CC BY
491
УДК 631.147+338.43
радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности*
Г.В. КОЗЬМИН1, ведущий научный сотрудник Н.И. САНЖАРОВА1, чл.-корр. РАН, зам. директора И.И. КИБИНА2, вице-президент
A.Н. ПАВЛОВ1, главный специалист
B.Н. ТИХОНОВ1, главный специалист всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии, Киевское ш., 109 км, Обнинск, Калужская обл., 249032, Россия
2 ЗАО «Русатом Оверзис» Госкорпорации «Росатом», Серебряническая наб., 29, Москва, 109028, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. Цель представленной работы заключалась в анализе компетенций, развития рынка и научно-технических достижений в области создания радиационных технологий, логистики их освоения в отечественном сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Современный мировой рынок услуг по облучению продуктов питания и сельскохозяйственной продукции оценивается на сумму более 2 млрд долл. США. Ожидается, что к2020 г. он достигнет 4,8 млрд, а к2030 г. - 10,9 млрд долл. США. Общий годовой объем облученной продукции в мире на сегодняшний день оценивается в 700-800 тыс. т. Максимальный объем приходится на продукцию растительного происхождения. В основном это специи, сухие овощи и фрукты (52%). Рынок услуг по облучению в Российской Федерации находится на начальном этапе формирования. В соответствие с решением президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию от 11 декабря 2014 г. поставлена задача по разработке отечественной нормативной базы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. В целях создания научно-методической и технической базы радиационных технологий ВНИИРАЭ выполнен анализ и обобщение результатов мирового и отечественного опыта, а также разработаны «Научные основы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве». Проведена успешная апробация радиационной стерилизации свежих и сушенных овощей, специй и сушеных трав на Y-установке ГУР-120. Разработан ряд специализированных установок и технологические регламенты облучения ионизирующим и неионизирующим излучениями отдельных видов сельскохозяйственной продукции и продуктов ее переработки. К 2016 г. Государственной корпорацией «Росатом» запланировано создание двух центров радиационной стерилизации в России, один из которых представлен уже частично действующим Обнинским радиационным кластером. Предложена логистика дорожной карты освоения радиационных технологий в агропромышленном производстве Российской Федерации. Ключевые слова: радиационные технологии, компетенции, нормативное регулирование, факторы и логистика развития мирового и отечественного рынка, Обнинский радиационный кластер.
Для цитирования: Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности/Г.В. Козьмин, Н.И. Санжарова, И.И. Кибина, А.Н. Павлов, В.Н. Тихонов //Достижения науки и техники АПК. 2015. №5. С. 87-92.
Основные причины потерь сельскохозяйственной продукции (до 40%) связаны с поражением зерна и зер-нопродуктов насекомыми-вредителями, преждевременным прорастанием корнеплодов, бактериальной порчей муки, мяса, рыбы и других продуктов питания в процессе хранения. Обеспечение продовольственной безопасности Российской Федерации невозможно без освоения в агропромышленной сфере эффективных и экологически безопасных технологий, среди которых наиболее пер-
спективны радиационные. Радиационные технологии (РТ) можно использовать для повышения урожайности и улучшения качества продукции, продления сроков ее хранения с одновременным снижением потерь, уничтожения патогенной микрофлоры и насекомых-вредителей. Эти технологии опираются на знания фундаментальных законов ядерной и радиационной физики, дозиметрии ионизирующих излучений и радиобиологии, требуют разработки специфических технологических процессов и создания специальной техники. По сравнению с обычными методами, РТ менее энергозатраты и позволяют заменить или резко снизить использование пищевых консервантов, фумигантов и других химических препаратов [1-3].
Радиационные технологии в России пока не получили широкого применения. В то же время нашей стране имеются многочисленные научные разработки и предпосылки для освоения РТ в агропромышленном производстве. В соответствие с решением президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию от 11 декабря 2014 г. поставлена задача по разработке отечественной нормативной базы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Уже в апреле 2015 г. был опубликован основополагающий нормативный документ - Государственный стандарт ГОСТ ISO 14470-2014 «Радиационная обработка пищевых продуктов. Требования к разработке, вали-дации и повседневному контролю процесса облучения пищевых продуктов ионизирующим излучением». Он одобрен Евразийским советом по стандартизации, метрологии и сертификации и принят к действию на территории стран, входящих в Содружество независимых государств.
