CC BY
12Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 3. С. 138-142.
УДК 544.54
ФОТОЛИТИЧЕСКАЯ И РАДИОЛИТИЧЕСКАЯ ДЕТОКСИКАЦИЯ И СТЕРИЛИЗАЦИЯ КОМБИКОРМОВ, ЗАРАЖЕННЫЕ КИШЕЧНЫМИ ПАЛОЧКАМИ И ГРИБКАМИ ASPERGILLUS
Мамедов Х.Ф.
Институт Радиационных Исследований Национальной Академии Наук, Азербайджан
E-mail: xagani06@mail.ru
Проведены облучения УФ-светом и ионизирующим излучением 60Со комбикормов, зараженных кишечными палочками и грибками Asp.flavus, Asp.ochraceus. Поглощенная экспозиция УФ-света, равная 2 кДж, стерилизуя, зараженные кишечными палочками и грибками, тонкие слои комбикормов, обеспечивает их дальнейщее двухмесячное хранение без потерь. Установлены, что поглощенная доза ионизирующей радиации равная 10 кГр, стерилизует комбикормы, зараженные кишечными палочками и грибками, а также обеспечивает детоксикацию комбикормов, загрязненных микотоксинами. Стерилизация комбикормов дозой ионизирующего излучения 60Со, равная 10 кГр, обеспечивает их более длительное хранение (более 6-ти месяцев) и не вызывает отрицательных изменений в них. Ключевые слова: поверхностное натяжение, адсорбция, молекулы ПАВ, трехслойная пленка, мыльный пузырь.
ВВЕДЕНИЕ
УФ-излучение обладает эффектом стерилизации облучаемых поверхностей. Ионизирующее гамма и бета - излучения, помимо стерилизации материалов по всему объему, также ионизирует и разрушает связи в молекулах органических веществ. В радиационно-химической технологии широко применяются электронные ускорители и гамма-излучения кобальтовых и цезиевых источников.
Начиная с середины прошлого века, облучение ионизирующим излучением нашло широкое применение для дезинфекции пищевых продуктов и дезинсекции различных плодов, а также для увеличения срока хранения овощей [1].
Известны случаи загрязнения плодов различных растений, зерен токсинами различных грибков и случаи острого пищевого отравления, иногда с летальным исходом, вызванными этими микотоксинами [2-4].
В данной работе использованы фотолитическая и радиолитическая стерилизация комбикормов, зараженных кишечными палочками (Escherichia coli, Citrobacter) и грибками (Aspergillus flavus, Aspergillus ochraceus), а также радиолитическое разложение токсинов, продуцирумых грибками в измельченных и гранулированных комбикормах. В качестве вспомогательных систем для определения радиационно-химического выхода разложения микотоксинов в комбикормах были использованы водные растворы микотоксинов с идентичными
концентрациями. Загрязненные афлатоксином и охратоксином комбикормы и водные растворы этих же микотоксинов были облучены одинаковыми дозами.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Качественное и количественное определение исходных и конечных компонентов в облучаемых водных растворах и анализ экстрактов анализируемых комбикормов проводили с использованием ЖХ, ГХ, МС, ЖХ-МС, ИФА (LC-10AVP, GCMS-QP 2010, GC-2010 системы фирмы Шимадзу, ИФА-анализаторы фирм R-Biopharm и Teknopol). Определения видов и числа микроорганизмов в зараженных комбикормах проводили с использованием различных селективных питательных сред фирм Hi-media (Индия) и Condalab (Испания), системы RABIT (Англия), счетчиков колоний. В качестве источника УФ-света использовали бактерицидные излучатели ОБПе-450, изготовленные ЗАО «Завод ЭМА» (город Екатеринбург). Эти лампы создают интенсивность излучения 3,6 Вт/м2=3.6 Дж/(м2-с) на расстоянии 1 метра. В комбикорме массой 1 кг, распределенным в форме тонкого слоя (2 мм) на поверхности облучаемой полки площадью 3000 см2 в течении 30 мин., поглощается энергия УФ-излучения равная 2 кДж. Мощность дозы от источника 60Co радиационно-химической установки составляла 0,34 Гр/с.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Изучена кинетика разложения микотоксинов (афлатоксин и охратоксин), продуцирумых микроскопическими грибками Asp.flavus и Asp.ochraceus, и зависимость числа микроорганизмов от поглощенной дозы ионизирующего излучения и от экспозиции УФ-света.
