هسته‌ای در کشاورزی ــ 62| اثر فناوری هسته‌ای در بهبود کیفیت «هویج»

خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ هویج از قدیم به‌عنوان یکی از سبزیجات غنی از بتاکاروتن، فیبر و آنتی‌اکسیدان‌ها شناخته می‌شود. با این حال، حساسیت بالای آن به عوامل زیستی (قارچ‌ها، باکتری‌ها) و غیرزیستی (سرما، آسیب مکانیکی) باعث کاهش سریع کیفیت پس از برداشت می‌شود. در سال‌های اخیر، پرتودهی، به‌عنوان یک روش غیرحرارتی و غیرشیمیایی، در بهبود کیفیت هویج مورد توجه جدی قرار گرفته است. این فناوری با اعمال دوزهای کنترل‌شده‌ای از پرتوهای یونی‌ساز (مانند گاما، اشعه X، یا پرتو الکترونی)، قادر است بدون باقی‌گذاردن باقیمانده، میکروارگانیسم‌ها را غیرفعال کرده و فعالیت فیزیولوژیک گیاه را تنظیم نماید. پرتودهی در مقایسه با روش‌های سنتی مانند شست‌وشو با مواد ضدعفونی‌کننده یا سردسازی، مزیت‌هایی چون نفوذ عمیق، سرعت اجرا و حفظ ترکیبات حساس به حرارت را دارد. مهم‌تر از همه، پرتودهی غیرموتازن (با دوز کمتر از 1 کیلوگری) می‌تواند بدون ایجاد تغییر در ژنوم گیاه، تنها بر بیان ژن‌ها و مسیرهای متابولیک تأثیر بگذارد. این مقاله به‌بررسی جامع نقش پرتودهی در بهبود کیفیت هویج ــ از دیدگاه علمی، فنی، اقتصادی و سیاستی ــ می‌پردازد.

بیشتر بخوانید

هسته‌ای در کشاورزی ــ 59| بهبود طعم غذاهای منجمد با فناوری هسته‌ای

هسته‌ای در کشاورزی ــ 60| بیماری سفیدک پیاز، با فناوری هسته‌ای قابل کنترل است

ضرورت و اهمیت

هویج یکی از پنج سبزیجات پرمصرف در جهان است که سالانه بیش از 40 میلیون تن از آن تولید می‌شود. با این وجود، تقریباً 20 تا 40 درصد این محصول به‌دلیل گندیدگی، پیری، یا آسیب فیزیکی، قبل از رسیدن به مصرف‌کننده، از بین می‌رود. این ضایعات هم منجر به کاهش درآمد کشاورزان می‌شود، و هم تهدیدی جدی برای امنیت غذایی، بخصوص در مناطق کم‌درآمد، محسوب می‌گردد. بهبود کیفیت هویج ــ از طریق افزایش عمر انبارمانی، حفظ رنگ، طراوت و ترکیبات تغذیه‌ای ــ می‌تواند به کاهش این ضایعات کمک شایانی کند. از سوی دیگر، تقاضای جهانی برای سبزیجات با کیفیت بالا و بدون استفاده از مواد شیمیایی نگهدارنده، روزافزون است. ویژگی‌هایی مانند شیرینی، رنگ نارنجی عمیق (شاخص بالای بتاکاروتن) و سفتی بافت، برای بازارهای داخلی و صادراتی حیاتی هستند. پرتودهی، با توانایی تنظیم پاسخ‌های استرسی گیاه و کاهش فعالیت قارچ‌های پوسیدگی‌زا مانند Botrytis cinerea و Sclerotinia sclerotiorum، می‌تواند این نیازها را پاسخ دهد.

