用途 放射線照射は、害虫や食中毒のリスクを軽減または除去するとともに、腐敗や植物の成熟または発芽を防止または遅延させるために使用されます。線量に応じて、存在する生物、微生物 、細菌 、ウイルス の一部または全部が破壊、遅延、または増殖不能になります。細菌を対象とする場合、ほとんどの食品は、製品内のすべての微生物を滅菌するためではなく、活性微生物の数を大幅に減らすために放射線照射されます。放射線照射では、腐敗または過熟した食品を新鮮な状態に戻すことはできません。この食品が放射線処理された場合、それ以上の腐敗は停止し、熟成は遅くなりますが、放射線照射は毒素を破壊したり、食品の食感、色、または味を修復したりすることはありません。[ 16 ]
放射線照射は、酵素が食品を変化させる速度を遅くします。腐敗菌を減らしたり除去したり、熟成や発芽を遅らせたりすることで（例えば、ジャガイモ、タマネギ、ニンニクなど）、放射線照射は収穫から最終使用までの間に腐敗する食品の量を減らすために使われます。[ 16 ] [ 2 ] 滅菌 できます。これは、病院で感染リスクの高い人や、宇宙飛行士の食料など、適切な食品保管が不可能な状況に役立ちます。[ 17 ]
昆虫などの害虫は、生鮮食品の取引を通じて新たな生息地に運ばれ、定着すると農業生産や環境に大きな影響を与えます。この脅威を軽減し、検疫境界を越えた貿易を可能にするために、食品は植物検疫照射 と呼ばれる技術を使用して照射されます。[ 18 ] 不妊化し、繁殖を防ぎます。 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
プロセス さまざまな放射線技術（電子線、X線、ガンマ線）の効率に関する図解 対象物質は外部放射線源に曝される。放射線源は高エネルギー粒子または電磁波 を供給する。これらの粒子または波は対象物質と衝突する。距離が離れるほど衝突の確率が高くなるため、エネルギーがより速く消費され、照射プロセスの浸透深度は 浅くなる。
これらの衝突は化学結合 を破壊し、短寿命のラジカル（例えば、ヒドロキシルラジカル 、水素原子、溶媒和電子 など）を生成します。これらのラジカルは、周囲の分子と結合したり、分子から粒子を剥ぎ取ったりすることで、さらなる化学変化を 引き起こします。細胞内で衝突が起こると、細胞分裂が 抑制され、食物の成熟を促すプロセスが停止または遅延することがよくあります。
このプロセスがDNA やRNAを 損傷すると、効果的な複製 が不可能になり、ウイルスや生物の個体数増加が停止します。[ 2 ] [ 22 ]
より良い品質 放射線照射によって得られる製品は、同様の保存度を達成できる他のどの保存方法よりも、未加工食品に近い特性（感覚的および化学的）を持つ。[ 23 ]
線量測定 放射線吸収線量は、対象物質の単位重量あたりに吸収されるエネルギー量です。線量が使用されるのは、同じ物質に同じ線量が与えられると、対象物質に同様の変化が観察されるためです（Gy またはJ / kg ）。線量計は 線量を測定するために使用され、電離放射線 にさらされると、測定可能な物理的特性が変化し、その変化は受けた線量と相関することができます。線量測定（線量測定 ）には、対象物質とともに 1 つ以上の線量計を照射することが含まれます。[ 24 ] [ 25 ]
法規制の目的で、線量は低線量（1 kGy以下）、中線量（1 kGy～10 kGy）、高線量（10 kGy超）に分類されます。[ 26 ] [ 27 ] これらの線量は、 NASAの 宇宙飛行士 用の冷凍肉の殺菌（44 kGyの線量）[ 28 ]
外縁部で許容される最大線量（D max ）と処理条件を達成するための最小線量（D min ）の比率によって、線量分布の均一性が決定されます。この比率によって、照射プロセスの均一性が決定されます。[ 22 ]
化学変化 電離放射線が食品を通過すると、放射線分解 効果により化学変化の痕跡が残ります。照射によって食品が放射性になったり、食品の化学組成 が変化したり、栄養成分が損なわれたり、食品の味、食感、外観が変化したりすることはありません。 [ 1 ] [ 30 ]
食品の品質 除染は、 病原性細菌 を除去するための安全かつ効率的なプロセスです。[ 31 ] [ 32 ] [ 31 ] [ 33 ] [ 1 ] [ 3 ]
最小限の加工を施した野菜に関する研究 クレソン （Nasturtium officinale ）は、急速に成長する水生または半水生の多年生植物です。化学薬剤では効率的な微生物減少効果が得られないため、クレソンは製品の安全性と保存期間の両方を向上させるためにガンマ線照射処理で試験されています。[ 34 ] [ 35 ]
