Архив номеров
О возможности внедрения в агропромышленный комплекс низкоэнергетических (до 300 кэВ) электронных ускорителей (обзор)
DOI: 10.21870/0131-3878-2021-30-3-80-92
Харламов В.А., Тхорик О.В., Помясова М.Г.
«Радиация и риск». 2021. Том 30. № 3, с.80-92
Сведения об авторах
Харламов В.А. – ст. науч. сотр., к.б.н. Контакты: 249032, Калужская обл., Обнинск, Киевское шоссе, 109-й км. Тел.: (484) 399-69-53; e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
.
Тхорик О.В. – науч. сотр.
Помясова М.Г. – науч. сотр. ФГБНУ ВНИИРАЭ.
Аннотация
Важное место в системе мер по обеспечению фитосанитарной безопасности сельхозпродукции традиционно отводится химическим средствам. Негативные экологические последствия применения химических препаратов заставляют искать новые подходы решения этой проблемы. Радиационные технологии для обеспечения продовольственной безопасности сельхоз-продукции, имея более чем 75-летнюю историю исследований, в последнее время приобретают всё большее значение в таких областях, как радиационная обработка сельхозпродукции, обеспечивая её сохранность за счёт повышения устойчивости к порче при хранении. Наряду с естественными радиоактивными изотопами сегодня всё большее значение в сельском хозяйстве приобретает радиационная обработка электронами с энергией частиц до 300 кэВ с применением электронных ускорителей. Ключевой особенностью данного вида излучения является возможность оказания дезинфицирующего эффекта на облучаемый объект, который достигается при низкой проникающей способности. Тем самым исключаются характерные радиационно-химические процессы и нарушения биологических структур во внутреннем объёме облучаемого объекта. Такими объектами выступают семена сельскохозяйственных растений, подверженные инфекционным заболеваниям (фитопатогенам). Цель работы – оценить возможность внедрения в АПК низкоэнергетических (до 300 кэВ) электронных ускорителей. В работе описаны устройство и принцип работы современных низкоэнергетических электронных ускорителей, а также их применение в аграрном секторе. Рассмотрены эффекты низкоэнергетического электронного облучения на фитопатогены семян, на насекомых-вредителей, при радиационной обработке сельхозпродукции для предотвращения микробиологической порчи. Сделаны выводы об эффективности методов радиационной дезинфекции и дезинсекции низкоэнергетическим электронным излучением; об отсутствии нарушений ростовых показателей семян; отсутствии существенных изменений пищевых качеств продуктов питания.
Ключевые слова
радиационная обработка продуктов питания, радиочувствительность, микробиологическая безопасность, низкоэнергетический электронный ускоритель, сельскохозяйственные культуры, фитосанитарная безопасность, посевные качества семян, качество продуктов питания, срок годности.
Список цитируемой литературы
1. Мюллер Г., Литц П., Мюнх Г.Д. Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения: пер. с нем. А.М. Калашниковой /под ред. И.М. Грачевой. М.: Пищевая промышленность, 1977. 344 с.
2. Смирнова Т.А., Кострова Е.И. Микробиология зерна и продуктов его переработки: учеб. пособие для вузов. М.: Агропромиздат, 1989. 159 с.
3. Pinstrup-Anderson P., Pandy-Lorch R., Rosegrant M.W. The world food situation: recent developments, emerging issues and long-term prospects. Vision 2020: Food Policy Report. Washington, DC: International Food Policy Research Institute, 1997. 36 p.
4. Tilman D., Fargione J., Wolff B., D’Antonio C., Dobson A., Howarth R., Schindler D., Schlesinger W.H., Simberloff D., Swackhamer D. Forecasting agriculturally driven global environmental change //Science. 2001. V. 292, N 5515. Р. 281-284.
5. Макарова М.А., Шевцова А.А. Перспективы применения новых средств защиты от болезней в семенных посевах кукурузы //Дальневосточный аграрный вестник. 2017. Т. 43, № 3. С. 55-60.
6. Morrison R.M. An economic analysis of electron accelerators and cobalt-60 for irradiating food. Commodity Economics Division, Economic Research Service, U.S. Department of Agriculture. Technical Bulletin No. 1762. Washington, DC, 1989. 38 p.
7. Пикаев А.К. Современное состояние радиационной технологии //Успехи химии. 1995. Т. 64, № 6. С. 609-640.
8. Черняев А.П., Варзарь С.М. Ускорители в современном мире //Ядерная физика. 2014. Т. 77, № 10. С. 1266-1278.
9. Козьмин Г.В., Гераськин С.А., Санжарова Н.И. Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Обнинск: ВНИИРАЭ, 2015. 400 с.
10. Безуглов В.В., Брязгин А.А., Власов А.Ю., Воронин Л.А., Панфилов А.Д., Радченко В.M., Ткаченко В.О., Штарклев E.А. Промышленные ускорители электронов ИЛУ для стерилизации медицинских изделий и обработки пищевых продуктов //Письма в ЭЧАЯ. 2016. Т. 13, № 7. С. 1581-1585.
11. Брязгин А.А., Безуглов В.В., Воронин Л.А., Коробейников М.В., Максимов С.А., Нехаев В.Е., Радченко В.М., Сидоров А.В., Ткаченко В.О., Факторович Б.Л. Промышленные ускорители ИЛУ для об-лучения пищевых продуктов //Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы: сб. докл. межд. науч.-практ. конф., Обнинск, 26-28 сентября 2018 г. Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2018. С. 127-131.
12. Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Бондаренко В.С. Радиационные технологии в сельском хозяйстве: стратегия научно-технического развития //Инноватика и экспертиза. 2016. Т. 16, № 1. С. 197-206.