معرفی فناوری پرتودهی و اصول فیزیکی آن

پرتودهی به معنای قرار دادن مواد در معرض پرتوهای یونی‌ساز با انرژی کنترل‌شده است. سه منبع اصلی در کاربردهای کشاورزی عبارتند از: ایزوتوپ کبالت-60 (منبع گاما)، ماشین‌آلات شتاب‌دهنده الکترون (E-beam) و ژنراتورهای اشعهX . اصول فیزیکی این فناوری بر پایه تعامل پرتو با مولکول‌های هدف (آب، DNA، پروتئین) استوار است. هنگامی که پرتو به سلول‌های میکروبی یا بافت گیاهی برخورد می‌کند، باعث یونی‌سازی و تشکیل رادیکال‌های آزاد (مانند OH• و H•  ) می‌شود. این رادیکال‌ها می‌توانند DNA را قطع کرده و تکثیر میکروب را متوقف نمایند؛ یا در بافت گیاهی، سیگنال‌های استرس را فعال کنند که منجر به افزایش تولید ترکیبات ثانویه (مانند کاروتنوئیدها) می‌شود. مهم‌ترین تفاوت با پرتودهی در پزشکی، دوز پایین است ــ برای بهبود کیفیت (نه استریل‌سازی)، معمولاً از دوز 0٫2 تا 1٫0 کیلوگری استفاده می‌شود. این محدوده، فراتر از آستانه غیرفعال‌سازی میکروبی است، اما زیر آستانه جهش‌زایی و تخریب بافت. نکته کلیدی این است که پرتودهی غیرحرارتی است؛ یعنی افزایش دمای محصول در طول فرایند کمتر از 5 درجه سانتی‌گراد است و بنابراین، ترکیبات حساس به حرارت (مانند ویتامین C ) حفظ می‌شوند.

اجزای اصلی سیستم‌های پرتودهی در کشاورزی

یک سیستم پرتودهی صنعتی شامل چهار جزء کلیدی است: منبع تشعشع، سیستم حمل‌ونقل، اتاق محافظت و سیستم کنترل و ایمنی. در سیستم‌های گاما، ایزوتوپ کبالت-60 در قالب میله‌های فولادی در یک مخزن آب (به‌عنوان جاذب پرتو در حالت استراحت) نگهداری می‌شود. هنگام فرایند، این میله‌ها به‌وسیله یک سیستم هیدرولیکی به اتاق اصلی بلند شده و پرتو از طریق یک شبکه لامپ‌مانند، به محصولات در نوار نقاله تابانده می‌شود. در سیستم‌های پرتو الکترونی، یک شتاب‌دهنده خطی (LINAC) الکترون‌های با انرژی 5 تا 10 مگاالکترون‌ولت را تولید می‌کند که به‌سرعت به سطح محصول برخورد می‌کنند (عمق نفوذ: 1 تا 3 سانتی‌متر). این روش بسیار سریع است (ثانیه‌ها) و نیازی به ذخیره مواد رادیواکتیو ندارد. اتاق‌های پرتودهی با ضخامت بالای بتن (1٫5 تا 2 متر) یا سرب، طراحی می‌شوند تا هیچ پرتویی به بیرون نشت نکند. سیستم‌های کنترل شامل دُزیمترهای آنلاین (برای اندازه‌گیری لحظه‌ای دوز)، سنسورهای حضور، و سیستم قطع اضطراری (Emergency Shut-off) هستند. در ایران، مرکز تحقیقات کشاورزی کرج از یک سیستم گاما با ظرفیت 100 کوری استفاده می‌کند که برای آزمایش‌های گوناگون هویج به‌کار گرفته شده است.

انواع کاربردهای پرتودهی در بهبود صفات هویج

پرتودهی در هویج سه کاربرد اصلی دارد:

1) نگهداری پس از برداشت: رشد قارچ‌ها و باکتری‌ها مهار می‌شود و عمر انبارمانی از 3 هفته به بیش از 8 هفته افزایش می‌یابد.

2) افزایش ترکیبات زیست‌فعال: دوز پایین می‌تواند سیگنال‌های استرس را فعال کند و بیان ژن‌های مرتبط با سنتز بتاکاروتن (DcPSY1) و آنتی‌اکسیدان‌ها را تقویت نماید.

3) تأخیر در روند پیری: پرتودهی فعالیت آنزیم‌هایی مانند پلی‌فنل‌اکسیداز (PPO) و پکتین‌متیل‌استراز (PME) را کاهش داده و بنابراین، سفتی و رنگ بافت را حفظ می‌کند.

علاوه بر این، در مراحل پیش از برداشت، پرتودهی بذرها با دوز بسیار پایین می‌تواند جوانه‌زنی را بهبود بخشد و گیاهانی مقاوم‌تر در برابر خشکی تولید کند. نکته مهم این است که هر کاربرد نیازمند «دوز بهینه» مجزا است؛ استفاده از دوز بالاتر از حد لازم، ممکن است باعث طعم تلخ یا نرم‌شدگی بیش‌ازحد شود. بنابراین، تنظیم دقیق پارامترها (دوز، نوع پرتو، دما و زمان پس از پرتودهی) برای هر رقم هویج ضروری است.

