A FÍSICA E A IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS

## A FÍSICA E A IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS

Oliveira, Laura C. [laura@curiango.ipen.br] a Medeiros, Ilca M.M.A. [immamed@yahoo.com.br] a Zamboni, Cibele B. [cbzamboni@curiango.ipen.br a Maschio, Marco A. a,b [lamaschio@ig.com.br]

a Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN - CNEN - SP b Colégio Franciscano João XXIII - São Paulo - SP

## Resumo

Este trabalho tem por objetivo descrever os processos físicos que envolvem a irradiação de alimentos, as radiações utilizadas, os efeitos que causam nos alimentos bem como vantagens e desvantagens com relação ao seu emprego.

## Introdução

Com a descoberta da radioatividade em 1896, por Henri Becquerel, verificou-se em laboratório que as radiações ionizantes afetavam os sistemas biológicos. Os primeiros experimentos envolvendo a irradiação de alimentos foram realizados em 1899, no Instituto de Tecnologia de Massachussets (MIT-EUA), e alguns anos depois, por volta de 1914 na Europa, inicialmente na Alemanha e França e somente na década de sessenta na URSS e Israel. Esses estudos foram realizados com diversos alimentos e mostraram que a irradiação possuía a capacidade de desinfestar frutos, vegetais e grãos, atrasar sua decomposição, eliminar e/ou diminuir organismos patogênicos bem como aumentar o tempo de prateleira de carnes, frutos do mar, frutas, sucos de frutas sem a necessidade do uso de refrigeração.

No ano de 1963 a FDA (Food and Drug Administration) permitiu a irradiação de trigo e derivados, assim como do bacon, entretanto, os resultados dessas pesquisas não foram animadores, pois o processo de irradiação provocava alterações que comprometiam a aceitação do produto pelos consumidores. Mesmo assim , as pesquisas com irradiação de alimentos prosseguiram e, paralelamente, diversos órgãos ligados a saúde, como a Organização Mundial de Saúde (OMS), em conjunto com Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) e com a Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) , tem acompanhado os resultados desses estudos através de uma série de reuniões com especialistas de diversos países do mundo.

Assim, em setembro de 1997, a conclusão final foi divulgada: a OMS aprova e recomenda a irradiação de alimentos, em doses que não comprometam suas características organolépticas, sem a necessidade de testes toxicológicos. Atualmente, a irradiação de alimentos já foi aprovada pelas autoridades de saúde em mais de 40 países. Particularmente no Brasil a legislação sobre irradiação de alimentos existe desde 1985 (Portaria DINAL no. 9 do Ministério da Saúde, 08/03/1985) e apenas uma empresa realiza esse tipo de serviço o Centro de Energia Nuclear para Agricultura (CENA) , órgão da Universidade de São Paulo. Já, o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) , órgão da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) , além de pesquisas na área, realiza trabalhos junto aos produtores, mostrando os benefícios da irradiação de alimentos.

Inicialmente os alimentos irradiados foram servidos a voluntários, astronautas, pacientes imunodeprimidos e militares de várias partes do mundo e hoje faz parte da dieta de grande parte da população mundial. Entretanto, a opinião pública se tornou mais crítica e passou a exigir uma série de explicações, tais como: Os alimentos irradiados são radioativos? A irradiação produz toxinas nos alimentos ou acarreta a perda de nutrientes? As doses de radiação empregadas são seguras para a saúde e para o meio ambiente? Desde então, inúmeras pesquisas vem sendo realizadas, grande parte delas realizadas nos EUA, com intenção de responder a estas q uestões. Com o intuito de esclarecer estas questões este trabalho discute os mecanismos físicos envolvidos no processo de irradiação.

## Processos físicos envolvidos

As formas de radiação utilizadas no processo de irradiação de alimentos provocam ionização, ou seja, criam cargas positivas ou negativas, portanto trata-se de um processo que se passa em nível atômico. A formação dessas cargas resultam em efeitos químicos e biológicos que impedem a divisão celular em bactérias, pois muitas vezes chegam atingir seu material genético.

O alimento quando irradiado não entra em contato direto com a fonte de radiação. Alem disso, as radiações utilizadas, a saber, Raios Gama, Raios X e Elétrons, não possuem energia suficiente para provocar uma reação nuclear no alimento , e assim não deixam nenhum resíduo radioativo após sua irradiação. Assim, os átomos que compõem o alimento irradiado são momentaneamente transformado em íons positivos, pois

perdem elétrons (íons negativo) deslocando-se para o meio, impulsionados pela energia cinética adquirida no processo. Esta energia, por sua vez, é então dissipada através da interação (colisões) com elétrons de outros átomos, encontrados em sua trajetória, ate serem capturados pelas moléculas do meio.