Проведенные фотолитические и радиолитические облучения комбикормов, зараженных кишечными палочками и грибками показали что, применение УФ-света обеспечивает стерилизацию только облученных тонких слоев (2 мм) комбикорма. В то же время ионизирующее излучение обеспечивает равномерную по всему объему стерилизацию больших масс комбикормов (см., табл. 1 и табл. 2).
Таблица 1.
Зависимость числа кишечных палочек и грибков Aspergillus от экспозиции УФ-света, излучающей поверхность дециметровой толстой массы измельченного комбикорма.
Энергия поглощенного УФ-света, кДж 0 0.1 1.0 2.0
Число кишечных палочек в 1 гр. комбикорма 3400 3350 2200 2000
Число грибков Aspergillus в 1 гр. комбикорма 680 630 550 500
Таблица 2.
Зависимость числа кишечных палочек и грибков Aspergillus от экспозиции УФ-света, излучающей поверхность тонкого слоя измельченного комбикорма
Энергия поглощенного УФ-света, кДж 0 0.1 1.0 2.0
Число кишечных палочек в 1 гр. комбикорма 3400 2500 600 0
Число грибков Aspergillus в 1 гр. комбикорма 680 440 80 0
Поглощенная экспозиция УФ-света равная 2 кДж, стерилизуя зараженные кишечными палочками и грибками Aspergillus монослои комбикормов, обеспечивает их дальнейщее двухмесячное хранение без потерь. Поглощенная же доза ионизирующей радиации, равная 10 кГр, стерилизуя комбикормы, обеспечивает также полную детоксикацию этих комбикормов (см., табл. 3 и табл. 4).
Таблица 3.
Зависимость числа кишечных палочек и грибков Aspergillus от дозы ионизирующего излучения б0Со, поглощенная в дециметровой толстой массе измельченного и гранулированного комбикормов
Поглощенная доза ионизирующего излучения 60Со, кГр 0 1 5 10
Число кишечных палочек в 1 гр. комбикорма 3400 40 0 0
Число грибков Aspergillus в 1 гр. комбикорма 680 60 1 0
Таблица 4. Зависимость концентрации афлатоксина и охратоксина от дозы ионизирующего излучения поглощенного в комбикормах и в водных растворах.
Поглощенная доза ионизирующего излучения 60Со, кГр 0 1 5 10
Концентрация афлатоксина в комбикорме, мкг/кг 15 12 6 2
Концентрация афлатоксина в водном растворе, мкг/кг 15 10 2 0
Концентрация охратоксина в комбикорме, мкг/кг 230 130 80 20
Концентрация охратоксина в водном растворе, мкг/кг 230 100 30 0
Стерилизация комбикормов дозой ионизирующего излучения 60Со, равная 10 кГр, обеспечивает их более длительное хранение (более 6-ти месяцев) и не вызывает отрицательных изменений в них. Даже в образцах комбикормов, облученных дозой 1 кГр, после двух месяцев хранения концентрация микотоксинов в десятки раз меньше, чем до облучения. Эти концентрации значительно ниже значений предельно допустимых концентраций (ПДК) соответствующих микотоксинов (см., табл. 5).
Таблица 5.
Образование афлатоксина и охратоксина в стерилизованных от грибков Asp.flavus и А8р.осктасеи8 комбикормах при дальнейщем хранении их в складских помешениях средней температурой 10 0С в течении 6-ти
месяцев
Доза ионизирующего Срок Образование ПДК
излучения, хранения, микотоксинов, микотоксинов,
кГр месяц мкг/кг мкг/кг
1 2 афлатоксин 0.6 5
охратоксин 10
2.0
10 6 0 -
ВЫВОДЫ
Наблюдаемые низкие значения радиационно-химического выхода разложения микотоксинов (10-2 -10"7100 эВ в зависимости от концентрации микотоксина), вполне достаточны для обеспечения детоксикации комбикормов, загрязненных микотоксинами, снижая концентрацию этих веществ до значений ниже ПДК [5]. Радиолитический метод детоксикации по достигнутой высокой степени деструкции микотоксинов превосходит все традиционные методы детоксикации [3, с.532, 4].
