4. Влияние комбинированной обработки на выживаемость возбудителей инфекционных и инвазионных болезней

Известно, что большинство патогенных возбудителей длительное время сохраняют жизнеспособность во внешней среде, в том числе в сырье животного происхождения. Исследования показали, что споры сибирской язвы сохраняются десятилетиями, лестерии -- 72...90 сут, вирус ящура -- 20...352 сут, оспа птиц -- от 13 сут до 1,5 лет. В связи с этим полученная от больных животных продукция (шерсть, мех, шкуры, кожевенное сырье, щетина) нередко оказывается переносчиком заразного начала и источником заражения здоровых животных, а также человека общими для животных и людей болезнями.

Существующие влажные методы дезинфекции сырья животного происхождения, неблагополучного по инфекционным заболеваниям, с одной стороны, очень трудоемки, а с другой -- приводят к понижению его товарного качества. Применение ионизирующей радиации для обеззараживания этих материалов, а также пуха, пера и других весьма перспективно.

Установлены оптимальные поглощенные дозы для эффективного обеззараживания сырья в зависимости от вида возбудителя: 23...25кГр (сибирская язва), 21 кГр (ящур), 5,5 кГр (листериоз), 22,4...22,5 кГр (чумасвиней, плотоядных), 10...15 кГр (трихофития). При этом физико-химические свойства и товарные качества сырья не изменяются, а радиационная обработка дозой 5 кГр даже улучшает качество меха, что связано с преобладанием процессов структурирования над процессами деструкции.

Структурирование в кератинах волос под действием оптимальных доз гамма-облучения происходит в результате образования дополнительных дисульфидных и водородных связей. Это приводит к снижению истираемости волосяного покрова, увеличению прочности его связи с кожной тканью. Кроме того, радиационная обработка сырья удлиняет сроки его хранения. Если при влажном методе дезинфекции сырье должно сразу же подлежать технологической обработке, то после облучения парного кожевенного сырья дозой 1 кГр его можно хранить 7 сут без заметных признаков бактериального повреждения. Доза в 3 кГр увеличивает сроки хранения до 12 сут. При этом сырье не требует дополнительного консервирования химическими веществами.

В Австралии уже не одно десятилетие действует промышленная гамма-установка для обеззараживания овечьих шкур и шерсти. Сырье облучается в тюках объемом около 1 м³ при дозе 20 кГр. В нашей стране для обеззараживания сырья животного происхождения эксплуатируют промышленные гамма-установки «Стерилизатор», К-300.

Оценка экономической эффективности обеззараживания сырья, неблагополучного по листериозу, с применением гамма-установки К-300 показала, что стоимость радиационной обработки 500 шкурок кролика в 4 раза дешевле, чем при влажном методе дезинфекции. При этом в 88 раз возрастает производительность труда, сырье может длительно храниться после обработки, обеззараживание можно проводить в упакованном виде и уменьшается вероятность инфицирования помещений, оборудования, животных и людей.

9. Радиационная стерилизация животных и насекомых-вредителей

Заслуживает внимания использование ионизирующих излучений для половой стерилизации самок сельскохозяйственных животных при откорме с целью повышения их продуктивности. В настоящее время успешно применяют хирургические методы стерилизации (кастрации) самцов (бычков, хрячков). Стерилизацию же самок (свинок) используют в гораздо меньших масштабах в связи с тем, что при хирургических методах возможны различные осложнения (грыжи, перитониты, нагноение кожных швов, потеря массы и т. д.).

В то же время, по данным многих авторов, половая стерилизация свиней при полусальном откорме приводит к возрастанию массы животных на 10... 13 кг, увеличению количества сала и внутреннего жира на 33--35 %.

Разработка лучевых способов стерилизации животных позволит избежать недостатков, присущих хирургическим методам кастрации. Ряд авторов делали попытки применить для этих целей рентгеновское излучение, растворы ³²Р. Однако предлагаемые методы не нашли широкого применения в практике, так как на рентгеновском аппарате трудно создать мощный узкий пучок излучения, а ³²Р является остеотропным изотопом и подвергает облучению костный мозг.

Наиболее эффективно радиационная стерилизация используется в борьбе с насекомыми-вредителями. В основе метода лежит различие в радиочувствительности соматических и половых клеток. Под влиянием правильно подобранной дозы ионизирующего излучения у насекомых некоторых видов соматические клетки не страдают, а в половых происходят необратимые изменения при сохранении возможности облученных насекомых к спариванию.

При стерилизации самцов жизненный цикл насекомых будет нарушен. При неоднократном повторении приема в течение нескольких лет удается полностью уничтожить вид в определенном регионе. Впервые этот метод был применен в США для истребления мясной мухи, личинки которой, скапливаясь в ранах животных, вызывают их гибель. С этой целью облучали куколок мух. В результате через 18 мес работы удалось полностью очистить всю юго-восточную часть США от опасного вредителя.

