Быстрая порча ягод, плодов и фруктов при хранении вызывается развитием микроорганизмов, в первую очередь, плесени и грибкового мицелия. Если герметически упакованные ягоды или фрукты подвергнуть γ-облучению дозой 200–300 крад, то можно значительно снизить их обсемененность плесневыми спорами и грибковым мицелием и тем самым продлить срок хранения. Так, например, облучение упакованной клубники дозой 250 крад позволяет удлинить сроки хранения (при пониженной температуре) с 5–6 до 12–13 дней, что делает возможным ее транспортировку на значительные расстояния. На 10–15 суток продлевался срок хранения при температуре 22–25 °C черешни, мандаринов, апельсинов, томатов, винограда при их облучении в упакованном виде дозами 150–250 крад.
Используя «невидимые лучи», можно значительно продлить сроки хранения фруктовых соков. Обычный метод консервирования — прогревание до 80–100 °C — неприемлем: меняется вид и вкус сока. Одно γ-облучение требует высоких доз ввиду сравнительной радиоустойчивости дрожжей, вызывающих брожение и порчу сока при хранении. Радиобиологи предложили использовать свойство живых клеток резко повышать свою радиочувствительность при небольших изменениях температуры. Если прогрев соков до 50 °C или их облучение в дозе 500 крад не давали значительного продления сроков хранения соков, то одновременное действие радиации (500 крад) и прогрева (50 °C) приводило к прекрасному эффекту: виноградный и яблочный соки после такой обработки могли храниться более года при 20 °C.
Хорошие результаты были получены при лучевой обработке упакованной свинины, ветчины, птицы. Жареные продукты при облучении их (600 крад) в пластиковых пакетах могут храниться более года при комнатной температуре.
Многочисленные исследования показали перспективность использования γ-облучения для продления сроков хранения продуктов моря: рыбы, креветок, крабов и др. Так, например, облучение в дозах 400–600 крад многих сортов свежей рыбы позволяет продлить ее хранение с 4–7 дней до 6–7 недель при 0–5 °C. Усиливающее действие облучения и прогрева было продемонстрировано на многих рыбных продуктах.
Таким образом, в настоящее время на основании обширных исследований стало ясным, что γ-радиация способна существенно продлить сроки хранения многих пищевых продуктов. Во многих странах также продемонстрирована техническая осуществимость лучевой обработки пищевых продуктов. В СССР, Канаде, Франции, Японии и ряде других стран сконструированы и испытаны производственные установки для поточного облучения различных пищевых продуктов: картофеля, зерна, плодов и ягод и др. Используются передвижные установки с цезием-137, смонтированные на автомобиле, снабженные транспортной техникой, перемещающей тару с продукцией через активную зону при дистанционном управлении и соответствующей защите. Существуют мощные стационарные установки с конвейерной подачей материала для облучения, монтируемые за бетонной или земляной защитой.
В настоящее время опытно-промышленные установки, действующие в различных странах, используют в качестве источников радиации более четырех миллионов кюри.
Экономическое обследование использования радиации для продления сроков хранения пищевых продуктов показало рентабельность этого приема при крупномасштабном применении с достаточно высокой производительностью. Так, например, экономические расчеты, проведенные в Канаде, СССР, Нидерландах для крупных промышленных установок, показали экономическую рентабельность их при задержке прорастания картофеля и лука, дезинсекции риса, бобов, кукурузы, пшеницы, муки. Экономическая выгода при хранении продуктов этим методом во много раз превышает затраты на этот процесс. Капитальные затраты на установки при полной их загрузке окупаются в течение двух-трех лет эксплуатации.
И, наконец, последнее, что требовалось для широкого внедрения в практику методов лучевой обработки пищевых продуктов — строгое доказательство возможности использования их для питания, их полноценности и безвредности для населения. Необходимо было также преодолеть и психологический барьер, существующий у населения, наслышанного о вредном действии радиации и в силу этого опасающегося «облученных» продуктов. Все эти вопросы настолько важны, что для их решения производилась многолетняя работа не только отдельными институтами в разных странах, но и в рамках крупных международных проектов, организованных Международным агентством по мирному использованию атомной энергии.
Прежде всего следует отметить, что распространенные среди населения опасения, не могут ли облученные продукты стать источниками радиации, ни на чем не основаны и являются следствием незнания элементарных законов физики. Дело в том, что γ-радиация и ускоренные электроны тех энергий, которые используются для облучения пищевых продуктов, по своим физическим параметрам не могут (при любых дозах) вызвать наведенную радиоактивность. Таким образом, для опровержения таких опасений даже не требовались специальные исследования.
Более серьезен вопрос о сохранении полноценных питательных свойств у облученных продуктов. Большая исследовательская работа показала, что в составе облученных продуктов отмечены очень небольшие изменения. Анализы пищевого картофеля, облученного в дозах 8–10 крад, показали, что в нем значительно лучше сохраняется крахмал, белки, азотистые вещества и витамины по сравнению с необлученным, который уже в весенние месяцы при прорастании начинал расходовать эти вещества. Анализы зерна, облучаемого с целью уничтожения вредителей в дозах 25–100 крад, показали отсутствие изменения в нем содержания белка, крахмала, жира и витаминного комплекса.
Облучение сухофруктов для дезинсекции не только не изменяло их вкус, цвет, запах и питательные свойства, но, напротив, повышало на 15–30 % их набухаемость и скорость разваривания при кулинарной обработке. γ-облучение с целью продления сроков хранения кулинарных изделий из мяса, рыбы, битой птицы, свинины, бекона не отражалось на питательной ценности этих продуктов и их органолептических свойствах. Сравнение методов лучевой обработки пищевых продуктов с другими способами консервирования (замораживание или прогревание) показывает значительно лучшее сохранение свежего продукта при действии радиации.
Значительно более сложным оказался вопрос о безвредности пищевых продуктов после лучевой обработки. Первоначально проведенные исследования как у нас в стране, так и в США, Канаде и ФРГ имели целью проследить, — не выявятся ли токсические свойства у облученных пищевых продуктов при длительном скармливании подопытным животным. В опыте использовались облученные мясо, рыба, зерно. Обычно более 50 % общего рациона подопытных животных состояло из облученных продуктов. Исследования были проведены на крысах, собаках, птице, обезьянах. Длительность эксперимента от 1,5 до 5 лет (в ряде работ охватывалось до 5 поколений крысы). Исследовались дозы облучения продуктов питания от 500–600 крад до 5 мрад. В процессе экспериментов учитывались общее состояние и поведение животных, их вес, продолжительность жизни, заболеваемость, морфология крови, фагоцитарная активность, биохимические показатели обмена, патолого-анатомические показатели, воспроизводительные функции. Все эти исследования не позволили выявить каких-либо токсических свойств у облученных продуктов. На их основании органы санитарно-гигиенического контроля ряда стран выдали разрешения на выпуск опытных партий облученных продуктов для употребления человеком.