Влияние ионизирующего облучения (радиации) на микроорганизмы

Ионизирующее облучение воздействует на такие микроорганизмы, как бактерии, дрожжи, плесени, вызывая поражение генетического материала клеток, эфффективно предотвращая в них протекание биологических процессов, необходимых для продолжения существования.

Способ воздействия

Основные мишени радиации – нуклеиновые кислоты и мембранные липиды. Изменения в мембранных липидах, в частности, в полиненасыщенных липидах, ведет к изменению мембран и ухудшению их функций, наких как проницаемость.Активность мембранных эффектво может быть нарушена как вторичный эффект разрушения мембранных липидов. Ионизирующее облучение вызывает изменения в структуре ДНК облучамых клеток, что предотвращает репродукцию и другие функции клетки. Используемый энергетический уровень достаточен для разрушения определенных связей в молекулах ДНК, что делает невозможным размножение клеток. Нуклеиновые кислоты из-за их большого размера являются главными мишенями свободных радикалов, образованных в результате радиации. Хромосомы бактерий по своей природе очень чувствительны и их смертельное повреждение является результатом облучения. Способность бактерий восстанавливать ограниченное количество таких повреждений дает им значительно большую устойчивость к таким облучениям.

Уровень дозы

Факторы, воздействующие на чувствительность микроорганизмов при облучении, это уровень радиационной дозы, температура, атмосфера (наличие или отсутствие кислорода), среда и тип организма (размер – чем меньше размер целевого микроорганизма, тем он более устойчив к ионизирующему облучению, характеристики стенок клеток и принадлежность к грамположительным или грамотрицательным бактериям, количество и возраст клеток). В целом, чем выше применяемая доза, тем ниже количество выживших микроорганизмов и ниже скорость таких реакций, как образование радикалов из молекул воды. Эти радикалы могут воздействовать косвенно, нарушая нормальные клеточные функции, такие как мембранный перенос. В таблице 6.6 показано, что минимальные радиационные дозы могут помочь значительного положительного эффекта в безопансости пищевых продуктов. Если продукт заморожен, образование радикалов практически затормаживается. В целом, бактерии становятся более устойчивыми к ионизирующему облучению в замороженном или сушеном состоянии. В обоих состояниях распространение косвенного эффекта из-за радиолиза воды значительно снижено. Появление постороннего привкуса у сушеных продуктов значительно ниже, чем у влажных. Это благодаря низкому образованию свободных радикалов при сниженном влагосодержании. Как правило, чем проще форма жизни, тем более он устойчив к воздействию облучения. Например, вирусы более устойчивы, чем бактерии, которые более устойчивы, чем плесени, которые, в свою очередь, более устойчивы чем человеческий организм. Споры бактерий более устойчивы их вегетативных клеток в 5-15 раз.

Эффективность радиации для контроля инфицирующей способности пищевых паразитов обобщена в таблице 6.6 [32]. Облучение при низких дозах (ниже 1 кГр) предлагает уникальную возможность контроля инфекционности ряда пищевых паразитов без изменения характера продукта. Значения показателя D различных пищевых паразитов в свежем мясе приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.6 – Влияние облучения (радиации) на пищевые паразиты

Таблица 6.7 – Чувствительность пищевых патогенных микроорганизмов к облучению (радиации) [26].