Радиационный метод стерилизации был применен и в борьбе со средиземноморской мухой -- вредителем цитрусовых культур. Главное преимущество этого метода в том, что он направлен против насекомых одного конкретного вида, в то время как химические вещества действуют и на других, в том числе и полезных (пчел, муравьев) насекомых. К тому же радиационный метод безвреден для животных, человека, а также других объектов биосферы, т. е. экологически чистый.

В нашей стране ведутся работы по борьбе с гороховой и фасолевой зерновками, яблоневой плодожоркой и другими вредителями сельскохозяйственных растений. Было показано, что для стерилизации зерновки оптимальна доза 100... 120 Гр. Насекомые, облученные этими дозами, теряли способность к воспроизводству потомства.

Для половой стерилизации насекомых-вредителей предназначена гамма-установка «Генетик», разработанная под руководством Д. А. Каушанского в КБ Института органической химии им. Н. Д. Зелинского. В этой установке в свинцовом защитном корпусе находятся 3 камеры, внутрь которых помещают емкости с насекомыми. При вращении этих емкостей вокруг облучателя (¹³⁷Cs) через определенное время набирается необходимая доза (100...200 кГр). Затем емкости с насекомыми вынимают и стерильных самцов выпускают на фасолевые поля. После спаривания выпущенных стерилизованных жуков с жуками естественной популяции самки откладывают нежизнеспособные яйца, из которых новое поколение не выводится.

Важное значение в борьбе с насекомыми-вредителями приобретает радиационная дезинсекция зерна. При выборе оптимальных доз облучения необходимо учитывать радиочувствительность насекомых на разных стадиях развития. Так, яйца и личинки амбарного долгоносика погибают при дозе 55 Гр, а куколки -- при 200 Гр. Продукты питания (зерно, мука и т. п.) чаще бывают заражены яйцами и реже молодыми личинками, т. е. наиболее радиочувствительными стадиями развития насекомых. Тем не менее для зерна, зараженного несколькими видами насекомых-вредителей, рекомендована единая дезинсекционная доза 200 Гр.

Для дезинсекции зерна используют гамма-нуклидные установки и ускорители электронов с энергией 1,5...10 МэВ. В Одесском портовом элеваторе с 1980 г. успешно работает ускоритель электронов ЭЛВ-2 с энергией 1,4 МэВ.

Преимущества радиационной дезинсекции зерна по сравнению с широко распространенным химическим методом обеззараживания следующие: исключается загрязнение окружающей среды; в облученном зерне отсутствуют остатки ядохимикатов; полностью уничтожаются насекомые-вредители; не изменяется качество продукции; процесс легко можно механизировать и автоматизировать, он нетрудоемок и экономически выгоден.

Облучение успешно применяют для дезинсекции и других продуктов: бобов какао, орехов и сушеных фруктов.

Одно из направлений радиационной половой стерилизации -- технология генетического определения пола. Экономически выгоднее и эффективнее облучать самцов насекомых, поскольку затраты на разведение самок гораздо существеннее. Задача этой технологии состоит в создании устойчивости к летальному воздействию ионизирующих излучений и в передаче этого генетического фактора устойчивости мужской хромосоме, определяющей род потомства. Отбор на основе летального воздействия на раннем этапе развития насекомых приводит к уничтожению самок насекомых.

Ионизирующие излучения перспективно использовать в шелководстве для промышленного получения гусениц мужского пола. Метод заключается в оплодотворении необлученной спермой предварительно облученных дозой 700...800 Гр яйцеклеток, что приводит к андрогенетическому развитию гусениц, т. е. получению самцов. Это явление называют радиационным андрогенезом. Применение описанного метода на промышленных выкормках гусениц мужского пола повышает продуктивность на 20 % за счет большей (на 12 %) выживаемости и повышенной (на 8 %) шелконосности.

Повышение продуктивности тутового шелкопряда в результате такого разведения самцов не связано с дополнительными затратами труда и расходом шелковицы.

Стоимость добавочной продукции шелка, получаемой от самцов, в несколько раз больше, чем затраты, связанные с этой технологией. Поэтому радиационная технология получения гусениц в шелководстве экономически эффективна и выгодна.

10. Использование бактерицидного действия ионизирующих излучений для обеззараживания и продления сроков хранения продукции животноводства и растениеводства

Одно из перспективных направлений использования ионизирующих излучений -- радиационная обработка мяса и мясных продуктов с целью удлинения сроков хранения и обеззараживания при некоторых заболеваниях. Разработана радиационная технология обработки и хранения мясной продукции на основе методов пастеризации и стерилизации. Радиационные методы хранения мясной продукции обладают существенными преимуществами: можно продлить сроки хранения и дополнительно уменьшить потери при хранении и транспортировке; нет загрязнения химическими препаратами; возможна обработка продукта в любой упаковке, в том числе из полимерных материалов; можно механизировать и автоматизировать весь технологический процесс.