استانداردهای بین‌المللی و ملی در پرتودهی مواد غذایی

پرتودهی مواد غذایی تحت نظارت سه سازمان بین‌المللی اصلی قرار دارد: سازمان جهانی بهداشت (WHO)، سازمان خواربار و کشاورزی (FAO) و آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA). مشترکاً، این سازمان‌ها در سال 1980 اعلام کردند که مواد غذایی تا دوز 10 کیلوگری ایمن هستند و نیازی به آزمایش‌های اضافی برای ارزیابی ایمنی ندارند.

کدکس آلیمنتاریوس (Codex Alimentarius) نیز در استاندارد CODEX STAN 106-1983، حداکثر دوز مجاز را برای سبزیجات ریشه‌ای (از جمله هویج) 1 کیلوگری تعیین کرده است. در اتحادیه اروپا، علی‌رغم مجوز فنی، برچسب‌گذاری اجباری است: عبارت «treated with ionizing radiation» یا نماد رادورا (Radura) باید در بسته‌بندی درج شود. در ایالات متحده، سازمان غذا و دارو (FDA) از سال 1986، پرتودهی هویج را با حداکثر دوز 1 کیلوگری تأیید کرده است.

در ایران، استاندارد ملی ISIRI 13905  (اصلاح شده در سال 1400) کاربرد پرتوهای یونی‌ساز در فرآوری مواد غذایی را تنظیم می‌کند و دوز 1 کیلوگری را برای سبزیجات تازه مجاز اعلام می‌نماید. همچنین، مقررات وزارت نیرو (سازمان انرژی اتمی ایران) و وزارت جهاد کشاورزی، الزام به ثبت‌نام مراکز پرتودهی و بازرسی دوره‌ای را مقرر ساخته‌اند. توجه داشته باشید که هیچ استانداردی اجازه پرتودهی تدریجی یا بدون رعایت حداقل ایمنی نمی‌دهد.

تأثیرات اقتصادی بر تولیدکنندگان و بازار

از دید اقتصادی، پرتودهی دو جنبه دارد: هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه و بازگشت بلندمدت. یک سیستم گاما صنعتی با ظرفیت متوسط، چند میلیون دلار هزینه اولیه دارد. با این حال، هزینه عملیاتی پرتودهی هویج بسیار پایین است. در مقابل، کاهش ضایعات 20 تا 30 درصدی می‌تواند سود خالص را به‌طرز چشمگیری افزایش دهد.

علاوه بر این، صادرات هویج فرآوری‌شده (چیپس، پودر) به کشورهای حاشیه خلیج فارس، با گواهی «پرتودهی به‌منظور بهبود کیفیت»، رونق چشمگیری دارد. در این زمینه چالش اصلی، عدم آگاهی کشاورزان از بازگشت سرمایه و نیاز به ایجاد تسهیلات مالی از سوی بانک‌های کشاورزی است.

فرایند و روش عملیاتی پرتودهی هویج

فرایند پرتودهی هویج در 6 مرحله انجام می‌شود: 

1. انتخاب و آماده‌سازی: هویج‌های سالم، یکنواخت و بدون آسیب مکانیکی انتخاب می‌شوند. پس از شست‌وشو با آب سرد، خشک‌سازی سطحی با باد انجام می‌پذیرد (آب سطحی می‌تواند پراکندگی پرتو را تغییر دهد).
2. بسته‌بندی موقت: برای جلوگیری از آلودگی مجدد، هویج در کیسه‌های پلی‌اتیلن نازک قرار می‌گیرد؛ این لایه برای نفوذ پرتو مانعی ایجاد نمی‌کند.
3. تنظیم دوز: بسته به هدف (نگهداری یا بهبود تغذیه‌ای)، دوزهای گوناگون انتخاب می‌شود. این دوز با استفاده از دُزیمترهای فیلمی )مانندGafchromic ) قبل از فرایند واسنجی می‌گردد.
4. پرتودهی: در سیستم گاما، محصولات روی نوار نقاله چندمرحله‌ای حرکت کرده و از جلوی منبع گاما عبور می‌کنند. زمان عبور با سرعت نوار کنترل می‌شود. در سیستم E-beam، عبور یک‌باره و در کمتر از 10 ثانیه انجام می‌شود.
5. ذخیره‌سازی موقت: پس از پرتودهی، هویج برای 24 ساعت در دمای 4°C نگهداری می‌شود تا رادیکال‌های آزاد پایدار شوند.
6. کنترل کیفیت: نمونه‌هایی از محصول برای آزمایش میکروبی (کپک، باکتری کلی‌فرم)، فیزیکی (سفتی، رنگ Lab*) و شیمیایی (بتاکاروتن با HPLC) بررسی می‌شوند.

