнк (Meinke)].
Исследования по обнаружению и измерению наведеной радиоактивности в биологических объектах показали, что при облучении крыс наведенная радиоактивность обнаруживалась при 17 мэв и была ощутима при 21 мэв, причем полученные радиоактивные вещества имели короткий период полураспада [Мейнорд (Mayneord)]. Облучением дрожжей рентгеновыми лучами с энергией 100 мэв обнаружено образование радиоактивных изотопов кислорода и углерода. Полная доза, которую получили облученные дрожжи, была порядка 0,005 г, хотя при облучении суммарная доза составляла 3050 г. Как и в предыдущем опыте, образовавшиеся радиоактивные изотопы обладали весьма коротким периодом полураспада от 112 до 125 секунд (Болдуин). При облучении различных пищевых продуктов у-лучами отмечается появление радиоактивных веществ при применении излучения с энергией выше 21 мэв [Саммэр (Summer)].
Таким образом, применение ионизирующих излучений с энергией до нескольких мэв (практически до 4 мэв) не представляет опасности с точки зрения появления наведенной радиоактивности.
Как известно, в процессе облучения или под действием ферментативных реакций, протекающих во время хранения пищевых продуктов, допускается возможность возникновения токсических веществ. В этом отношении существует много неясностей, так как природа происходящих физико-химических реакций недостаточно изучена. Однако в любом -случае наиболее правильным решением вопроса о возможной токсичности облученных пищевых продуктов является постановка биологических опытов — скармливание этих продуктов подопытным животным, с тем чтобы Исключить или подтвердить неблагоприятное их действие на организм. Одна из первых работ по данной проблеме относится к 1927 г. [Нерет (Narat)]. В ней приводятся данные о скармливании мышам смешанных рационов с включением пищевых продуктов, подвергнутых воздействию ионизирующей радиации. Было отмечено, что облученные пищевые продукты, скармливаемые мышам, приводят к задержке роста и развития и к более высокой смертности подопытных животных по сравнению с контрольными. Данные, полученные автором, связывались с разрушением витаминов и других компонентов пищи.
JI. К- Лозина-Лозинский и М. А. Хенох, изучая вопрос о действии на инфузории растворов желатины, крахмала, агара, пептона и глюкозы, облученных улУчами, установили, что в этих растворах инфузории погибали в несколько раз быстрее, чем в контрольных. Этот токсический эффект, по мнению авторов, обусловлен действием газообразных продуктов, образовавшихся при распаде молекул облученных пищевых веществ.
Наиболее подробные исследования по изучению токсичности облученных пищевых продуктов начали проводить с 1948 г., когда возможность применения ионизирующих излучений для консервирования пищевых продуктов стала реальностью. При этом исследования облученных продуктов на их токсичность проводили в краткосрочных и длительных опытах на животных и краткосрочных опытах на добровольцах.
Рядом исследователей были осуществлены краткосрочные опыты по скармливанию молока, мяса и других продуктов крысам. Исследовавшиеся продукты не оказывали влияния на рост и развитие животных. В органах забитых крыс патологических изменений обнаружено не было. Результаты опытов не подвергаются детальному рассмотре-
нию и представляют собой предварительные сообщения [Проктор (Proctor), Браунэлл (Brownell)].
Большой интерес вызывают исследования скармливания животным облученных пищевых продуктов в течение длительного срока, а также влияния этих продуктов на потомство, при которых проводились наблюдения за ростом, размножением, лактацией, длительностью жизни подопытных и контрольных животных, гистологические, а в некоторых случаях биохимические исследования.
Работы, опубликованные по этому вопросу, свидетельствуют о том, что при облучении пищевых продуктов не происходит образования токсических веществ. Так, в работе Вассермана и Трума (Wasserman, Trum) сообщается об эффекте кормления собак мясом коров и овец, подвергшихся облучению летальными дозами. Авторы провели две серии опытов. В первой серии были подвергнуты облучению 2 коровы дозами в 6400 и 7000 фэр, во второй серии —9 овец дозами 3000 и 5280 фэр. Мясо коров и овец, павших в результате облучения, было сохранено и скормлено щенкам в течение 128 дней. Проведенные в конце опытов исследования крови (морфологическое и биохимическое) не дали существенных различий по сравнению с таковыми у контрольных животных. При вскрытии собак, получавших облученное мясо, не было найдено никаких патологических изменений. Подобные результаты были получены также на белых крысах и цыплятах, которым скармливали мясо или органы облученных животных.
При скармливании пищи, облученной у-лучами дозой 3 и 6 млн. фэр, последовательно одной и двум генерациям крыс было установлено, что такая пища нетоксична в течение длительного времени—8 месяцев и более [Крейбилл (Kraybill), Рид (Read), Фридманн (Friedemann)]. Подобные результаты были получены при содержании цыплят в течение 13 месяцев на кормах, облученных у-лучами дозой 3 млн. фэр [Берне, Браунэлл, Экстейн (Burns, Brownell, Eckstein)]. Метта и Джонсон (Metta, Johnson) сообщают о кормлении крыс мясом и молоком, облученными стерилизующими дозами. Авторы не наблюдали разницы в росте и развитии животных подопытной и контрольной групп.