Цель нашей работы заключалась в анализе компетенций, развития рынка и научно-технических достижений в области создания радиационных технологий, логистики их освоения в отечественном сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
Основные компетенции. По данным МАГАТЭ, во всем мире усиливается интерес к использованию ради -ационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. В частности, в 69 странах действует разрешение на облучение более чем 80 видов продукции, около 40 стран осуществляют облучение пищевой продукции на постоянной основе. На сегодняшний день на планете создано около 220 специализированных центров по радиационной обработке сельскохозяйственной продукции и продуктов питания [3].
В основе любой биотехнологии, основанной на использовании ионизирующих и неионизирующих излучений лежат закономерности их биологического действия на семена, вегетирующие сельскохозяйственные растения и животных (компетенции стимуляции и подавления роста и развития), а также паразитов и вредных микроорганизмов (компетенции дезинсекции и стерилизации продукции сельского хозяйства и пищевой промышленности) [6, 7] (табл. 1).
В области малых уровней воздействия на семена сельскохозяйственных культур (0,003-0,05 кгр) проявля-
*Работа поддержана грантом регионального Калужского конкурса РФФИ «ЦЕНТРАЛЬНАЯ РОССИЯ», проект № 14-44-03095 «Изучение радиационно-химических и биологических эффектов, определяющих компетенции радиационных агробиотехно-логий и разработка научно-методической базы их внедрения в АПК РФ».
Таблица 1. компетенции радиационных технологий в зависимости от до зовых характеристик ионизирующих излучений [3, 4, 5]
]Доза (кГр)\
Компетенция
Стимуляция семян сельскохозяйственных культур
Задержка прорастания корнеклубнеплодов и луковиц, заложенных на хранение
Уничтожение насекомых-вредителей
Низкая доза (до 1 кгр)
Облученный продукт
Задержка созревания фруктов
0,003-0,05
0,03-0,15
0,15-1,0 0,2-1,0
Инактивация отдельных патогенов и / или уничтожение различных паразитарных организмов Увеличение срока годности за счет сокращения численности микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов
Инактивация неспорообразующих бактерий (Salmonella, Campylobacter, Listeria) в свежей и замороженной пище Стерилизация и улучшение технологических свойств пищи, сокращение времени сушки и кулинарной обработки
Снижение численности микроорганизмов в специях и других сушеных ингредиентах
Средняя доза (1-10 кгр)
Семена сельскохозяйственных культур
Картофель, лук, чеснок, корнеплоды, имбирь и др.
Зерно, крупы, мука, орехи, семена масличных культур и бобовых, свежие и сушеные фрукты и овощи, вяленая рыба и др. Свежие фрукты
0,1-3,0
0,5-3,0
3-10
3-10
3-10
Пищевая продукция животного и растительного происхождения
Фрукты, овощи, мясо, мясной фарш, полуфабрикаты и готовые блюда
Свежие и замороженные продукты животного и растительного происхождения Ягоды (повышение выхода сока), сушеные овощи (сокращение времени кулинарной обработки)
Специи, сушеные пищевые ингредиенты
Производство микробиологически безопасной пищевой продукции с использованием тепловой инактивации и радиационной стерилизации после замораживания_
Высокая доза (10-50 кгр)
25-60
Мясо, птица, фарш, морепродукты, готовая пища, стерили зованные больничные диеты
ется эффект радиационного гормезиса, который заключается в стимуляции процессов роста. Его используют в технологиях предпосевной обработки в целях стимуляции прорастания семян, сокращения сроков вегетации сельскохозяйственных культур и повышения урожая [6, 8]. Дальнейшее увеличение уровня воздействия вызывает подавление процессов прорастания корнеклубнеплодов, луковиц и фруктов (0,03-1,0 кгр), заложенных на хранение, гибель насекомых-вредителей (0,15-1,0 кгр) [6, 8, 9, 10]. Средние (0,1-10 кгр) дозы облучения ингибируют патогены, опасные для человека, и микроорганизмы, вызывающие порчу сельскохозяйственной продукции, заложенной на хранение [8, 9, 11]. Высокие (более 10 кгр) дозы в сочетании с термической обработкой нашли применение при производстве микробиологически безопасной продукции (например, пищи космонавтов и больничных диет) [11, 12].
Применительно к радиационной обработке в целях стерилизации в зависимости от величины поглощенной дозы ионизирующего излучения МАГАТЭ предложены специальные термины: радисидация (4-6 кгр), радуриза-ция (6-10 кгр) и радаппертизация (10-50 кгр) [13].
