Променева енергія

Видиме світло (380–800 нм) на більшість мікроорганізмів діє згубно. У деяких плісеневих грибів у темноті добре розвивається міце­лій‚ а спори не утворюються. Світло необхідне тільки фото­синтезуючим мікроорганізмам. Вони поглинають його і перетво­рюють світлову енергію у хімічну‚ яку використовують для синтезу окремих компонентів клітини.

Ультрафіолетові промені (20–400 нм) є найбільш активною частиною сонячного спектру. Вони поглинаються білками та нукле­їно­вими кислотами мікроорганізмів і викликають у них незворотні зміни‚ інактивують ферменти. Найбільшу бактерицидну дію на мікро­організми мають УФ-промені з довжиною хвилі 250–260 нм. Загибель мікроорганізмів може бути також наслідком дії УФ-променів на субстрат‚ у якому утворюються такі шкідливі речовини як перекис водню‚ озон тощо.

Ефективність дії УФ-променів на мікроорганізми залежить від кількості поглинутої ними енергії‚ тобто дози опромінення‚ яка визначається бактерицидною силою джерела опромінення‚ відстанню від джерела до об’єкту і тривалістю опромінення. Має також значення ступінь забруднення мікробами субстрату‚ його температура і рН.

Не всі мікроорганізми під дією УФ-променів гинуть одночасно. Кулясті бактерії гинуть швидше‚ ніж паличкоподібні‚ молоді клітини раніше від старих‚ вегетативні клітини швидше від спор‚ патогенні мікроби раніше‚ ніж сапрофіти. Серед неспороутворюючих бактерій найбільш стійкими до дії УФ-променів є пігментоутворюючі стафіло­коки і сарцини‚ у яких пігмент знаходиться у протоплазмі‚ а найбільш чутливими – бактерії‚ у яких пігмент виділяється в оточуюче середовище. Щоб знищити неспорові бактерії необхідно 5 хвилин дії на них УФ-променів‚ спори і дріжджі – 10–25 хв‚ плісеневі гриби – 50–75 хв. При обробці повітря УФ-променями впродовж 6 годин гине до 80 % бактерій і плісеневих грибів. Під впливом УФ-променів з довжиною хвилі 260–300 нм дуже швидко інакти­вуються віруси.

Малі дози УФ-променів стимулюють ріст деяких мікроорга­нізмів‚ більш високі‚ що не викликають їх загибелі‚ можуть зміню­вати морфологічні‚ фізіологічні та біохімічні властивості‚ впливати на спадковість. Враховуючи це, можна отримати мутанти мікро­організмів з високою здатністю продукувати біологічно активні речо­вини‚ ферменти‚ антибіотики.

Бактерицидна дія УФ-променів з використанням ртутно-квар­цевих бактерицидних ламп знайшла широке практичне застосування для дезінфекції повітря у лікувальних закладах та виробничих при­міщеннях (маслоробні‚ сироварні‚ м’ясопереробні цехи)‚ в холо­диль­них камерах‚знезаражування поверхні обладнання‚апаратури‚ посуду‚ пакувальних матеріалів‚ тари‚ при розливі‚ фасуванні й пакуванні хар­чових продуктів. УФ-опромінення м’ясних товарів у поєднанні з холодом продовжує терміни їхнього зберігання у 2–3 рази. Під впливом ультрафіолету через дві хвилини гине до 99 % гнильних бактерій‚ які викликають ослизнення м’яса. В останні роки УФ-про­мені успішно використовують для дезінфекції питної води‚ стерилізації вакцин‚ сироваток‚ плодових соків і вин. У харчовій промисловості переважно застосовують лампи УФ-світла з довжиною хвилі 253‚7 нм.

Використання УФ-променів з метою стерилізації харчових продуктів обмежене через їхню низьку проникливість. Практично відбувається тільки поверхнева стерилізація або стерилізація у дуже тонкому шарі. У таких продуктах як молоко‚ вершкове масло‚ жири УФ-промені погіршують їх споживчі властивості.

Інфрачервоні промені негативно діють на мікроорганізми при обробці ними харчових продуктів‚ оскільки їхня енергія перетво­рюється у теплову.

Лазерне випромінювання – це пучок електромагнітних проме­нів в діапазоні від інфрачервоного до ультрафіолетового спектрів. Його одержують за допомогою оптичних квантових генераторів – лазерів. Під впливом цього випромінювання підвищується темпера­тура‚ відбувається коагуляція білка і розпад клітин. Руйнівна дія лазерних променів на мікроорганізми залежить від сили випромі­нювання‚ дов­жини хвилі‚ тривалості імпульсів‚ властивостей сере­довища і опромі­нюваного об’єкту. За даними А.А.Кудряшової спори мікро­організмів більш стійкі до лазерного випромінювання‚ ніж вегетативні клітини.

