Ionisatie van voeding – decontaminatie van de toekomst?

Ionisatie (irradiatie) is een proces waarbij producten en/of contactmaterialen blootgesteld worden aan een gecontroleerde hoeveelheid ioniserende stralingsenergie. Afhankelijk van de energiedosis kan ionisatie ingezet worden voor desinfectie van oppervlakten, pasteurisatie en zelfs voor volledige sterilisatie van producten in verpakking.

Net zoals warmte of microgolven, zet het ionisatieproces energie af in de voedingsmiddelen. Bij ionisatie tast die energie het DNA van micro-organismen aan zodat deze zich niet meer kunnen voortplanten. Via ionisatie kan de houdbaarheid verlengd worden zonder de inbreng van warmte. Daarom wordt soms de term ‘koude pasteurisatie’ gehanteerd. Andere voedingstoepassingen zijn controle van insecten en parasieten en het inhiberen van rijping en kieming. In tegenstelling tot wat consumenten soms denken wordt voeding door bestraling niet radioactief.

Figuur. Elektromagnetisch spectrum.

In het elektromagnetisch spectrum staat de verdeling van elektromagnetische straling als functie van de frequentie of golflengte gaande van radiogolven tot gammastralen. Bij bepaalde vormen van elektromagnetische straling (bepaalde UV-stralen, X-stralen en gammastralen) is de energie hoog genoeg om ionisaties (breuken) in moleculen te veroorzaken. Ionisatie kan gerealiseerd worden door bestraling of via behandeling met elektronenbundels. Elektronenbundels dringen echter niet zo diep in het product en zijn daarom alleen geschikt voor niet al te dikke producten. Omgezet in röntgenstralen kan een elektronenbundel wél diep doordringen en kunnen zelfs verpakte goederen gedecontamineerd worden.

Gammastralen

Gammastralen worden gegenereerd met een radioactieve bron. Hiervoor worden meestal natuurlijke isotopen gebruikt zoals Cobalt-60. Omwille van prijsfluctuaties, toekomstige beschikbaarheid, wetgeving en radioactief afval zoekt de industrie meer en meer naar alternatieven.

Elektronenstralen (E-beam)

Bij elektronenstralen is de energie afkomstig van versnelde elektronen. Elektronenstralen kunnen enkele centimeters in voeding penetreren, afhankelijk van de densiteit. Voor diepere penetraties zijn echter X-stralen aangewezen. Elektronenstralen accelerators zijn betrouwbare en duurzame elektrische apparaten die ioniserende straling produceren zonder gebruik te maken van radioactieve bronnen. Dergelijke toestellen kunnen aan- en afgezet worden zoals iedere ander industrieel apparaat op basis van elektriciteit.

X-stralen (röntgenstraling)

De ontwikkeling van hoogenergetische elektronenversnellers maakt het recent mogelijk om X-stralen te genereren uit zeer krachtige elektronenstralen. Op dit moment zijn X-stralen zelfs een commercieel valabel alternatief voor het industrieel gebruik van gammastralen. De mogelijkheid om de stralingsbron aan en af te zetten, de controle van de X-stralen intensiteit, de diepere penetratie en de voorwaartse straling zijn extra troeven van deze technologie.

Vergelijking van ionisatietechnologieën

Vergelijking van ionisatietechnologieën (Bron IBA)

Bronnen:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Food_irradiation
• http://www.iba-industrial.com/industry-solutions/food-irradiation
• http://www.foodproductiondaily.com/Quality-Safety/Ebeam-is-the-lack-of-plug-and-play-and-food-industry-naivety-holding-it-back
•  http://www.fep.fraunhofer.de/en/Technologien/Elektronenstrahltechnologie.html