Радисидация - радиационная обработка с целью выборочного уничтожения паразитов и подавления микроорганизмов конкретного типа (например, сальмонелл, трихинелл и др.). Радуризация - радиационная обработка пищевых продуктов в дозах, приводящих к ограниченному подавлению патогенных для человека микроорганизмов и бактерий, вызывающих порчу продукции, с целью увеличения продолжительности хранения. Радаппертизация осуществляется для промышленной стерилизации пищевых продуктов в условиях, исключающих повторение инфицирования микроорганизмами. Она предназначена
для наиболее полного уничтожения микроорганизмов, как это происходит при тепловой стерилизации в процессе консервирования.
научно-методическое обеспечение. Разработка фундаментальных основ управления микробиологическими, биохимическими и технологическими процессами с использованием ионизирующих и неионизи-рующих излучений при производстве и хранении продукции сельского хозяйства и пищевой промышленности сегодня находится в поле зрения многочисленных лабораторий во многих странах мира. Среди них можно назвать такие ведущие научные организации как Институт пищевых технологий (США), Лаборатория пищевой химии и технологии Университета Иоаннины (Греция), Токийский университет, Национальный институт науки и технологии (Филиппины), Научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и биотехнологии (Гана), Сельскохозяйственный университет (Болгария), Институт генетики растений (Польша), Институт электрофизики и радиационных технологий (Украина), Институт радиационных проблем (Азербайджан), Лаборатория радиационных технологий в пищевой промышленности Атомного научного центра им. Хоми Джехангира Баба (Индия), Институт пищевой промышленности и радиобиологии (Бангладеш), ГНУ «ОИЭиЯИ - Сосны» НАН Беларуси и др.
На сегодняшний день мировым научным сообществом подготовлена обширная информационная база [14-23], которую после необходимой экспериментальной апробации можно с успехом использовать для создания предпосылок освоения инновационных экологически безопасных РТ в отечественном агропромышленном производстве.
В 2011 г. Комиссия Европейского Управления по безопасности пищевых продуктов (EFSA) в научном заключении по вопросам эффективности радиационной обработки и микробиологической безопасности облученной пищи подтвердила перспективность использования ионизирующих излучений в агробиотехнологиях [23].
В целях создания научно-методической базы применения РТ в агропромышленном производстве Российской Федерации во ВНИИРАЭ проведен анализ и обобщение результатов отечественных исследований (в том числе собственных) в этой сфере, выполненных в 60-80-е гг. прошлого столетия [24-30] и в последние годы [3, 31-34], а также материалов, опубликованных за рубежом [14-23, 35], которые позволили разработать:
«Концепцию п родолжения научно-практических работ по использованию радиационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности»;
«Научные основы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве»;
OfibMj рынка цгпибзльнзя вднкуренттосгюсобностть
рис. 1. География применения РТ и мировой рынок. ряд специализированных установок для облучения ионизирующим и неионизирующим излучениями отдельных видов сельскохозяйственной продукции и некоторых продуктов ее переработки [31, 36, 37].
технологические регламенты облучения сельскохозяйственной продукции на у-, УФ- и СВЧ-установках, соответствующие требованиям стандартов Российской Федерации и Международной организации по стандартизации (ИСО); совместным международным стандартам ИСО и ACTM-ISO/ASTM; стандартам Комиссии «Кодекс Алиментариус»; регламентирующим документам ФАО ООН, ВОЗ, МАГАТЭ и Европейского комитета по безопасности пищевых продуктов.
Ранее полученные результаты [38-40] и рекомендации международных стандартов [23, 41] позволили провести во ВНИИРАЭ экспериментальную апробацию радиационной стерилизации свежих и сушенных овощей, специй и сушеных трав на у-установке ГУР-120 в целях ингибирова-ния патогенных и условно патогенных микроорганизмов (E. coli, Salmonella enteritidis, Aspergilus fischeri), а также микоорганизмов родов Bacillus, Clostridia, Penicillium, Rhizopus, Aspergillus, вызывающих порчу продукции.
Установлены оптимальные режимы облучения для специй (перец черный, перец красный, кориандр), сушенных трав (петрушка, укроп, базилик), сушеных овощей (капуста дробленная, лук дробленный). Отработанные режимы облучения положены в основу технологического регламента применения у-установок с мощностью поглощенной дозы в диапазоне 0,7-1,0 кгр для коммерциализации процесса стерилизации такой продукции растительного происхождения [38-40]. Объем коммерческих услуг за 2011 -2014 г. составил более 16 млн руб.
