Закономерности ингибирования культуры Salmonella

Радиационная обработка является универсальной технологией, которую возможно применять для любой сельскохозяйственной и пищевой продукции. Однако каждый вид продукта по-разному восприимчив к облучению, особенно если облучение проводится пучком ускоренных электронов. Исследования по изучению воздействия ионизирующего облучения на пищевую продукцию проводятся уже не одно десятилетие. Преимущество обработки ионизационным облучением заключается в том, что данная технология не является термической, при этом сохраняется высокое качество продукции, обеспечивая микробиологическую стабильность и безопасность готового продукта [1, 4–6]. Также возможна радиационная обработка уже упакованного продукта.

Результаты многочисленных исследований в рамках Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО ООН) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) подтвердили эффективность и безвредность использования в пищу облученных свежих фруктов, овощей и картофеля при облучении с энергией ускоренных электронов не более 10 МэВ [1, 2–4, 6–10].

Проведенные ранее исследования в основном касаются определённых объектов

пищевой продукции, микрофлоры, пленок для одной установки. Сравнительного анализа эффективности облучения одного объекта на различных установках проведено не было. Данное исследование актуально при радиационной обработке пучком ускоренных электронов, электронные ускорители имеют различия по энергии, мощности пучка и системе формирования рассеянного пучка. Различия установок необходимо учитывать при облучении пищевой продукции пучками электронов, особенно при малых дозах до 7 кГр. Проведение данных исследований возможно лишь с применением модельных систем, которые позволят стандартизировать условия облучения для получения воспроизводимых результатов.

В работе изучена эффективность ингибирования микроорганизма Salmonella , находящегося в двух модельных системах (твердой и жидкой), с использованием ускорителей с энергией пучка 6,5 и 10,0 МэВ при прочих равных условиях. Проведены исследования по изучению и выявлению зависимостей ингибирования патогенной микрофлоры от облучения с различной интенсивностью и от структуры (плотности) изучаемых образцов.

Материалы и методы

В исследовании использовали штамм Salmonella enterica subsp. Enterica serovar Typhimurium с регистрационным номером в коллекции В-4922, происхождение штамма, ATCC 14028.

В качестве носителя культуры была выбрана твердая и жидкая питательная среда, приготовленная по ГОСТ 11133-1-2014 п 3.2.7 на основе мясного бульона с добавлением или без добавления бактериологического агара. Инокуляцию модельных систем проводили следующим образом: суспензию, содержащую определенное количество микроорганизмов, вносили в пробирки, содержащие 5 мл незастывшей твердой или жидкой среды из расчета 2% инокулята от массы среды.

Облучение полученных модельных систем проводили на ускорителе УЭЛВ-10-10-С-70 в ЦКП ФМИ ИФХЭ РАН со средней энергией электронов пучка – 6,5 МэВ и на радиационнотехнологической установке с ускорителем электронов УЭЛР-10-10-40 в ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна со средней энергией электронов 10 МэВ. Модельные системы облучали дозами в интервале 0 до 10 кГр. Процесс облучения контролировали пленочными дозиметрами СО ПД(Э)–1/10, изготовленными по ТУ 2379-006-1327176-00.

Эффективность облучения определяли путем исследования остаточной микрофлоры в образцах, подвергшихся облучению с различной интенсивностью, на различных установках. Анализ проводили согласно действующей нормативной документации по определению количества мезофильно-аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов ГОСТ 10444.15-95.

Результаты и обсуждение

Получены результаты по ингибированию культуры Salmonella под воздействием облучения на установках с энергией электронов 6,5 и 10,0 МэВ с различной поглощенной дозой. Проведена сравнительная оценка воздействия на модельные среды различной структуры (рисунок 1). Модельные системы облучали дозами в интервале 0 до 10 кГр.

Исследования, проведенные на установке УЭЛВ-10–10-С-70 (6,5 МэВ), показали, что вид кривой угнетения культуры Salmonella имеет ступенчатый характер, который можно объяснить наличием в составе культуры двух субпопуляций, более устойчивых и менее устойчивых к облучению.

При облучении интенсивностью 3 кГр начальная обсемененность снижается на 10–4, при облучении 5 кГр на 10–4 для жидкой модельной среды и 10–5 для твердой модельной среды. При 7 кГр происходит полное угнетение начальной степени обсеменения. Исследования воздействия облучения объектов, различных по структуре носителя, показали разницу в результатах при облучении в диапазоне от 3 до 7 кГр.

кГр

- •- Твердая модельная среда

Жидкая модельная среда

Рисунок 1. Зависимости ингибирования микроорганизма Salmonella при облучении модельных систем ускоренными электронами со средней энергией пучка 6,5 МэВ

Figure 1. Dependencies of inhibition of the Salmonella microorganism upon irradiation of model systems with accelerated electrons with an average beam energy of 6.5 MeV

kGr кГр

—•• - Твердая модельная среда

Жидкая модельная среда

Рисунок 2. Зависимости ингибирования микроорганизма

Salmonella при облучении модельных систем ускоренными электронами со средней энергией пучка 10 МэВ

Figure 2. Dependencies of inhibition of the Salmonella microorganism during irradiation of model systems with accelerated electrons with an average beam energy of 10 MeV

Исследования, проведенные на установке УЭЛР-10-10-40 (10 МэВ), показывают, что вид кривой угнетения культуры Salmonella имеет