نکته کلیدی: تمام مراحل باید طبق استاندارد HACCP طراحی شوند و ثبت‌نام تمام داده‌ها (زمان، دوز، دما) الزامی است.

مزایای پرتودهی نسبت به روش‌های سنتی

مقایسه پرتودهی با روش‌های سنتی (شست‌وشو با کلر، گاز اتیلن، سردسازی عمیق) چندین برتری را نشان می‌دهد. اول، نفوذ یکنواخت: برخلاف محلول‌های شیمیایی که فقط سطح را پوشش می‌دهند، پرتوها تا عمق 10–15 سانتی‌متر (در گاما) نفوذ می‌کنند و تمام میکروب‌های داخلی را هدف قرار می‌دهند. دوم، عدم ایجاد باقیمانده: هیچ ترکیب شیمیایی در هویج باقی نمی‌ماند، درحالی‌که باقیمانده کلر یا اتیلن ممکن است برای مصرف‌کننده مضر باشد. سوم، حفظ ترکیبات حساس: دمای محصول در طول پرتودهی کمتر از 5°C افزایش می‌یابد، درحالی‌که روش‌های حرارتی (مانند پاستوریزاسیون) ویتامین C و آنزیم‌های مفید را از بین می‌برند. چهارم، سرعت و مقیاس‌پذیری: پردازش یک تن هویج در سیستم E-beam تنها 20 دقیقه طول می‌کشد، درحالی‌که سردسازی کامل 24 ساعت نیاز دارد. پنجم، هماهنگی با زنجیره سرد: پرتودهی به‌خوبی با سیستم‌های نگهداری در دمای پایین ترکیب می‌شود و اثر تجمعی دارد ــ یعنی پرتودهی + 4°C، عمر انبارمانی را بیش از دو برابر افزایش می‌دهد. نهایتاً، این روش کاملاً سازگار با اصول کشاورزی پایدار است، چراکه نیاز به آب زیاد (برخلاف شست‌وشو) یا گازهای گلخانه‌ای (برخلاف برخی گازهای ضد قارچی) ندارد.

چالش‌ها و محدودیت‌های فنی و اجتماعی

با وجود مزایا، پرتودهی با چالش‌هایی مواجه است. از دید فنی، عدم یکنواختی دوز در محصولات ناهمگن (مثلاً هویج‌های با قطر متفاوت) می‌تواند منجر به پرتودهی ناکافی در برخی قسمت‌ها شود. این مشکل با استفاده از چرخش محصول یا طراحی نوار نقاله چندجانبه کاهش می‌یابد. هزینه اولیه بالا نیز مانع اصلی گسترش در کشورهای کم‌درآمد است. همچنین، امکان کاهش کیفیت در صورت استفاده از دوز بیش از حد وجود دارد ــ شامل طعم تلخ، نرم‌شدگی و کاهش فیبر.

از سوی دیگر، چالش‌های اجتماعی جدی‌تر هستند: ترس از “رادیواکتیو شدن” محصول، با وجود اینکه پرتودهی غیرفعال‌سازی است و سبب رادیواکتیو شدن نمی‌شود. این سوءتفاهم به‌ویژه در جوامعی که با فناوری هسته‌ای آشنایی کمی دارند، شایع است. درصد قابل توجهی از مصرف‌کنندگان، عبارت «پرتودهی‌شده» را با «آلوده به رادیواکتیو» اشتباه می‌گیرند. عدم برچسب‌گذاری شفاف و ضعف در ارتباط‌رسانی علمی نیز از موانع اصلی پذیرش عمومی محسوب می‌شوند. راهکارهایی مانند آموزش در مدارس، نمایشگاه‌های تعاملی در سوپرمارکت‌ها و استفاده از نماد رادورا با توضیحات ساده، می‌تواند این شکاف را کاهش دهد.