世間の認識 1992年、アメリカの消費者の放射線照射された食品に対する認識は非常に否定的でした。[ 36 ] [ 5 ] 代謝 、組織病理 、ほとんどの臓器 の機能、生殖への影響、成長、催奇形性 、突然変異原性の亜慢性および慢性変化が 含まれます。[ 5 ] [ 37 ] [ 6 ] [ 8 ]
工業プロセス 食品が放射線処理されるまでは、他のすべての食品と同じように処理されます。[ 38 ]
パッケージ 一部の処理方法では、食品が放射性物質と接触しないようにし、最終製品の再汚染を防ぐために包装が使用されます[ 39 ] 。 [ 2 ] 架橋は、 全体の分子量を増加させる物理的および化学的変化につながる可能性があります。一方、鎖切断はポリマー鎖の断片化であり、 分子量の 減少につながります。[ 1 ]
処理 食品を処理するには、所定の線量に達するまで一定期間、放射性線源に食品を照射します。放射線は、放射性物質、またはX線および電子ビーム加速器から放出されます。食品が放射性物質に接触しないように、また作業員と環境が放射線被ばくから保護されるように、特別な予防措置が講じられます。[ 39 ] [ 40 ] 放射線殺菌 、放射線 照射、放射線殺菌 ）。食品照射は、食品を電離しても処理中に高温にならないため、「低温殺菌」[ 41 ] [ 42 ] と呼ばれることもあり、その効果は低温殺菌 に似ています。 「低温殺菌」という用語は、食品が放射線照射されているという事実を隠すために使われる可能性があるため、議論の的となっている。低温殺菌と放射線照射は根本的に異なるプロセスである。
ガンマ線照射 ガンマ線照射は、コバルト-59 （コバルトの唯一の安定同位体）の中性子照射と核分裂生成物としてそれぞれ生成される放射性同位体 コバルト-60 とセシウム-137 から生成されます。[ 26 ] ガンマ線源として最も一般的です。 [ 26 ] [ 43 ] 使用済み核燃料から抽出されないため、大規模な商業利用には十分な量が確保されていません。水溶性セシウム137が供給源貯蔵プールに漏洩し、 NRCの 介入が必要となった事故[ 44 ]
ガンマ線照射装置に保管されたコバルト60 ガンマ線照射は、浸透深度が高く線量均一性にも優れているため、大規模かつ高スループットな用途に広く用いられています。[ 26 ] [ 26 ]
処理費用は、投与量と施設の使用状況に応じて変動します。パレットまたはトートは通常、投与量に応じて数分から数時間曝露されます。果物の殺虫などの低用量処理は、1ポンドあたり0.01米ドルから0.08米ドルの範囲ですが、高用量処理は1ポンドあたり最大0.20米ドルかかる場合があります。[ 45 ]
X線 X線は 、高密度のターゲット材料に高エネルギーの加速電子を照射することによって生成され（このプロセスは制動放射 変換として知られています）、連続的なエネルギー スペクトルを生み出します。[ 26 ] タンタル やタングステン などの重金属は、原子番号が高く融点が高いため使用されます。タンタルは、加工性が高く、誘導反応の閾値エネルギーが高いため、工業用、大面積、高出力のターゲットには通常タングステンよりも好まれます。[ 47 ] [ 26 ]
料金 照射は資本集約型の技術であり、100万ドルから 500万ドルに及ぶ多額の初期投資が必要です 。大規模な研究施設や契約照射施設の場合、主な資本コストには、放射線源、ハードウェア（照射装置、容器とコンベア、制御システム、その他の補助機器）、土地（1～1.5 エーカー）、放射線遮蔽、倉庫が含まれます。運用コストには、給与（固定および変動労働）、光熱費、メンテナンス、税金/保険、コバルト60の補充、一般光熱費、その他の運用コストが含まれます。[ 49 ] [ 50 ] 果物、野菜、肉などの生鮮食品は、引き続きコールドチェーン で取り扱う必要があるため、その他のサプライチェーンコストはすべて同じままです。食品メーカーは、照射食品の価格上昇を市場が支持しないこと、および照射食品に対する消費者の反発の可能性から、食品照射を採用していません。[ 51 ]
食品照射のコストは、線量要件、食品の放射線耐性、取り扱い条件（包装や積み重ねの要件など）、建設コスト、資金調達方法、および状況に特有のその他の変数によって影響を受ける。[ 52 ]
放射線被ばくのリスク 以下のリスクが挙げられます。[ 57 ]
あらゆる滅菌方法と同様に、ごくわずかな細菌が処理を生き延び、照射された製品の一部が腐敗する可能性がある。問題は、過信による誤った安心感にある。 前述のとおり、この処理は製品が工場に到着した時点での鮮度を保つためのものです。既に品質が損なわれている場合は、その劣化は回復せず、包装によって隠されてしまう可能性もあります。 放射線照射の目的は汚染菌のDNA/RNAを分解することであるが、その過程で栄養素の一部も分解される。特に、ビタミン、タンパク質全体、芳香族分子などが分解される。 放射線照射によって非常に反応性の高いラジカル が生成されるため、照射直後に食品を摂取すると問題が生じる可能性がある。