Список литературы
1. IAEA-TECDOC-1337. Radiation processing for safe, shelf-stable and ready-to-eat food. : Proceedings of a final Research Co-ordination Meeting held in Montreal, Canada, 10-14 july 2000. Printed by the IAEA in Austria.-2003. - 37 p.
2. Русанов В.А. Микромицеты и их токсины в зерне кукурузы / Русанов В.А., Фетисов Л.Н., Солдатенко Н.А., Сухих Е.А. // Иммунопатология, Аллергология, Инфектология. - 2010. - №№1. -С. 204.
3. Нечаев П.А. Пищевая химия. / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева. - Санкт-Петербург : ГИОРД, 2007. - 635 с.
4. Афанасьев В.А. Научно-практические основы тепловой обработки зерновых компонентов и технологии комбикормов : Дисс. Докт. Техн. Наук / В.А. Афанасьев. - Московский Государственный Университет Пищевых Продуктов. ВНИИКЛ. - М., 2003. - 517 с.
5. Комбикорма гранулированные, Общие технические условия, ГОСТ Р 51899-2002.
Мамедов Х.Ф. Фотолтчесюе i радiолiтiческая детоксикащя i стерилiзацiя комбiкормiв, заражения кишковою паличкою i грибк1в Aspergillus / Х.Ф. Мамедов // Вчет записки Тавршського нацiонального унiверситету ш. В.1. Вернадського. Серiя „Бюлопя, хiмiя". - 2011. - Т. 24 (63), № 1. -С. 138-142.
Проведено опромшення УФ-св^лом та юшзуючим випромшюванням 60З комбiкормiв, заражених кишковими паличками i грибками Asp.flavus, Asp.ochraceus. Поглинена експозицiя УФ-свiтла, що дорiвнюе 2 кДж, стерилiзуючи, зараженi кишковими паличками i грибками, тонкi шари комбiкормiв, забезпечуе 1х дальнейщее двомюячне зберiгання без втрат. Встановлено, що поглинена доза юшзуючо! радiацil дорiвнюе 10 кГр, стеритзуе комбiкорми, заражеш кишковими паличками i грибками, а також забезпечуе детоксикацiю комбiкормiв, забруднених мiкотоксинами. Стерилiзацiя комбiкормiв дозою юшзуючого випромiнювання 60Со, що дорiвнюе 10 кГр, забезпечуе 1х бiльш тривале зберiгання (бiльше 6-ти мiсяцiв) i не викликае негативних змiн в них.
Kmwei слова: поверхневий натяг, адсорбщя, молекули ПАР, тришарова птвка, мильний мiхур.
Mamedov Kh.F. Photolytic and radio lytic detoxication and sterilization of the mixed fodders, infected with escherichia coli and fungi aspergillus / Kh.F. Mamedov // Scientific Notes of Taurida V.Vemadsky National University. - Series: Biology, chemistry. - 2011. - Vol. 24 (63), No. 3. - Р. 138-142. Infected with E. coli and fungi Asp.flavus, Asp.ochraceus the mixed fodders are sterilized by UV-light and the ionizing radiation 60Co. The absorbed exposition of UV-light equal 2 kJ sterilized the infected thin layers of mixed fodders and provides them next two-month preservation of fodders lost-free. The absorbed dose of ionizing irradiation equal 10 кГр, provides the detoxication of infected with E. coli, fungi Asp.flavus, Asp.ochraceus and polluted with aflatoxin and ochratoxin mixed fodders and also provides their full sterilization. Sterilization of mixed fodders by an ionizing radiation dose 60Со equal 10 KGy, provides their longer preservation (more than 6 months) and doesn't cause negative changes in them. Keywords: ionizing radiation, sterilization, a detoxication of mixed fodders.
Поступила в редакцию 15.09.2011 г.