Установлено, что полуфабрикаты из говядины и свинины, упакованные в пакеты из полимерных материалов под вакуумом 5,3...7,9кПа (40...60 мм рт. ст.) и облученные гамма-квантами при поглощенной дозе 4...6 кГр, способны сохраняться соответственно в течение 40 сут и 2 мес при температуре 3...5 °С. При этих дозах почти полностью погибают такие микроорганизмы, как Pseudomonas, Bacillus, E. coli, Staphilococcus.

Повышение дозы облучения до 30...35 кГр приводит к полной стерилизации, но при этом изменяются запах и вкус мяса вследствие радиохимического распада тиольных соединений и образования меркаптанов, аммиака и др. Чтобы избежать этого, рекомендуют сочетать облучение с модифицирующими факторами, например с предубойной адренализацией животных. Этот позволяет снизить неблагоприятное действие катепсина и других ферментов автолиза, а также уменьшить дозу облучения с 25 до 6 кГр.

Для мяса мелких животных (кролик), в том числе птицы (куры, гуси, утки), был предложен метод предубойного гамма-облучения сублетальной дозой, снижающей содержание гликогена в мышцах, благодаря чему повышается рН ткани и увеличиваются сроки хранения. Так, облучениетушеккурдозой4...6 кГр позволяет продлить срок их хранения с 10 до 34 сут при температуре 1 °С. Предубойное (за сутки до убоя) облучение кур дозой 8,5 Гр и последующее облучение тушек дозой 15 кГр позволяло хранить мясо в течение 9 мес при комнатной температуре без изменения вкусовых и питательных качеств.

Для обработки мясных полуфабрикатов с успехом применяют комбинированное действие излучения и кратковременной тепловой обработки в целях инактивации протеолитических ферментов. После тепловой обработки и облучения в полиэтиленовых пленках дозой 6 кГр полуфабрикаты хранятся до 8 мес без признаков порчи.

При холодильном консервировании, задерживающем течение автолитических процессов, предложено использовать гамма-облучение. Для длительного хранения свинины, говядины и мяса кур при минус 30 °С было рекомендовано облучение дозой 35...40 кГр.

Были попытки использовать ионизирующие излучения для обеззараживания молока, но при этом снижаются вкусовые качества; тем не менее есть сведения о том, что при воздействии на молоко давлением 60...70 МПа (600...700 кг/см²) при температуре 59 °С с последующей радиационной обработкой дозой 3 кГр молоко стерилизуется без значительного изменения основных физико-химических свойств.

В ряде стран в повседневной практике используют рентгеновское и гамма-излучение для стерилизации пластиковой или картонной упаковки, в которой хранят молоко.

Актуальная задача -- удлинение сроков хранения рыбы и морских продуктов. При гамма-облучении дозой до 6 кГр их органолеп-тические свойства изменяются мало. Радиационная обработка свежей рыбы дозой 2 кГр увеличивает срок хранения до 30 сут, а дозой 4 кГр -- до 60 сут при 2 °С, что позволяет снабжать немороженой рыбой отдаленные районы страны.

Ионизирующие излучения используют для продления сроков хранения картофеля, лука и других овощей. Установлено, что облучение картофеля дозой от 50 до 150 Гр (в зависимости от сезона) позволяет увеличить срок хранения до одного года и более при 6...8 °С вследствие подавления процессов обмена. Радиационная обработка картофеля с помощью ускорителей электронов с энергией 1 МэВ позволяет воздействовать только на поверхностный слой клубня и практически мало влияет на запасающие ткани клубней, в результате чего в них лучше сохраняются питательные вещества. Обработка лука дозой 60 Гр дает возможность хранить его в течение 9... 12 мес без изменения органолептических свойств.

Большие перспективы имеет радиационный метод для продления сроков хранения ягод, фруктов, овощей, особенно быстропортящихся томатов.

Доказательством безвредности некоторых облученных продуктов питания служат следующие данные:

Официально разрешенные для потребления продукты питания, подвергнутые лучевой стерилизации

1. Карташов и др. Лучевая болезнь сельскохозяйственных животных. -- М.: Колос, 1978.

2. Корнеев Н.А., Сироткин А.Н. Основы радиоэкологии сельскохозяйственных животных. -- М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Радиобиология/ А.Д. Белов, В.А. Киршин, Н.П. Лысенко, В.В. Пак и др.; Под ред. А.Д. Белова. -- М.: Колос, 1999. -- 384 с: ил.

4. Радиоэкологические аспекты животноводства (последствия и контрмеры после катастрофы Чернобыльской АЭС) /Р.Г. Ильязов, Р.М. Алексахин, Н.А. Корнеев, А.Н. Сироткин и др.; под общ. ред. Р.Г. Ильязова. -- Гомель, 1996.

Размещено на Allbest.ru