Рентгенівські промені – це короткохвильові електромагнітні випромінювання з довжиною хвилі 0‚005–2 нм‚ що мають високу про­никаючу здатність. У малих дозах (0‚5 Гр) вони можуть стимулювати ріст деяких мікроорганізмів. При підвищенні дози до 3–5 Гр змі­нюються морфологічні та фізіологічні властивості мікроорганізмів‚ затримується‚ а згодом і припиняється їх ріст та розмноження клітин. До рентгенівських променів більш чутливими є клітини мікро­орга­нізмів у стадії ділення або росту, а також молоді. Стійкими є грамдодатні бактерії‚ дріжджі‚ гриби‚ спори‚ віруси.

Радіоактивне випромінювання вилучають радіоактивні речо­ви­ни. До них відносять α-промені (високошвидкісні ядра гелію)‚ β-промені або катодні промені (високошвидкісні електрони) і γ-промені (короткохвильові рентгенівські промені)‚ що відрізняються один від одного природою і властивостями‚ зокрема здатністю про­никати через різні речовини. Під впливом радіоактивного випромі­нювання у мікроорганізмів порушується обмін речовин у клітинах‚ руйнуються молекулярні структури і ферменти. Ефективність дії залежить від дози опромінення. Дуже малі дози радіоактивних променів і короткочасна їх дія прискорюють ріст мікроорганізмів‚ активізують їх життєдіяльність‚ тобто мають стимулюючий ефект.

За стійкістю до радіоактивного випромінювання А.А.Кудряшова поділяє мікроорганізми на групи: радіочутливі – з летальною дозою до 5 КГр‚ відносно радіостійкі – до 10 КГр‚ мезорадіостійкі – до 15 КГр‚ радіостійкі – до 20 КГр і високорадіостійкі – більше 20 КГр. Радіо­стійкість деяких видів мікроорганізмів наведена у табл.3.

Найбільш чутливими до радіоактивних променів є психрофільні та грамвід’ємні бактерії – збудники псування м’ясних і рибних продуктів. Високу радіостійкість мають мікрококи (особливо до γ-променів)‚ спори бактерій і грибів та віруси. Ураження мікро­організмів радіоактивними променями залежить від дози опромінення за одиницю часу‚ віку клітин‚ температури‚ складу середовища. Деякі мікроорганізми здатні відновлювати життєздатність після радіоа­ктивного випромінювання.

Таблиця 3

Радіостійкість мікроорганізмів

Мікроорганізми	Доза опромінення‚ яка знижує кількість мікроорганізмів у 10 раз‚ КГр
Escherichia coli	0,2 – 0,4
Proteus vulgaris	0,1 – 0,2
Salmonella typhimurium	0,2 – 0,7
Streptococcus aureus	1,7 – 2,7
Bacillus subtilis	1,3 – 3,0
Clostridium perfringens	1,2 – 2,0
Clostridium botulinum	1,1 – 1,7
Saccharomyces vini	0,39 – 0,63
Aspergillus niger (спори)	1,9
Penicillium expansum	2‚8

Для обробки харчових продуктів з метою запобігання їхнього швидкого псування найбільш придатні γ-промені‚ що мають най­більшу проникливу здатність. Джерелом їх є ізотопи ⁶⁰Со і ¹³⁷Cs. Радіаційну обробку харчових продуктів проводять різними дозами опромінення. Радисидація – це обробка у дозах‚ достатніх для загибелі патогенних для людини мікроорганізмів (4–6 КГр). Радуризація – це обробка хар­чових продуктів з метою зменшення у них чисельності мікроорга­нізмів‚ що викликають їх псування і втрату маси (6–10 КГр). Вона проводиться з метою промислової стерилізації харчових продуктів в умовах, що викликають повторне інфікування їх мікроорганізмами (10–50 КГр). Радіобіологічний ефект при обробці харчових продуктів залежить від їхнього хімічного складу і агрегатного стану‚ поглинутої ними дози радіоактивних променів та їх сили‚ від складу і чисель­ності мікрофлори. У деяких продуктів обробка γ-променями викликає зміну кольору‚ запаху‚ смаку‚ пом’якшення тканин. У цих випадках рекомендують знизити дозу опромінення і продовжити зберігання в умовах холодильника.

За рішенням Міжнародних організацій, таких як ВОЗ (Всесвітня організація охорони здоров’я при ООН)‚ ФАО (Продовольча і сільськогосподарські організації при ООН)‚ МАГАТЕ (Міжнародне агентство з атомної енергії при ООН)‚ Об’єднаного комітету екс­пертів в опромінених харчових продуктах не повинно бути патоген­них мікроорганізмів‚ мікробних токсинів і токсичних речовин‚ що можуть утворюватися в результаті опромінення.

Перелік харчових продуктів‚ які дозволено опромінювати радіо­активними променями, затверджений міжнародними організаціями. В Україні у кожному окремому випадку дозвіл видають органи охорони здоров’я.