13. Пименов Е.П., Павлов А.Н., Васильева Н.А., Морозова А.И. Действие разных режимов импульсного линейного ускорителя электронов на микроорганизмы, обсеменяющие специи //Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы: сб. докл. межд. науч.-практ. конф., Обнинск, 26-28 сентября 2018 г. Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2018 г. С. 100-103.
14. Забаев В.Н. Применение ускорителей в науке и промышленности. Томск: Изд-во ТПУ, 2008. 195 с.
15. Черняев А.П. Ускорители в современном мире. М.: Изд-во МГУ, 2012. 368 с.
16. Алимов А.С. Практическое применение электронных ускорителей //Препринт НИИЯФ МГУ. 2011. Т. 13, № 877. С. 1-40.
17. Scharf W., Wieszczycka W. Particle accelerators for industrial processing (Part 1) //Eksploatacja i Niezawodnosc. 2001. N 2-3. P. 10-25.
18. Hayashi T. Decontamination of dry food ingredients and seeds with “soft-electrons” (low-energy electrons) //Food Sci. Technol. Int. Tokyo. 1998. V. 4, N 2. P. 114-120.
19. Hayashi T., Takahashi Y., Todoriki S. Sterilization of foods with low-energy electrons (“soft-electrons”) //Radiat. Phys. Chem. 1998. V. 52, N 1-6. P. 73-76.
20. Imamura T., Todoriki S., Sota N, Nakakita H., Ikenaga H., Hayashi T. Effect of ‘‘soft-electron’’ (low-energy electron) treatment on three stored-product insect pests //J. Stored Prod. Res. 2004. V. 40, N 2. P. 169-177.
21. Kikuchi O.K., Todoriki S., Saito M., Hayashi T. Efficacy of soft-electron (low-energy electron beam) for soybean decontamination in comparison with gamma-rays //J. Food Sci. 2003. V. 68, N 2. P. 649-652.
22. Hayashi T., Todoriki S. Low energy electron irradiation of food for microbial control //Irradiation for Food Safety and Quality: Proceedings of FAO/IAEA/WHO International Conference on Ensuring the Safety and Quality of Food through Radiation Processing. Vienna, 2001. P. 118-128.
23. Mehnert R., Klenert P., Prager L. Low-energy electron accelerator for industrial radiation processing //Radiat. Phys. Chem. 1993. V. 42, N 1-3. P. 525-529.
24. Baba T., Kaneko H., Taniguchi S. Soft electron processor for surface sterilization of food material //Radiat. Phys. Chem. 2004. V. 71, N 1-2. P. 209-211.
25. Imamura T., Miyanoshita A., Todoriki S., Hayashi T. Usability of a soft-electron (low-energy electron) machine for disinfestation of grains contaminated with insect pests //Radiat. Phys. Chem. 2004. V. 71, N 1-2. P. 211-213.
26. Imamura T., Todoriki S., Miyanoshita A., Horigane A.K., Yoshida M., Hayashi T. Efficacy of soft-electron (low-energy electron) treatment for disinfestation of brown rice containing different ages of the maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky //Radiat. Phys. Chem. 2009. V. 78, N 7-8. P. 627-630.
27. Rami Reddy P.V., Todoriki S., Miyanoshita A., Imamura T., Hayashi T. Effect of soft electron treatment on adzuki bean weevil, Callosobruchus chinensis (L.) (Col., Bruchidae) //J. Appl. Entomol. 2006. V. 130, N 6-7. P. 393-399.
28. Cutrubinis M., Delincee H., Stahl M., Roder O., Schaller H.J. Erste ergebnisse zum nachweis einer elektronenbehandlung von mais zur beizung bzw. entkeimung und entwesung //Gesunde Pflanzen. 2005. V. 57, N 5. P. 129-136.
29. Cutrubinis M., Delincee H., Stahl M., Roder O., Schaller H.J. Detection methods for cereal grains treated with low and high energy electrons //Radiat. Phys. Chem. 2005. V. 72, N 5. P. 639-644.
30. EVONTA – Service GmbH. [Электронный ресурс]. URL: www.evonta.de (дата обращения 07.11.2019).
31. Hayashi T., Okadome H., Toyoshima H., Todoriki S., Ohtsubo K. Rheological properties and lipid oxidation of rice decontaminated with low-energy electrons //J. Food Prot. 1998. V. 61, N 1. P. 73-77.
32. Todoriki S., Hayashi T. Disinfection of seeds and sprout inhibition of potatoes with low energy electrons //Radiat. Phys. Chem. 2000. V. 57, N 3-6. P. 253-255.
33. Hayashi T., Takahashi Y., Todoriki S. Low-energy electron effects on the sterility and viscosity of grains //J. Food Sci. 1997. V. 62, N 4. P. 858-860.
34. Todoriki S., Kikuchi O.K., Nakaoka M., Miike M., Hayashi T. Soft electron (low energy electron) processing of foods for microbial control //Radiat. Phys. Chem. 2002. V. 63, N 3-6. P. 349-351.
35. Маркова Ю.А., Алексеенко А.Л., Крамарский А.В., Савилов Е.Д. Растения как одно из звеньев цепи циркуляции патогенных для человека бактерий в окружающей среде //Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012. Т. 114, № 7. C. 11-14.
36. Fan X., Sokorai K., Weidauer A., Gotzmann G., Rogner F.H., Koch E. Comparison of gamma and electron beam irradiation in reducing populations of E. coli artificially inoculated on mung bean, clover and fenugreek seeds, and affecting germination and growth of seeds //Radiat. Phys. Chem. 2017. V. 130. P. 306-315.
Полная версия статьи