نقش پرتودهی در رفع چالش‌ها

هویج در طول زنجیره تأمین با دو چالش اصلی مواجه است: 1) بیماری‌های پس از برداشت (به‌ویژه پوسیدگی آبکی ناشی از Erwinia carotovora و کپک‌خاکستری توسط Botrytis cinerea) و 2) پیری سلولی (ناشی از اکسیداسیون لیپیدها و تخریب پکتین). پرتودهی با دوز مناسب، جمعیت E. carotovora را تا حد قابل قبولی کاهش می‌دهد، چون DNA این باکتری گرم‌منفی، به‌شدت حساس به پرتو است. در مورد قارچ‌ها، پرتودهی نه‌تنها اسپورها را غیرفعال می‌کند، بلکه سنتز آفلاتوکسین را نیز متوقف می‌سازد. از سوی دیگر، پرتودهی دوز پایین می‌تواند فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (SOD، CAT) را در بافت هویج تقویت کند و بنابراین، اکسیداسیون لیپیدها را به تأخیر بیندازد.

مطالعه‌ای در چین نشان داد که هویج پرتودهی‌شده پس از 6 هفته در 4°C، 40 درصد کمتر از نمونه شاهد نرم شده بود و محتوای مالون‌دی‌آلدئید (شاخص استرس اکسیداتیو) 35 درصد پایین‌تر بود. همچنین، پرتودهی می‌تواند انتقال بیماری از طریق بذر را پیشگیری کند ــ بذر هویج آلوده به Alternaria dauci، پس از پرتودهی، کاملاً سالم جوانه می‌زند. این ویژگی، برای کاهش استفاده از قارچ‌کش‌های شیمیایی در مزرعه، ارزش بالایی دارد.

پیشرفت‌های نوین

اگرچه گاما همچنان پرکاربردترین است، اما پرتوهای الکترونی (E-beam) و اشعه X در حال جایگزینی تدریجی آن هستند. مزیت اصلی E-beam، عدم نیاز به مواد رادیواکتیو و کنترل دقیق‌تر دوز است. سیستم‌های نسل جدید E-beam امکان تنظیم انرژی و شدت پرتو را فراهم کرده‌اند، تا برای محصولات نازک (مثل هویج رنده‌شده) بهینه‌سازی شود. پیشرفت دیگر، ترکیب پرتودهی با فناوری‌های مکمل است. مثلاً، پرتودهی + پوشش خوراکی (پکتین-کیتوزان) اثر محافظتی مضاعفی دارد. در یک مطالعه در هلند، این ترکیب عمر انبارمانی هویج را به 12 هفته رسانید.

همچنین، پرتودهی انتخابی (Selective Irradiation) با استفاده از لیزر یونی‌ساز، در حال توسعه است ــ در آن، فقط نقاط آسیب‌دیده یا آلوده، تحت پرتودهی قرار می‌گیرند. از سوی دیگر، هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی دوز به‌کار گرفته می‌شود: سیستم‌های بینایی ماشین، قطر و رنگ هویج را اسکن کرده و دوز لحظه‌ای را تنظیم می‌کنند.

اثرات زیست‌محیطی و پایداری

از دید زیست‌محیطی، پرتودهی مزایای قابل‌توجهی دارد. اول، صرفه‌جویی در آب: شست‌وشوی سنتی هویج، بطور متوسط 3 لیتر آب به‌ازای هر کیلوگرم نیاز دارد؛ پرتودهی نیازی به آب ندارد. دوم، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: با کاهش ضایعات، فعالیت کمپوست و تولید متان کاهش می‌یابد. سوم، حذف مواد شیمیایی: پرتودهی جایگزین قارچ‌کش‌ها می‌شود که در خاک باقی می‌مانند. در مورد منابع گامایی، نگرانی‌هایی درباره دفع کبالت-60 پس از عمر مفید مطرح است؛ اما سیاست‌های جهانی (مانند برنامه بازیافت IAEA) اطمینان می‌دهد که این ایزوتوپ‌ها بطور کامل بازیافت یا ذخیره ایمن می‌شوند. سیستم‌های E-beam از نظر زیست‌محیطی پاک‌تر هستند، چون هیچ مواد رادیواکتیوی تولید نمی‌کنند و مصرف برق آن‌ها از یک خط تولید سردسازی معمولی کمتر است. بنابراین، پرتودهی به‌عنوان یک فناوری سبز شناخته می‌شود و در چارچوب اقتصاد چرخشی (Circular Economy) جای می‌گیرد.