нормативное обеспечение. При разработке всех технологических регламентов радиационной обработки продукции агропромышленного производства используют «Общий стандарт на пищевые продукты, об-
работанные проникающим излучением» (2003), нормы и правила, изложенные в Кодексе Алиментариус «Облученные продукты питания» (2007), Государственный стандарт ГОСТ ISO 144702014 «Радиационная обработка пищевых продуктов. Требования к разработке, валидации и повседневному контролю процесса облучения пищевых продуктов ионизирующим излучением», а также нормативные документы, регламентирующие порядок радиационной обработки различных видов сельскохозяйственной и пищевой продукции и методы дозиметрических измерений.
Технологические регламенты РТ должны обеспечивать микробиологическую безопасность и качество облученной продукции в соответствие с требованиями стандартов по организации практики производства и контроля качества продукции: Международного свода правил, определяющих общие принципы гигиены пищевых продуктов, ГОСТ Р 51705.1 «Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП», технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» ТР ТС 021/2011, СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» и СанПиН 2.3.2.1324-03 «Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов».
Следует отметить, что отечественное нормативное регулирование применения радиационных технологий в области пищевой промышленности и сельского хозяйства несовершенно, требует модификации и разработки национальных стандартов по облучению конкретных видов продукции.
рынок. Современный мировой рынок услуг по облучению продуктов питания и сельскохозяйственной продукции (рис. 1) оценивается на сумму более 2 млрд долл. США. Ожидается, что к 2020 г. он достигнет 4,8 млрд, а к 2030 г. - 10,9 млрд долл. США [2].
С использованием показателей роста мирового рынка РТ агропромышленного профиля [2, 42] мы провели оценку развития рынка облучения по различным номенклатурам сельскохозяйственной продукции на 2020 и 2030 гг. (табл. 2).
Максимальный объем облученной продукции приходится на продукцию растительного происхождения (~90%), основная ее доля это специи, сухие овощи и
Таблица 2. Прогноз развития мирового рынка облучения по различным номенклатурам сельскохозяйственной продукции на 2020 и 2030 гг., млрд долл. США
Направление использования РТ 2020 г. 1 2030 г.
Стерилизация специй, сухих овощей и фруктов 2,2 5,0
Дезинсекция и стерилизация цельного зерна и фруктов 0,93 2,2
Стерилизация мяса и морепродуктов 0,38 0,9
Торможение роста корнеклубнеплодов и лука 1,1 2,4
Облучение других видов продукции (диетические продук-
ты, мед и др.) 0,19 0,4
Рис. 2. Общий вид радиационной установки конвейерного типа на базе линейного ускорителя электронов с энергией 10 МэВ УЭЛР-10-15С2 совместного производства НИИЭФА им. Д.В. Ефремова и НПП «Корад» [43].
фрукты (52%). На втором месте стоит радиационное торможение роста корнеклубнеплодов и лука (25%) [42]. Лидеры в сфере применения радиационных технологий -Китай и США. Общий годовой объем облученной продукции в мире сегодня оценивают в 700-800 тыс. т [2, 42].
Рынок услуг по облучению в Российской Федерации находится на начальном этапе формирования. Недостаточно развиты нормативно-правовая и техническая базы применения радиационных технологий. Инфраструктура существует в виде устаревших и неприспособленных для соответствующих целей исследовательских гамма-установок и электронных ускорителей.
Техническое обеспечение. Перспективы развития и коммерциализации РТ агропромышленного профиля в основном зависят от возможностей внедрения в производство специализированной техники и строительства крупных радиационных центров. Сегодня Государственная корпорация «Росатом» позиционирует усиление направления неэнергетического использования достижений атомной науки и техники в различных сферах экономики. В 2011 г. была образована ее дочерняя компания АО «Русатом Оверсиз» с целью продвижения российских атомных технологий на отечественном и мировом рынках. К 2016 г. запланировано создание двух центров радиационной стерилизации в России, один из которых может быть представлен уже частично функционирующим Обнинским радиационным кластером на базе Обнинского филиала ОАО ГНЦ «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова» (ускоритель электронов) и ВНИИРАЭ (рис. 2 и 3).