基準と規制 コーデックス委員会は 、特にWTO協定の下での食品照射に関する世界標準を表しています。処理源に関係なく、すべての加工施設は、国際原子力機関 （IAEA）、食品の放射線処理に関するコーデックス実施基準、原子力規制委員会 （NRC）、および国際標準化機構 （ISO）によって設定された安全基準を遵守する必要があります。[ 58 ] [ 58 ]
すべての商業用放射線照射施設には、作業員の放射線被ばくを防ぐように設計された安全システムが備えられています。放射線源は常に水、コンクリート、または金属で遮蔽されています。放射線照射施設は、偶発的な放射線被ばくを防ぐために、保護層、インターロック、および安全装置が重なり合うように設計されています。[ 43 ] [ 43 ]
ラベリング ラドゥラマークは、米国食品医薬品局（FDA）の規制で義務付けられているもので、食品が電離放射線処理されていることを示すものです。 コーデックス委員会の規定では、「第一世代」の製品は、照射された原材料から直接派生した製品と同様に、「照射済み」と表示しなければならないとされています。成分については、照射されていない成分がラベルに表示されていない場合でも、照射された成分の最後の分子まで成分とともに記載しなければならないと規定されています。RADURAロゴは任意です。いくつかの国では、コーデックス版とは異なるグラフィック版を使用しています。表示に関する推奨規則はCODEX-STAN – 1 (2005) [ 59 ] [ 60 ]
欧州連合は、照射食品の最後の分子に至るまで照射成分を表示するというコーデックスの規定に従っています。欧州連合は ラドゥラ ロゴの使用を規定しておらず、加盟国それぞれの言語で適切な文言による表示のみに頼っています。欧州連合は、加盟国に対し、市場に出回っている食品の断面について検査を実施し、欧州委員会に報告することを義務付けることで、照射表示法を施行しています。結果は、EUR-Lex で毎年公開されています。[ 61 ]
米国では、照射食品とは、照射によって食品に重大な変化が生じるか、または食品の使用によって生じる可能性のある結果に重大な変化が生じる食品と定義されています。したがって、レストランや食品加工業者によって食材として加工される食品は、米国では表示義務の対象外です。すべての照射食品には、目立つラドゥラ記号に加えて、「照射処理済み」または「照射処理済み」という文言を記載する必要があります。[ 50 ] [ 1 ]
パッケージ 連邦食品・医薬品・化粧品法第409条に基づき、包装済み食品の照射には、特定の食品の照射源だけでなく、食品包装材料についても市販前の承認が必要です。承認された包装材料にはさまざまなプラスチックフィルムが含まれますが、特定の基準を満たすことが判明しているさまざまなポリマーや接着剤ベースの材料は対象外です。包装材料の承認がないことが、製造業者による照射済み包装済み食品の生産と拡大を制限しています。[ 26 ]
21 CFR 179.45 に従って FDA により放射線照射用に承認された材料: [ 26 ]
食品安全 2003年、コーデックス委員会は食品照射の線量上限を撤廃し、特定の食品に対する照射許可も撤廃し、すべての食品は照射しても安全であると宣言した。パキスタンやブラジルなどの国々は、何の留保や制限もなくコーデックス委員会の勧告を採用している。
放射線量測定の校正と操作、測定された線量を達成された効果に関連付ける手順、およびそのような結果を報告および文書化する手順を記述する規格は、米国試験材料協会 （ASTMインターナショナル）によって維持されており、ISO/ASTM規格としても入手可能です。[ 62 ]
食品加工に関するすべての規則は、照射処理前のすべての食品に適用されます。
アメリカ合衆国 米国食品医薬品局（FDA）は、米国における放射線源の規制を担当する機関です。[ 1 ] 食品添加物 」であり、したがって食品添加物規制の対象となります。照射が承認された各食品には、FDAが安全と判断した最小線量と最大線量に関する特定のガイドラインがあります。[ 1 ] [ 63 ] 米国農務省 （USDA）は、肉、家禽、生鮮果物に使用するためにこれらの規則を改正します。[ 64 ]
米国農務省（USDA）は、ミバエやゾウムシなど、多くの害虫の宿主となる果物や野菜に対する農薬の代替処理法として、低線量放射線照射の使用を承認した。発展途上国が食料輸出を通じて収入を得ることを可能にする二国間協定に基づき、果物や野菜に低線量の放射線を照射して害虫を駆除し、検疫を回避できるようにするための協定が締結されている。
米国食品医薬品局（FDA） および米国農務省（USDA） は、以下の食品および用途に対する放射線照射を承認しています。