بررسی تأثیر پرتودهی بر ترکیبات زیست‌فعال هویج (بتاکاروتن، آنتی‌اکسیدان‌ها)

هویج به‌ویژه به‌دلیل محتوای بالای بتاکاروتن (پیش‌ساز ویتامین A) ارزشمند است. پرتودهی دوز پایین می‌تواند این ترکیب را تا 25 درصد افزایش دهد. مکانیسم این پدیده، فعال‌سازی مسیر بیوسنتز کاروتنوئید است: پرتوهای یونی‌ساز باعث استرس اکسیداتیو خفیف شده و سیگنال‌هایی مانند H₂O₂ تولید می‌کنند که ژن‌های DcPSY1 و DcLCYB1 را القا می‌نمایند. علاوه بر بتاکاروتن، پرتودهی محتوای فلاونوئیدها (لیکوپین، لوتئین) و فنل‌های کل را نیز افزایش می‌دهد. این افزایش، پایدار است و تا 4 هفته پس از پرتودهی در دمای 4°C حفظ می‌شود. نکته مهم این است که دوزهای بالاتر اثر معکوس دارند ــ بتاکاروتن حساس به اکسیداسیون است و ممکن است تخریب شود. بنابراین، “دوز بهینه” برای حداکثر تغذیه، الزامی است. همچنین، پرتودهی بر جذب بیولوژیکی بتاکاروتن تأثیر منفی ندارد.

ایمنی غذایی و پذیرش مصرف‌کننده در برابر محصولات پرتودهی‌شده

ایمنی غذایی پرتودهی به‌خوبی تأیید شده است. بیش از 60 سال پژوهش توسط WHO، FAO و IAEA نشان می‌دهد که مواد غذایی پرتودهی‌شده تا دوز 10 کیلوگری، برای انسان کاملاً ایمن هستند و ترکیبات جدید آن‌ها (مانند 2-آلکیل‌سیکلوبوتانون‌ها) در مقادیر بسیار کم و غیرسمی تولید می‌شوند. مطالعات سم‌شناسی نشان داده‌اند که این ترکیبات در مقایسه با محصولات حرارتی (مانند آکریل‌آمید در سرخ‌کردن) خطر بسیار کمتری دارند. اما چالش اصلی، پذیرش مصرف‌کننده است. نظرسنجی‌های جهانی نشان می‌دهند که اگر مصرف‌کننده بداند پرتودهی:

• باعث رادیواکتیو شدن نمی‌شود،
• بدون باقیمانده است،
• و به‌طور خاص برای بهبود کیفیت (نه فقط ضدعفونی) انجام شده

آنگاه 70 تا 85 درصد آن‌ها تمایل به خرید دارند. در کشورهایی مانند تایلند و مالزی، آموزش عمومی از طریق تلویزیون و بسته‌بندی‌های تعاملی (QR code با ویدئوی آموزشی)، پذیرش را به رشد قابل توجهی داشته است. در ایران، اجرای آزمایش‌های آزاد در نمایشگاه‌های کشاورزی و مقایسه هویج تازه، غیرپرتودهی و پرتودهی‌شده، تأثیر چشمگیری داشته است. پیشنهاد می‌شود برچسب‌ها عبارت «بهبود کیفیت و ماندگاری با پرتودهی ایمن» را درج کنند، نه فقط «پرتودهی‌شده».

آینده‌شناسی و توصیه‌های سیاستی

پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030، بازار جهانی پرتودهی مواد غذایی به 12 میلیارد دلار برسد. برای ایران، چهار توصیه سیاستی کلیدی ارائه می‌شود:

1. تشکیل کمیته ملی پرتودهی غذایی با مشارکت وزارت جهاد کشاورزی، بهداشت، علوم و انرژی اتمی ــ برای هماهنگی استانداردها و حذف موازی‌کاری.
2. ایجاد صندوق حمایت از سرمایه‌گذاری برای واحدهای کوچک و متوسط (SMEs) در خرید تجهیزات E-beam کوچک.
3. الزام برچسب‌گذاری شفاف با تأکید بر «بهبود کیفیت» و نه فقط «پرتودهی» ــ با راهنمایی از سوی سازمان استاندارد.
4. گنجاندن مباحث پرتودهی در برنامه درسی کشاورزی دانشگاه‌ها و مراکز آموزش فنی.

از دید فنی، پیشرفت‌های آینده شامل:

• سیستم‌های پرتودهی قابل حمل برای مزارع دورافتاده،
• ترکیب پرتودهی با بیوتکنولوژی (مثلاً القای مقاومت با پرتو + باکتری‌های محرک رشد)،
• استفاده از پرتوهای UV-C پیشرفته برای سطح هویج بدون نیاز به منابع یونی‌ساز.
  نکته پایانی: پرتودهی نباید به‌عنوان یک فناوری جایگزین دیده شود، بلکه باید در چارچوب سیستم چندلایه کیفیت (HACCP، GMP، سردسازی) جای گیرد.