На сегодняшний день одно из приоритетных направлений в науке и технике - изучение и практическое освоение в сельском хозяйстве неионизирующих диа-
пазонов электромагнитного излучения [44-50]. Разработанная во ВНИИРАЭ, линейка специализированных облучательных установок получила положительную экспертную оценку на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень», Московском международном салоне инноваций и инвестиций, Международном форуме «Крым Н1-ТЕСН-2014» и удостоена медалей и дипломов за разработку СВЧ установок для размягчения пищевых продуктов, для предпосевной обработки семян различных сельскохозяйственных культур, для обработки ультрафиолетом картофеля и овощных культур, для обработки и сушки сыпучих продуктов, для уничтожения жуков точильщиков и противогрибковой обработки конструкций. Представленные разработки показывают широкий спектр прикладных задач в области сельского хозяйства, которые можно успешно решать с использованием факторов физической природы.
Если внимательно проанализировать сферы применения радиационных технологий, основанных на использовании различных физических воздействий, несложно заметить, что каждая из них занимает определенную собственную нишу. Например, очевидно, что радиационная стерилизация и дезинсекция больших промышленных объемов сельскохозяйственной продукции целесообразна на базе крупных радиационных центров, использующих мощные у-установки и ускорители электронов. С другой стороны, конечно же, нецелесообразно на их базе облучать зерно, муку и хлебопродукты, производимые малыми предприятиями. Эту задачу с успехом можно решать с применением устройств небольшой мощности,
Рис. 3. Техника для облучения продукции агропромышленного производства, модернизированная и разработанная во ВНИИРАЭ.
мобильных и стационарных установок ультрафиолетового или СВЧ-излучения [31].
логистика основных этапов дорожной карты освоения радиационных технологий. На современном этапе создания предпосылок для распространения РТ в агропромышленном производстве России предлагается следующий порядок действий:
анализ мирового и отечественного рынка, экономическое обоснование и выбор приоритетных компетенций технологических процессов, оценка полноты научно-методического обеспечения и нормативного регулирования;
разработка национальных стандартов и технологических регламентов радиационной обработки тех видов продукции, для которых в достаточной мере апробированы и внедрены в зарубежную и отечественную практику режимы облучения, обеспечивающие достижение необходимого результата;
экспериментальная апробация методов радиационной обработки сельскохозяйственной и пищевой продукции с последующей оценкой ее качества и безопасности;
создание на территории Российской Федерации сети центров для радиационной обработки продукции агропромышленного производства;
профессиональная подготовка кадров по вопросам технического, научно-методического, нормативного и технологического обеспечения радиационных агробио-технологий;
коммерциализация технологий. Предложенная логистика способствует технологическому прорыву в обеспечении продовольственной безопасности Российской Федерации и решению ряда задач в области импортозамещения (замена импортных химических и биологических средств обработки продукции на физические факторы).
выводы. Таким образом, современный мировой рынок услуг по облучению продуктов питания и сельскохозяйственной продукции оценивается на сумму более 2 млрд долл. США. Ожидается, что к 2020 г. он достигнет 4,8 млрд, а к 2030 г. - 10,9 млрд долл. США. Общий годовой объем облученной продукции в мире на сегодняшний день оценивается в 700-800 тыс. т.
Рынок услуг по облучению в Российской Федерации находится на начальном этапе формирования. Советом при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию поставлена задача по применению радиационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
В целях создания научно-методической и технической базы радиационных технологий на основании анализа и обобщения результатов мирового и отечественного опыта ВНИИРАЭ разработаны научные основы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве; проведена успешная апробация радиационной стерилизации свежих и сушенных овощей, специй и сушеных трав на у-установке ГУР-120; разработаны ряд специализированных установок и технологические регламенты облучения ионизирующим и неионизирующим излучениями отдельных видов сельскохозяйственной продукции и продуктов ее переработки.
Государственная корпорация «Росатом» позиционирует усиление направления неэнергетического использования достижений атомной науки и техники в различных сферах экономики, включая создание центров радиационной обработки сельскохозяйственного сырья и готовой продукции, один из которых представлен Обнинским радиационным кластером.
В Российской Федерации созданы необходимые предпосылки для освоения прорывных экологически безопасных радиационных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
Литература.
1. Б. Г. Ершов. Радиационные технологии: Возможности, состояние и перспективы применения // Вестник РАН. 2013. Т. 83. № 10. С. 885-895.
