Irradiazione degli alimenti

L'irraggiamento o irradiazione degli alimenti è una tecnologia di conservazione e stabilizazione basata sull’esposizione degli alimenti a dosi controllate di radiazioni ionizzanti ad alta energia (raggi gamma, raggi X o fasci di elettroni), per migliorarne la qualità di conservazione ed il livello igienico.

Storia

un camion equipaggiato con un impianto di irraggiamento per cibi completato nel 1967 al Brookhaven National Laboratory

L'uso di radiazioni ionizzanti per sterilizzare non è una pratica esclusivamente alimentare, ed è impiegabile anche per la sterilizzazione di oggetti ed ambienti. I primi studi risalgono al 1920. L'irraggiamento è stato fra le ultime tecniche industriali ideate per la conservazione degli alimenti dopo fumigazione, disidratazione, pastorizzazione, sterilizzazione, refrigerazione, congelamento e l'uso di additivi chimici.

Nel 1943 negli Stati Uniti l'irradiazione venne impiegata come tecnica di sterilizzazione per la prima volta sugli hamburger per esigenze militari. Le ricerche nel campo furono portate avanti per molti anni dall'Army Quartermaster Corp, settore logistico dell'esercito, in collaborazione pricipalmente con il Dipartimento dell'Agricoltura. Il programma si spostò in ambito civile all'inizio degli anni Sessanta.

La tecnica si diffuse anche in Europa, la cui opinione pubblica si è mostrata tuttavia spesso scettica in merito. Il primo uso commerciale è nel 1957 in Germania Occidentale, mentre il primo paese europeo ad adottarlo su scala estesa come tecnica di conservazione degli alimenti sono stati i Paesi Bassi.

Impiego

L’irradiazione dei cibi è utilizzata per:

1) inibire gli enzimi degradativi e le spore che causano il deterioramento degli alimenti, aumentando la durata d’immagazzinamento del cibo;

2) inattivare il materiale genetico delle cellule batteriche e di altri microrganismi patogeni e parassiti presenti, uccidendoli o inibendone la riproduzione. Questo diminuisce la carica microbica e conseguentemente sia la probabilità di contaminazione con specie aliene dell'ambiente dei paesi in cui il cibo viene esportato che quella di intossicazioni e tossinfezioni, soprattutto per carne, prodotti ittici e pollame;

3) sterilizzare il cibo stesso, ritardando il deterioramento organolettico, la maturazione e la germinazione di bulbi, tuberi e altre radici commestibili e permettendone l'estensione del periodo di commercializzazione e l'esportazione a lunghe distanze;

4) eliminare l’utilizzo di alcune sostanze chimiche artificiali come i pesticidi, o gli erbicidi banditi in quanto possibili agenti cancerogeni.

L'irraggiamento non può, indipendemente dalla dose impiegata, uccidere tutte le spore, né rendere inattive le specie virali presenti, non conduce all'eliminazione delle tossine già sprigionatesi e infine non può prevenire successive contaminazioni degli alimenti.

Tecnologia

Gli alimenti da irraggiare sono posti su un nastro trasportatore e fatti passare sotto un fascio di radiazioni (raggi gamma) sprigionate da sorgente radioattiva, come il Cobalto 60 o il Cesio 137, o da un generatore di elettroni. Visto il basso livello energetico delle radiazioni in gioco, il processo non causa alcuna reazione nucleare negli alimenti, che non divengono quindi a loro volta radioattivi. Negli impianti le placche di Cobalto-60 sono conservate protette da spesse pareti di calcestruzzo, sotto metri di acqua, da cui vengono fatte uscire solo al momento dell'utilizzazione.

La radiazione danneggia il materiale genetico degli organismi con cui entra in contatto uccidendoli o impendendone la riproduzione mediante danneggiamento degli organi sessuali, dei tessuti embrionali o (nel caso di tuberi o frutti) dei tessuti germinali.

Il processo modifica allo stesso tempo anche le proprietà chimico-fisiche degli alimenti ed ha quindi alcune analogie con la cottura o ai processi di pastorizzazione in cui il calore, e non la radiazione, porta alla rottura di specifici legami chimici. A differenza di questi ultimi cambia il tempo impiegato (che è molto più breve nel caso dell'irraggiamento) e il costo del processo, le specie patogene o contaminanti che possono essere ridotte (alcuni microrganismi supererebbero comunque la pastorizzazione, mentre ad esempio alcuni virus sono resistenti alla radiazioni pur avendo bassa termoresistenza) e infine le specie chimiche che si formano. Rispetto ai processi termici il processo altera molto di meno il sapore, le proprietà organolettiche e la consistenza degli alimenti

La sua dose è stabilita in funzione dell'effetto desiderato. Per la sterilizzazione del cibo (e l'eliminazione delle specie batteriche) sono necessarie dosi alte, dosi minori servono per aumentare la durata della verdura e della frutta e per il controllo dei parassiti nella carne fresca, per i quali l'obiettivo è il danneggiamento degli organi sessuali ma non la morte.

Importante per valutare l'effettiva radiazione assorbita del materiale è lo sviluppo di appositi standard e dosimetri.

Proprietà alimentari

Nel 1980, al termine di uno studio decennale, una commissione congiunta FAO/OMS/IAEA definì innocui gli alimenti trattati con radiazioni ionizzanti, una conclusione ripresa nel 1995 dall'OMS che dichiarò le tecniche di irraggiamento degli alimenti "sicure ed efficaci" quando eseguite correttamente.