A escolha do tipo de irradiação ( Raios Gama, X ou Elétrons) depende do alimento. Os irradiadores de feixe de elétrons podem ter vantagens econômicas sobre irradiadores gama quando a demanda de produtos é grande e o tamanho ou espessura do produto a ser tratado é pequena, como é o caso de grãos. Já, os irradiadores gama são preferíveis quando o produto a ser irradiado possui dimensões maiores, tipo engradados, latas, etc, visto que os raios gama possuem um poder maior de penetração comparativamente aos elétrons.

## Efeitos sobre a constituição dos alimentos

A irradiação de alimentos pode induzir a formação de algumas substâncias chamadas de produtos radiolíticos. Estas substâncias não são radioativas e nem exclusivas dos alimentos irradiados sendo que muitas delas são encontradas naturalmente nos alimentos ou produzidas durante o processo de aquecimento (glicose, ácido fórmico, dióxido de carbono). A água, presente em quase todos os alimentos, quando irradiada sofre radiólise (quebra da molécula de água pela radiação) que resulta em alguns produtos primários como: OH (radical hidroxila), e -aq (elétron aquoso), H (átomo de hidrogênio), H ( hidrogênio), H O 2 2 2 (peróxido de hidrogênio), H3O + (próton hidratado), levando à sua ionização e consequentemente seu rearranjo eletrônico, o que pode ocasionar a produção de radicais livres. Estes, por serem altamente reativos, interagem quimicamente entre si ou com moléculas próximas e, como conseqüência, novas moléculas podem ser danificadas passando a disputar elétrons com o meio. Portanto, os alimentos sólidos, por possuírem menor quantidade de água, são favorecidos com a irradiação.

## Quais são as doses seguras para a saúde

De acordo com a OMS , alimentos irradiados com doses de até 10KGy não necessitam de avaliação toxicológica ou nutricional.

A dose de radiação é medida em Grays (G) ou quilograys (kGy), onde 1 Gray = 0,001 kGy = 1 Joule de energia absorvida por quilograma de alimento irradiado. Usualmente, para retardar o amadurecimento de frutas, por exemplo, não é necessário

mais do que 1 kGy. Já, para inibir o brotamento de raízes e tubérculos (batata, cebola, alho, etc.) a dose necessária varia de 0,05 a 0,15 kGy e para prevenir que os grãos sejam infestados por insetos, 0,1 a 2kGy são suficientes.

## Vantagens e desvantagens da Irradiação de Alimentos

Estudos dos possíveis problemas dos efeitos da radiação gama comprovaram que não há efeitos negativos em relação a toxicologia, perda nutricional e geração de microorganismos. Do ponto de vista nutricional, as perdas de glicídios e proteínas são pequenas. Com relação a alimentos com grande quantidade de gorduras, que rancificam com facilidade por oxidação, quando submetidos a irradiações apresentam melhorias nas suas propriedades organolépticas. Assim, a irradiação de alimentos possui uma série de vantagens sobre os métodos tradicionais. Trata-se de um processo a frio que pode descontaminar alimentos congelados sem causar efeitos indesejáveis em suas propriedades organolépticas e físico-químicas; facilita a distribuição e venda de frutas frescas, vegetais e carnes pelo aumento da vida útil desses produtos, sem alterar a sua qualidade; substitui os tratamentos químicos que deixam resíduos nos alimentos e particularmente no caso de produtos avícolas, a irradiação oferece um método de custo efetivo para garantir ao consumidor proteção contra doenças transmitidas por alimentos, principalmente salmonelose e campilobacteriose; além disso atinge organismos (ovos e larvas de insetos, vermes, etc.) dentro dos alimentos.

Com relação as desvantagens, certos alimentos podem sofrer modificações no odor, cor, sabor, textura e, em alguns casos, pode acarretar na diminuição, embora muito pequena, de algumas vitaminas e produção de produtos radiolíticos, alguns dos quais podem ser tóxicos.

## Referências

DOVLE , M. Ellin. Food Irradiation . Food Research Institute, University of Wisconsin -Madison, 1999. < http://www.wisc.edu/fri/briefs/foodirrd.htm >. Acesso em: 14 de abril de 2004.

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MUÑOZ , Ricardo A. B.; SÁNCHEZ , Mario M. V.; UZCÁTEGUI , Edgar G. A.; VACA , Carlos E. F.. Preservación de Alimentos por Irradiación . 363 p. Escuela Politecnica Nacional, Quito, 1985.