2. Концепция стратегической программы исследований технологической платформы «Радиационные технологии». Москва-Сколково. 2012.
3. Санжарова Н.И., Гераськин С.А., Исамов Н.Н., Козьмин Г.В и др. Научные основы применения радиационных технологий в сельском хозяйстве. Обнинск: ВНИИСХРАЭ. 2013. 133с.
4. Farkas J. Food irradiation. In: Charged particle and photon interaction with matter/Ed. by Mozumder A., Hatano Y. New York-Basel: Marcel Dekker, 2004. p. 785-812.
5. Irradiation of Food Commodities: Techniques, Applications, Detection, Legislation, Safety and Consumer Opinion / ed. loannis S. Arvanitoyannis. Amsterdam: Elsevier, 2010. 710 p.
6. Кузин А.М., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. М.: Энергоиздат, 1981. 221 с.
7. Агроэкологические и прикладные аспекты радиобиологии неионизирующих излучений радиоволнового и ультрафиоле -тового диапазонов Г.В. Козьмин, А.А. Зейналов, Л.И. Гончарова, В.Н. Тихонов, Н.Н. Лой, К.В. Манин, Т.В. Чиж, Л.А. Любимова, П.Н. Цыгвинцев//Сб. докл. конф. Проблемы радиологии и агроэкологии. ВНИИСХРАЭ, 2012. С. 72-78.
8. Каушанский Д.А., Кузин А.М. Радиационно-биологическая технология. М.: Энергоатомиздат, 1984. 151 с.
9. Гудков И.Н. Основы общей и сельскохозяйственной радиобиологии. Киев: Изд-во УСХА, 1991. 328 с.
10. Kader A.A. Potential applications of ionizing radiation in postharvest handling of fresh fruits and vegetables // Food technology. 1986. № 40. р. 117-121.
11. Food irradiation research and technology/Edited by Christopher H. Sommers andXuetong Fan. Oxford: Blackwell Publishing Professional. 2006. 317 p.
12. Dosimetry for food irradiation. Vienna: International Atomic Energy Agency // Technical report series. 2002. 409. 161 p.
13. Wholesomeness of Irradiated Food. Report of a Joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee. Tech. Report Ser. 659. World Health Organization: Geneva. 1981.
14. Charged Particle and Photon Interactions with Matter. Recent Advances, Applications, and Interfaces / Edited by Yoshihiko Hatano, Yosuke Katsumura, A. Mozumder. 2011. CRC Press Boca-Raton, London, New York. 1045 p.
15. Aladjadjiyan A. The use of physical methods for plant growing stimulation in Bulgaria //Journal of Central European Agriculture. 2007. V8. № 3, P 369-380.
16. Andrews L.S. et al. Food Preservation Using Ionizing Radiation // Review of Environmental Contaminant Toxicology. 1998. V. 154. P. 1-53.
17. Feinendegen L.E., Polycove M. Biologic responses to low doses of ionizing radiation: detriment versus hormesis. Part 1. Dose responses of cells and tissues // The J. Nuclear Medicine. 2001. V. 42. 17N-27N.
18. Fuller G. Quality evaluation of irradiated dried fruits and nuts. 1986. Washington, DC, US Department of Energy, Energy Technology Division Interagency Agreement No. DE-A104-83AL24327.
19. Natural and induced radioactivity in food. IAEA-TECDOC-1287. Vienna: IAEA. 2002. 136 p.
20. San Juak E.M. Radiation resistance of paralytic shellfish poison (PSP) toxins.College of Home Economics. University of the Philippines. Dillman. 2000. 179 p.
21. Thomas P. Radiation preservation of foods of plant origin. Part VI. Mushrooms, tomatoes, minor fruits and vegetables, dried fruits and nuts // CRC critical reviews in food science and nutrition. 1988. № 26. p. 313-358.
22. WHO Technical Report Series 890. High-Dose Irradiation: Wholesomeness of Food Irradiated with Doses above 10 kGy. Geneva: FAO/IAEA/WHO. 1997. 198 p.
23. Statement Summarizing the Conclusions and Recommendations from the Opinions on the Safety of Irradiation of Food adopted by the BIOHAZ and CEFPanels // EFSA Journal 2011. 9(4): 2107.
24. Алексахин Р.М. Изотопы и ионизирующие излучения в народном хозяйстве: Применение изотопов и ионизирующих излучений в сельском хозяйстве и биологии // Атомная наука и техника в СССР. 1977. С. 275-281.