La sicurezza del processo si baserebbe sul fatto che i prodotti radiolitici sono al 90% composti chimici già presenti negli alimenti. Le autorità sanitarie di più di 50 paesi paesi hanno ritenuto non critico l'effetto sulla salute del consumatore umano della quota rimanente. Bisogna specificare che la raccomandazione degli organismi internazionali suggerisce di non usare radiazioni superiori ai 10 kGy; gli effetti del superamento di tale soglia sulle proprietà nutritive di alimenti complessi non sono ancora state indagate in dettaglio.

La composizione chimica di un cibo irradiato risulta comunque diversa da quella di un cibo trattato per via termica: Per esempio l'esposizione di campioni di latte vaccino a cottura tramite microonde ha rivelato che gli aminoacidi trans-idroxiprolina e l-prolina subiscono una trasformazione nei rispettivi isomeri cis-idroxiprolina e d-prolina; nei campioni dello stesso latte, processati con cotture tradizionali (ebollizione), non si è invece rivelato tale processo di isomerizzazione.

Un cibo irradiato può essere liberato dai batteri, ma non dalle tossine da essi prodotte. La sterilizzazione quasi totale tramite radiazioni intacca inoltre anche il contenuto di probiotici. In funzione del dosaggio ricevuto i vegetali irradiati sono inoltre depauperati di molte vitamine, quali la C, la B1 e la B2, con un evidente perdita del loro valore nutrizionale, che spesso non traspare al consumatore dall'apparenza del prodotto.

Diffusione e quadro normativo

Le legislazioni nazionali in merito all'uso dell'irraggiamento in ambito alimentare sono abbastanza frammentarie: a partire dal 1989 almeno 40 paesi hanno approvato l'impiego di su dosi controllate di radiazioni ionizzanti su alcuni alimenti.

Negli Stati Uniti la legislazione in materia è molto più permissiva che in Europa ed è legale usare l’irraggiamento per quasi tutti i prodotti alimentari. La FDA ha autorizzato l'uso di radiazioni fino a 10 kGy di spezie e erbe aromatiche nel 1983, mentre dal 1985 è stato approvato il trattamento della carne di maiale fino a 1 kGy per il controllo della Trichinella spiralis. L’industria della carne statunitense ne appoggia in generale l'impiego sulle principali categorie merceologiche di carne (manzo, maiale, agnello, pollame) per ridurre nelle catene di macellazione superveloci i rischi di contaminazione batterica derivanti da pratiche di allevamento non adguate a livello igienico.

Nell'Unione Europea la materia è regolata dalle direttiva 1999/CE/2 e 1999/CE/3 entrate progressivamente in vigore a partire dal 2000. In molti paesi (Regno Unito, Francia, Belgio, Paesi Bassi, Polonia e Repubblica Ceca) è consentito l'uso della tecnica su frutta e ortaggi, cereali, pollame prodotti ittici. In Italia già prima che la normativa venisse recepita ne era consentito l'uso per prevenire la germogliazione di patate e liliacee e per il trattamento di erbe e spezie aromatiche.

A livello industriale i forni a microonde sono utilizzati nella preparazione di prodotti in sacchetto quali patatine e sementi.

Il logo Radura, usato per indicare i cibi trattati con radiazioni ionizzanti.

La nuova norma internazionale ISO 14470:2011 intitolata Food irradiation – Requirements for the development, validation and routine control of the process of irradiation using ionizing radiation for the treatment of food specifica i requisiti per l’irraggiamento degli alimenti e fornisce le linee guida necessarie per assicurarne il raggiungimento di un accordo tecnico tra il cliente e chi esegue l’irraggiamento e la creazione di un sistema di documentazione a supporto dei controlli durante il procedimento.

Per informare il consumatore dell'avvenuto trattamento è previsto da molte normative l'oobligo di etichettatura sia sulle confenzioni, che sui documenti di accompagnamento dei prodotti alimentari sottoposti a irradiamento.

Alternative

Secondo alcuni scienziati l'irradazione andrebbe impiegata se giustificata da limiti inerenti il processo di produzione o come misura di decontaminazione, ma non dovrebbe in generale sostituire protocolli di igiene preventiva. Qualora l'impiego specifico o la combinazione di altri metodi di trattamento (pastorizzazione, refrigerazione, inscatolamento terminco, sottovuoto) risultasse egualmente efficace allo scopo garantendo una migliore qualità nutrizionale, l'impiego di radiazioni andrebbe evitato.

Collegamenti esterni

• L’irraggiamento degli alimenti e la tutela dei consumatori
• Alimenti irradiati, su salute.gov.it, Ministero della Salute, 2 aprile 2015. URL consultato il 27 maggio 2015.

Bibliografia

• Catia Trevisani, Fondamenti di Nutrizione, Enea Edizioni, 2007.
• Giordano De Felip, Recenti sviluppi di igiene e microbiologia degli alimenti, Tecniche Nuove, ISBN 9788848112796.
• Catherine Kousmine, Irraggiamento degli alimenti, in Salvate il vostro corpo!: prevenire e guarire le malattie moderne intervenendo sulle abitudini alimentari, tecniche Nuove, 1992, ISBN 978-8870817959.
• James M. Jay, A. Tedesco, P.M. Falcone, E. Gala, Martin J. Loessner, F. Licciardello e David A. Golden, Aspetti normativi dell'irradiazione degli alimenti, in Microbiologia degli alimenti, Springer Science & Business Media, 2009, ISBN 978-88-470-0785-7.