Результаты ряда исследований по изучению токсичности облученных пищевых продуктов приводятся в обзорной статье Крейбилла и Губера (Kraybill, Huber). Резюмируя эти данные, можно сделать вывод, что облучение продуктов не снижает их полноценности; потребление облученной пищи цыплятами, мышами, крысами, собаками, обезьянами не оказывало влияния на их рост, развитие, продолжительность жизни, лактацию и т. д.
Значительное число работ посвящено изучению влияния облученных продуктов на потомство. Так, сырую замороженную говядину, облученную дозой 2 млн. фэр, скармливали крысам в течение трех поколений. Пища на 2/з состояла из облученного мяса, что составляло примерно 60% калорийности рациона. На 2685 животных изучались рост, вес, размножение, картина крови, выживаемость, гистопатология и возникновение опухолей. Существенных различий в подопытной и контрольных группах авторами установлено не было. Правда, у самцов подопытной группы животных наблюдалось снижение половой функции, устранявшееся добавлением в рацион токоферола [Поулинг, Варнер (Poling', Warner) и др.].
Аналогичные данные были получены Крейбиллом. Снижение половой функции у самцов и повышение смертности молодых особей животных, питавшихся облученными продуктами, снималось добавлением в рацион токоферола. Однако имеются сообщения о том, что способность к размножению у животных, питавшихся облученной пищей, при добавлении витамина Ё восстанавливалась лишь частично [Кинг (King), Бек-кер (Becker)].
Лаки и Вагнер (Luckey, Wagner) провели опыты по скармливанию пищевых продуктов, облученных катодными лучами дозой 2 млн. фэр мышам и получили при этом три поколения. Животных содержали на полусинтетической диете с включением минеральных солей и витаминов. Животных первой группы содержали на полусинтетической диете, стерилизованной паром; второй группы — на нестери-лизованной диете и третьей — на диете, стерилизованной катодными лучами. Авторами установлено, что мыши, питавшиеся пищей, обработанной паром, растут несколько быстрее, чем все остальные. Мыши, содержавшиеся на облученной диете, росли примерно с такой же скоростью, как и те, которые питались нестерильной пищей. Данные о размножении показали, что все животные (самки), получавшие необработанную и облученную пищу, размножались нормально в течение первых четырех месяцев, в то время как из самок, питавшихся обработанной паром пищей, размножалось лишь 80%- Все мыши давали потомство одинакового возраста независимо от методов стерилизации пиши. Различий между подопытными и контрольными животными найдено не было. Авторы не дают объяснения более быстрому росту мышей, которым скармливали пищу, обработанную паром, ссылаясь на то, что в опытах находилось небольшое количество животных. Более низкий процент размножения мышей, питавшихся пищей, обработанной паром, они относят за счет большой потери витаминов при стерилизации продуктов паром по сравнению со стерилизацией пищи катодными лучами.
Беккер, Кинг и др. (Becker, King) длительное время содержали крыс на рационе, состоявшем из 5/в пшеничной муки и Ve порошка цельного молока, облученном от источника Со60 дозой 1,5 млн. фэр. У трех поколений подопытных животных не было отмечено различий в росте по сравнению с контрольными животными. В то же время численность потомства у подопытных животных была несколько меньшей, особенно у животных первого поколения.
Изучение токсичности облученных пищевых продуктов проводилось нами на крысах и собаках в двух сериях опытов. Исследованию подвергались говяжье мясо, тресковое филе, зеленый горошек, ржаной хлеб, овсяная крупа и картофель. Суммарная доза облучения продуктов— 1,5 млн. г, за исключением картофеля, доза облучения которого составляла 13 000 г. Для установления возможной токсичности облученных пищевых продуктов их вводили в физиологический рацион и скармливали животным. 60 крысам скармливали облученные говяжье мясо, тресковое филе и зеленый горошек в сыром и вареном виде со сроками хранения до 1—4 месяцев после облучения. Четырем собакам скармливали все указанные выше облученные пищевые продукты в вареном виде с теми же сроками хранения, как и для крыс. Контрольные животные (30 крыс и 2 собаки) получали необлученные продукты. До опыта и в течение опытного периода проводили наблюдения за общим состоянием животных, динамикой их веса, исследовали морфологический состав крови (у крыс и собак) некоторые ферментативные показатели крови и кала, а также сахар крови (у собак). В теченние 4-месячного периода кормления крыс и 6-месячного кормления собак в общем состоянии животных никаких нарушений отмечено не было. Колебания веса подопытных животных находились в тех же пределах, как и у контрольных. Со стороны ферментативных показателей крови и кала, уровня содержания сахара в крови и морфологического состава последней существенных отклонений по сравнению с исходными величинами и таковыми у контрольных животных не наблюдалось.