25. Алексахин Р.М. Достижения, перспективы и задачи использования атомной энергии в сельском хозяйстве//Вестник сельскохозяйственной науки. 1980. № 1. С. 142-145.
26. Первая всесоюз. конф. по сельскохозяйственной радиологии // Тез. докл. Обнинск: ВНИИСХРАЭ. 1979.
27. Андреев С.В., Мартенс Б.К., Молчанова В.А. Использование радиоактивных изотопов и излучений в защите растений // Материалы к научно-методическому совещанию по проблеме использования изотопов и излучений в исследованиях по сельскому и лесному хозяйству. Л., 1968. С. 128-131.
28. Батыгин Н.Ф, Савин В.Н. Использование ионизирующей радиации в растениеводстве. Л.: Колос, 1966. С. 105-118.
29. Березина Н.М. Предпосевное облучение семян сельскохозяйственных растений. М.: Атомиздат, 1964. 212 с.
30. Каушанский Д.А. Атом и сельское хозяйство. М.: Колос, 1981. 157 с.
31. Применение ионизирующих и неионизирующих излучений в агробиотехнологиях / Г.В. Козьмин, А.А. Зейналов, А.П. Коржавый, В.Н. Тихонов, П.Н. Цыгвинцев/Под ред. Г.В. Козьмина. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2013. 191 с.
32. Чурюкин Р.С., Гзраськин С.А. Влияние облучения (60Co) семян ячменя на развитие растений на ранних этапах онтогенеза // Радиация и риск. 2013. Т. 22. № 3. С. 80-92.
33. Козьмин Г.В., Коржавый А.П., Санжарова Н.И. Экологически безопасные и энергосберегающие наукоемкие технологии с использованием вакуумных и плазменных приборов//Наукоемкие технологии. 2012. Т. 13. № 10. С. 64-74.
34. Использование ультрафиолетового излучения для обработки клубней картофеля / А.А. Зейналов, А.Г. Ипатова, А.Н. Летова, А.П. Гпухов //Доклады РАСХН. 2005. № 2.
35. Koutchma T.N., Forney L.J., Moraru C.I. Ultraviolet light in food Technology. New York: CRC Press, 2009. 683 p.
36. Зейналов А.А., Тихонов В.Н., Глухов А.П., Ипатова А.Г. Установка для обработки клубней картофеля // А. С. 2003100019 А 23L 1/025// Открытия. Изобретения. 2003. Бюлл.19.
37. Зейналов А.А., Четокин А.М., Тихонов В.Н., Буртасов Ю.В., Иванов И.А. Установка для предпосевной обработки семян различных сельскохозяйственных культур. Патент № 82510 от 10.05.2009.
38. Исследование эффективности радиационной стерилизации растительного сырья с использованием установки ГУР-120 /Е.П. Пименов, А.Н. Павлов, Г.В. Козьмин, Е.В. Спирин, Н.И. Санжарова//Радиация и риск. 2013. Т. 22. № 4. С. 37-42.
39. Павлов А.Н., Максимова М.В., Спирин Е.В. Исследование доз гамма-излучения на установке ГУР-120 при радиационной обработке сельскохозяйственного сырья//ВАНТ. 2013. вып. 67(1). С. 140-147.
40. Пименов Е.П., Павлов А.Н. Эффективность применения гамма-облучения на установке ГУР-120 для деконтаминации сушенных растительных продуктов (зелени, овощей и специй) // ВАНТ. 2013. вып. 67 (1). С. 134-139.
41. Standard Guide for Irradiation of Dried Spices, Herbs, and Vegetable Seasonings to Control Pathogens and Other Microorganisms. ASTM F1885-2004.
42. Status of food irradiation in the world/ T. Kume, M. Furuta, S. Todorikis, N. Uenoyama, Y. Kobayashi//Radiation Physics and Chemistry. 2009. V. 73. P. 222-226.
43. Установка для стерилизации медицинских изделий и облучения продуктов питания на основе линейного ускорителя / М.И. Демский, А.В. Зенцов, В.В. Кротов, Д.Е. Трифонов//ВАНТ. 2013. в. 67(1). с. 148-153.
44. Коржавый А.П., Капустин В.И., Козьмин Г.В. Методы экспериментальной физики в избранных технологиях защиты природы и человека/Под ред. А.П. Коржавого. М.: Изд-во МГТУим. Н.Э. Баумана, 2012. 352 с.