جمع‌بندی و دیدگاه جامع بر پرتودهی به‌عنوان ابزاری برای کشاورزی پایدار

پرتودهی هویج یک ابزار چندمنظوره برای کشاورزی پایدار است. این فناوری، با کاهش ضایعات، افزایش ارزش تغذیه‌ای و حذف مواد شیمیایی، به‌طور همزمان به اهداف امنیت غذایی، سلامت عمومی و حفاظت از محیط‌زیست کمک می‌کند. مزیت منحصربه‌فرد آن، قابلیت تنظیم دقیق است ــ با تغییر دوز، می‌توان هدف را از “ضدعفونی” به “بهبود کیفیت” تغییر داد. موفقیت در ایران و جهان نشان می‌دهد که کلید اصلی، همکاری بین‌بخشی است: دانشگاه‌ها (برای تحقیق)، دولت (برای سیاست‌گذاری)، صنعت (برای اجرا) و جامعه (برای پذیرش). پرتودهی برخلاف برداشت‌های اولیه، با طبیعت گیاه در تضاد نیست؛ بلکه با القای پاسخ‌های استرسی طبیعی، هویج را “هوشمندانه‌تر” می‌کند.

————-

منابعی برای مطالعه بیشتر

[1] IAEA. (2021). Mutation Breeding for Crop Improvement. Vienna: IAEA.
[2] Diehl, J. F. (2002). Food Irradiation: The Use of Radiation for Food Safety and Quality. London: ILSI Press.
[3] FAO. (2022). Losses in the Post-Harvest Chain of Fruits and Vegetables. Rome.
[4] Van Loo, E. J., et al. (2014). Consumer Acceptance of Irradiated Food. Trends in Food Science & Technology, 37(2), 198–207.
[5] Afzal, S. N., et al. (2017). Use of Radiation Technology in Agriculture. Pakistan Journal of Nuclear Science & Technology, 56, 1–12.
[6] Gould, G. W. (2006). The Mechanisms of Action of Irradiation. In Food Irradiation Research and Technology. Blackwell Publishing.
[7] WHO/FAO/IAEA. (1999). High-Dose Irradiation: Wholesomeness of Food Irradiated with Doses Above 10 kGy. Technical Report Series No. 890.
[8] Fan, X., & Sommers, C. H. (2013). Food Irradiation Research and Technology. Wiley-Blackwell.
[9] Cleland, M. R. (2009). Radiation Processing of Polymer Materials. Wiley.
[10] Harte, W. E., & Sadat, T. M. (2021). Electron Beam Processing for Food Safety. Journal of Food Protection, 84(5), 789–797.
[11] Rahimi, M., et al. (2020). Application of Gamma Irradiation on Carrot Storage in Iran. Iranian Journal of Radiation Research, 18(2), 145–152.
[12] Thomas, P., et al. (2018). Gamma Irradiation Extends Shelf-Life of Carrots. Postharvest Biology and Technology, 142, 44–51.
[13] Li, H., et al. (2021). Low-Dose Irradiation Enhances Carotenoid Accumulation in Carrot. Food Chemistry, 341, 128246.
[14] Kaur, S., & Singh, A. K. (2016). Seed Irradiation for Improved Crop Performance. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 9(4), 311–318.
[15] WHO/FAO/IAEA. (1980). Wholesomeness of Irradiated Food. Joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee.
[16] Codex Alimentarius. (2023). General Standard for Irradiated Foods (CODEX STAN 106). Rome.
[17] US FDA. (2022). Irradiation in the Production, Processing and Handling of Food. 21 CFR 179.26.
[18] IAEA. (2019). Economic Aspects of Food Irradiation Facilities. TECDOC-1877.
[19] Moreira, R. G., et al. (2020). Cost-Benefit Analysis of Food Irradiation. Journal of Food Engineering, 278, 109954.
[20] Van der Sman, R., et al. (2022). Market Acceptance of Irradiated Carrots in the EU. Trends in Food Science & Technology, 120, 321–330.
[21] ISO/ASTM 51261. (2020). Standard Guide for Selection and Calibration of Dosimetry Systems.
[22] Sharma, G. K., et al. (2019). Protocol for Irradiation of Root Vegetables. Indian Journal of Agricultural Sciences, 89(5), 112–118.
[23] Farkas, J., & Mohácsi-Farkas, C. (2011). Review of Irradiation of Fruits and Vegetables. Food Control, 22(9), 1448–1460.
[24] Prakash, A., et al. (2020). Combined Effects of Irradiation and Refrigeration on Carrot Quality. Postharvest Biology and Technology, 168, 111267.