欧州連合 欧州法では、加盟国は照射された乾燥芳香ハーブ、スパイス、野菜調味料の販売を許可しなければならないと規定されています。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]
欧州単一市場 の規定により、たとえ食品照射が一般的に禁止されている国であっても、原産国で合法的に照射処理された食品であれば、照射処理された食品であっても、他の加盟国で販売することが認められなければならない。
さらに、照射施設がECによって検査され承認されており、かつその処理がECまたは加盟国のいずれかで合法である場合、第三国からECへの輸入が可能である。[ 72 ] [ 73 ]
原子力安全とセキュリティ このリスクを最小限に抑えるために、インターロックと安全装置が義務付けられています。このような施設では、放射線関連の事故、死亡、負傷が発生しており、その多くはオペレーターが安全関連のインターロックを解除したことが原因です。[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]
放射線照射施設の安全性は、国際原子力機関（IAEA） によって規制され、各国の原子力規制委員会によって監視されています。規制当局は、発生したすべての事故を記録し、原因究明と改善策の検討のために徹底的に分析することを義務付ける安全文化を徹底しています。こうした事故は複数の施設の担当者によって調査され、既存施設の改修や将来の設計において改善策が義務付けられています。
米国では、原子力規制委員会（NRC）が処理施設の安全性を規制し、米国運輸省 （DOT）が放射性物質の安全な輸送を規制している。
「放射線化」という言葉は、ラテン語で「放射線」を意味する「durus」の語幹と「放射線」を意味する「radura」の頭文字を組み合わせたものです。[ 80 ]
歴史年表 1895年、ヴィルヘルム・コンラート・レントゲンが X線（ドイツ語で「減速によって生じる放射線」を意味する「 bremsstrahlung 」）を発見する。 1896年、アントワーヌ・アンリ・ベクレルが 自然放射能を発見。ミンクは治療用途を提案[ 81 ] 1904年、サミュエル・プレスコットはマサチューセッツ工科大学 （MIT）の殺菌効果について記述した[ 82 ] 1906年アップルビー＆バンクス：流動床で粒子状食品に放射性同位体を照射する英国特許[ 83 ] 1918年 ジレット：食品保存にX線を使用する米国特許[ 84 ] 1921年、シュワルツは食品からのトリヒネラの除去について記述した[ 85 ] 1930 年 West: 食品照射に関するフランス特許[ 86 ] 1943年、MITはアメリカ陸軍の食品保存の分野で活動を開始した[ 87 ] 1951年、米国原子力委員会が国家研究活動の調整を開始 1958年、ドイツのシュトゥットガルトで世界初の商業用食品照射（香辛料）が行われた[ 88 ] 1963年、FDA（アメリカ食品医薬品局）が食品照射を承認。NASA（アメリカ航空宇宙局）は、宇宙飛行士の食料を照射し、宇宙ミッション中の食中毒を予防し始めた。 1970年、国際食品照射プロジェクト（IFIP）が設立され、本部がドイツ、カールスルーエの連邦食品保存研究センターに置かれる。 1980年のFAO / IAEA / WHO 食品照射合同専門家委員会は、一般的に10kGyまでの「総平均線量」を許容範囲とすることを推奨している[ 37 ]。 1981/1983 目標達成後、IFIPは終了 1983年コーデックス食品規格における照射食品に関する一般基準：最大「総平均線量」が10kGyの食品 1984年、国際食品照射諮問グループ（ICGFI）がIFIPの後継組織となる。 1986年1月、中華人民共和国は上海に最初の食品照射施設を開設した[ 89 ]。 1994年、インドは香辛料、ジャガイモ、タマネギの放射線照射を承認した。[ 90 ] 1997年のFAO/IAEA/WHO高線量放射線合同研究グループは、あらゆる上限線量制限を撤廃することを推奨している[ 6 ]。 1998年、欧州連合の食品科学委員会（SCF）は、8つのカテゴリーの照射用途に賛成票を投じた[ 91 ]。 1999年、欧州連合は指令 1999/2/EC（枠組み指令）[ 92 ] [ 93 ] 2000年、ドイツはポジティブリストの最終草案を作成するための法案に対し、拒否権を行使した。 2003年コーデックス食品規格（照射食品に関する一般規格）：上限線量は廃止 2003年、SCFは上限線量制限の撤廃に反対する「改訂意見」を採択した。[ 94 ] 2004年ICGFI終了 2011年、SCFの後継機関である欧州食品安全機関 （EFSA）は、SCFのリストを再検討し、追加すべき勧告を行った。[ 95 ]
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