45. Войтович Н.В., Козьмин Г.В., Ипатова А.Г. Перспективы использования физических факторов в сельском хозяйстве. М.: ЦИНАО. 1995. 128 с.
46. Laser in agriculture/A.C. Hernandez, P. A. Doungnez, О.А. Cruz et. al. //International Agrophysics. 2010. V. 24. № 4. Р. 407-422.
47. Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food Processing Technologies - Microwave and Radio Frequency Processing. Food and Drug Administration (FDA) USA. IFT/FDA Contract No. 223-98-2333. 2000.
48. Каплин В.Т., Савельева Э.Н. Обоснование применения электромагнитного излучения СВ Ч-диапазона в защите картофеля от колорадского жука (LEPTINOTARSA DECIMLIEATA) //Известия Самарского научного центра РАН. 2011. т. 13. № 1. с. 251-256.
49. Коваленко О.И., Кивва Ф.В., Литвин В.В. Модификация биологической активности семян пшеницы низкоинтенсивным электромагнитным воздействием//Електроннiапарат!, компъютерна технка и информацiйно-вимiрювальнi технологи. 2007. в. 6. с. 36-44.
50. Ажаронок В.В., Гончарик С.В., Филатова И.И., Шик А.С., Антонюк А.С. Влияние высокочастотной электромагнитной обработки семенного материала зернобобовых культур на их посевные качества и продуктивность // Электронная обработка материалов. 2009. № 4. С. 76-86.
RADIATION TECHNOLOGIES IN AGRICuLTuRE AND FOOD INDuSTRY
G. V. Koz'min1, N. I. Sanzharova1, I. I. Kibina2, A. N. Pavlov1, V. N. Tihonov1
1Russian Institute of Radiology and Agroecology, Kievskoe shosse, 109 km, Obninsk, Kaluga region, 249032, Russian Federation 2 Closed Joint-Stock Company «Rosatom Overseas» of State Atomic Energy Corporation «Rosatom», Serebryanicheskaya naberezchnaya, 29, Moscow, 109028, Russia
Summary. The aim of this study was to analyze competences, market development and scientific and technological achievements in the field of radiation technology development, the logistics of its implementation in domestic agriculture and food industry. The modern world market of services for the irradiation of food and agricultural products is estimated at more than 2 billion US dollars. It is expected that by 2020 it will reach 4.8 billion US dollars, and by 2030 - 10.9 billion US dollars. To date, the total annual amount of irradiated products in the world is estimated at 700.. .800 thousand tons. The maximal volume accounts for the production of plant origin. The major portion of irradiated products includes spices, dried vegetables and fruits (52 %). The market for irradiation service in the Russian Federation is at the initial stage of formation. In accordance with the "Decisions on Results of Session of the Council for Economic Modernization and Innovative Development under the President of Russian Federation" from December 11, 2014, the development of domestic regulatory framework for the application of radiation technology in agriculture and food industry was requested. In order to develop a methodological and technical basis for radiation technologies in VNIIRAE we analyzed results of international and domestic experience, as well as developed "Scientific Basis for the Use of Radiation Technologies in Agriculture". We performed successful testing of radiation sterilization of fresh and dried vegetables, spices and dried herbs using gamma-irradiator GUR-120. We designed several specialized settings and developed the technical regulations for irradiation of certain types of agricultural products and processed foods with ionizing and non-ionizing radiation. By 2016, State Corporation "Rosatom" plans to establish two centers for radiation sterilization in Russia, one of which will be represented by currently partially-operating Obninsk radiation cluster. We propose the logistics roadmap for application of radiation technologies in agro-industrial production of Russian Federation. Keywords: radiation technologies, competences, technical regulations, factors and logistics of the development of world and domestic market, Obninsk radiation cluster.
Author Details. G. V. Koz'min, Cand. Sc. (Biol.), Leading Research (e-mail: [email protected]); N. I. Sanzharova, Corresponding Member, Dr. Sc. (Biol.), Deputy Director; I. I. Kibina, Vice-President; A. N. Pavlov, Lead Specialist; V. N. Tihonov, Lead Specialist. For citation: Koz'min G.V., Sanzharova N.I., Kibina I.I., Pavlov A.N., Tihonov V.N. Radiation technologies in agriculture and food industry. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. V.29. №5. pp. 87-92 (In Russ)