Л. А. Окунева, изучая токсичность картофеля, подвергавшегося облучению дозами в пределах 10 000—50 000 г от источника Со60, в опытах на крысах и собаках продолжительностью от 8 до 14 месяцев
не обнаружила каких-либо отклонений от нормы в их общем состоянии, динамике веса, поведении, аппетите, сдвигах в морфологическом, биохимическом составе крови и т. д.
И. М. Бузник провел опыты по скармливанию белым мышам пищи, облученной у-лучами в дозе 1,9—2,3 млн. г. Установлено, что животные, питающиеся облученной пищей, гибнут через 4—5 недель. Гибели мышей предшествовало падение веса и определенная картина заболевания. Подопытные животные в отличие от контрольных не давали потомства. При морфологическом исследовании органов и тканей выявлены изменения со стороны семенников, селезенки, лимфатических узлов, печени. В крови мышей отмечались лейкопения, лимфопения, сдвиг лейкоцитарной формулы вправо и появление дегенеративных форм лейкоцитов. Автор считает, что облученная пища теряет биологическую ценность и, возможно, приобретает токсические свойства. Данные, полученные И. М. Бузником, оценить трудно, так как автор не приводит составы рациона, количества облученных пищевых продуктов, входящих в рацион и т. д. Следует предполагать, что полученные результаты необходимо отнести скорее всего за счет неполноценности облученной пищи, чем токсичности.
С 1954 г. в Военно-медицинской лаборатории США исследуется токсичность облученных пищевых продуктов на добровольцах. Так, три группы людей по 9—10 человек в каждой получали пищу, состоящую из облученных пищевых продуктов с калорийностью соответственно на 35, 65 и 80%. В диету входило 36 наименований рыбных, мясных и овощных продуктов, из которых было составлено три меню. В первые 15 дней исследуемые получали рационы, состоящие из контрольных продуктов, в следующие 15 дней — из облученных. Как сообщают авторы, в'общем состоянии людей, питавшихся облученной пищей, отклонений от нормы не обнаружено [Мак Джери, Шипман (McGary, Ship-man)].
В другом исследовании сообщается о 9 лицах, которые в течение 30 дней питались 12 пищевыми продуктами, подвергавшимися воздействию ионизирующей радиации в дозе 3 млн. фэр. Продукты, стерилизованные ионизирующим излучением, введенные в рацион, составляли 35% общей его калорийности. Опыт состоял из 3 дней предварительного питания и 15 дней балансовых. В течение 15 дней 4 исследуемых получали облученные пищевые продукты, а 5— необлученные. В следующие 15 дней контрольные лица получали облученные продукты, а исследуемые — необлученные. Различий в состоянии лиц («опытных» и «контрольных») не установлено (Мак Джери, Шипман).
ЛИТЕРАТУРА
Бондарев Г. И. В кн.: Новые физические методы обработки пищевых продуктов. Обработка пищевых продуктов излучениями. М., 1957, сб. 2, стр. 63.—О к у-н е в а Л. А. Вопр. пит., 1958, № 5, стр. 49.—Л о з и н а-Л о з и н с к и й Л. К., X е-иох М. А. Изв. Естественно-научного ин-та им. Лесгафта, 1951, т. 24, стр. 23.—X е н-нан Р. С. Научные и технологические проблемы применения ионизирующих излучений для консервирования пишевых продуктов. М., 1957.— Baldwin G. С. Clark L. В., Science, 1953, v. 117, p. 9. — В г о w n e 1 1 L. E., Atomics, 1954. v. 5, p. 45,—Kray bill H F., Nutrition Rev., 1955, v. 13, p. 193—Luckey T. D., Wag пег M. a. oth., Food Res., 1955, v. 20, p. 180,—M a y n e о r d W. V., Martin J. H„ La y ne D. A, Nature, 1949, v. 164., p. 728 — McGary V. E., Shipman M. E., J. Am. Diet. Ass., 1956, v. 32, p. 123.—Idem, Ibid., 1956, v. 32, p. 1059,—M ein-ke W. W, Nucleonics, 1954, v. 12, n. 37,—N a r a t J. K., Rad'oloprv, 1927, v. 3, p. 41,—Poling C. E„ Warner W. D„ Humburg F. R. a. oth., Food Res., 1955, v. 20, p. 193,—Proctor B. E, Goldblith S. А, В кн.: Advances in Food Research. New York, 1951, v. 3. p. 119.—R у er R., Food Tech-ol., 1956, v. 10, № 11, 516—519,—S ummer W„ Food, 1952, v. 21, № 252, p. 327—328—W a s s e r m a n R. H.. Trum В. F., Science, 1955, v. 121, p. 894.
Поступила 17/11 1959 г.
■fr it it