[25] Kume, T., et al. (2009). Uniformity of Dose Distribution in Food Irradiation. Radiation Physics and Chemistry, 78(3–4), 175–179.
[26] Hajare, S., et al. (2016). Effect of High-Dose Irradiation on Carrot Sensory Attributes. Journal of Food Science, 81(5), S1228–S1235.
[27] Mousavi Khaneghah, A., et al. (2022). Consumer Perception of Irradiated Foods in Iran. Food Control, 139, 109087.
[28] Banerjee, R., & Chatterjee, S. N. (2021). Radiosensitivity of Postharvest Pathogens in Carrot. Journal of Phytopathology, 169(4), 210–217.
[29] Wang, S. Y., et al. (2020). Low-Dose Gamma Irradiation Enhances Antioxidant Capacity in Carrot. Food Chemistry, 309, 125689.
[30] Liu, Y., et al. (2022). Irradiation Delays Senescence in Root Vegetables. Postharvest Biology and Technology, 184, 111782.
[31] Harte, W. E. (2023). Electron Beam Innovations in Food Processing. Radiation Physics and Chemistry, 203, 110512.
[32] Van de Velde, F., et al. (2021). Combined Irradiation and Edible Coating for Carrot Preservation. Food Hydrocolloids, 112, 106321.
[33] Ahmadi, M., et al. (2024). AI-Optimized Irradiation of Iranian Carrot Varieties. Iranian Journal of Food Science and Technology, 21(1), 88–97.
[34] Thomas, P., & Rao, V. S. (2020). Export-Oriented Irradiation of Carrots in India. Journal of Food Science and Technology, 57(8), 2987–2995.
[35] Dekker, M., et al. (2023). CarrotPro: A Public-Private Partnership for Quality Carrots. Netherlands Journal of Agricultural Science, 68(2), 45–58.
[36] Rahimi, M., & Ghasemi, S. (2023). Three-Year Evaluation of Irradiated Carrot in Karaj. Journal of Nuclear Science and Technology, 50(1), 112–124.
[37] FAO. (2021). Water Use in Postharvest Handling of Vegetables. Rome.
[38] EEA. (2022). Environmental Impact of Food Irradiation. European Environment Agency Report No. 5/2022.
[39] IAEA. (2020). Management of Disused Radioactive Sources. Safety Reports Series No. 102.
[40] Li, H., et al. (2022). Transcriptomic Analysis of Carrot Response to Low-Dose Irradiation. BMC Plant Biology, 22, 87.
[41] Sharma, R., et al. (2021). Antioxidant Enhancement in Irradiated Carrots. Food Chemistry, 340, 128155.
[42] Tang, G., et al. (2023). Bioaccessibility of Carotenoids in Irradiated Carrots. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 71(4), 1987–1995.
[43] WHO. (2023). Factsheet on Food Irradiation Safety. Geneva.
[44] Delaquis, P., et al. (2022). Consumer Acceptance of Irradiated Foods: A Meta-Analysis. Food Quality and Preference, 96, 104412.
[45] Kiani, Z., et al. (2024). Public Engagement Strategies for Irradiated Carrots in Iran. Journal of Consumer Behaviour, 23(1), 45–57.
[46] IAEA. (2024). CRP RAS/5/087 Final Report: Irradiation of Root Vegetables. Vienna.
[47] AEOI. (2023). Annual Report of Karaj Radiation Agriculture Research Center. Tehran.
[48] IAEA. (2016). Project Report: Equipment Donation to Iran (RAF/9/045). Vienna.
[49] IAEA. (2022). Guidelines for Food Irradiation Facilities (IAEA-TECDOC-1886).
[50] IAEA. (2025). Mutation Varieties Database (online). https://mvd.iaea.org
[51] IAEA. (2024). Strategic Outlook for Food Irradiation to 2030. Vienna.
[52] World Bank. (2023). Policy Framework for Agri-Tech Adoption in Developing Countries. Washington, DC.
[53] FAO/IAEA. (2025). Nuclear Techniques for Sustainable Agriculture. Joint Division Report.
[54] Singh, B., et al. (2024). Irradiation as a Pillar of Climate-Smart Agriculture. Nature Food, 5(3), 210–218.

انتهای پیام/