книги из ГПНТБ / Фрумкин, М. Л. Технологические основы радиационной обработки пищевых продуктов

с белком нуклеиновые кислоты при обработке слабощелочными растворами. После облучения резко возрастает содержание глутаминовой кислоты, которая используется на репарационные процессы.

Выявлено также, что эффект восстановления можно повысить, добавив после облучения пиридоксии, ванилпирролидои. Этот процесс зависит от упптанпости клеток, аэрации процесса. Клет­ ки, культивируемые до облучения в аэробных и анаэробных условиях, обладают разной способностью к восстановлению.

Так, клетки, размножающиеся в условиях брожения, хуже реактивируются, чем размножающиеся в аэробных условиях. Это связано с функциональной структурной перестройкой клеток при переходе от аэробных процессов к анаэробным. Все быстро восстанавливающиеся клетки обладают хорошо развитым дыха­ нием и брожением. Дрожжи с дефектной цитохромной системой [31] не способны к пострадиационному восстановлению.

На интенсивность пострадиационного восстановления влияет температура инкубации: низкая препятствует этому процессу, субоптпмальная — содействует. Это свидетельствует о связи про­ цессов восстановления с жизненными функциями клеток [32].

Выявлено, что при интенсивном облучении лучевые пораже­ ния ликвидируются в более длительные сроки, так как среди дрожжевых организмов больше клеток с необратимыми повреж­ дениями.

Хотя факт реактивации дрожжевых грибов после облучения можно считать установленным, необходимо отметить, что все проведенпые с дрожжевыми организмами исследования имеют одну задачу: облучение дозами, близкими к летальным, и выяв­ ление оптимальных условий для реактивации. Значительно меньше работ посвящено вопросу, связанному с восстановлением жизнедеятельности плесневых грибов.

Н. Ф. Соммер и др. [33] доказали, что если сразу после облу­ чения дозами 300—500 крад только у 1 % спор R. nigricans со­ храняется способность образовывать колонии, то через 24—48 ч жизнедеятельность восстанавливается у 80% спор.

Сведений о реактивации микроорганизмов на плодах в лите­ ратуре нет, однако говорится о их возможности восстанавливать жизнедеятельность и удлинять латентный период.

Опыты, проведенные нами на томатах, свидетельствуют о вос­ становлении жизнедеятельности плесневых грибов после облу­ чения. Для учета поверхностной микрофлоры использовали пло- 22 ды без видимых признаков плесиевения (рис. 4). Известно, что

Из данных табл. 3 видно, что на первых этапах пострадиацион­ ного периода развития R. nigricans, облученного дозами до 400 крад, не наблюдается. В дальнейшем гриб развивается с та­ кой же скоростью, как и контрольный, и даже опережает его, так как развитие необлучениого задерживается.

Дают ли эти данные основание считать, что все виды плесне­ вых грибов, облученных сублетальными дозами, после восстанов­ ления жизнедеятельности при 22° С развиваются достаточно быстро и на определенном этапе опережают контрольные?

Результаты анализов по накоплению биомассы радполабильного гриба P. italicum свидетельствуют о том, что скорость роста гриба, споры которого были облучены дозой 50 крад, после вос­ становления жизнедеятельности такая же, как у необлучениого. Гриб, облученный дозой 100 крад, размножается с меньшей ско­ ростью в течение всего периода инкубации.

Таким образом, при использовании доз радиации в пределах, допустимых для облучения сочного растительного сырья, посто­ янное отставание в развитии наблюдается только у радиолабиль­ ных грибов. Радиоустойчивые грибы после реактивации могут

Спороносящцй

мицелий

Мицелий Проросшие споры Нелроросшие споры

№

дения, они развиваются с различной скоростью по сравнению с необлученнымп. Об этом свидетельствуют и данные, характери­ зующие действие разных доз радиации на процессы набухания и прорастания спор, образования мицелия и его спороношение у грибов R. nigricans и P. italicum.

На рис. 6 представлены данные о развитии облученных грибов на разных стадиях в зависимости от дозы облучения и их радио­ устойчивости.

Процессы набухания и прорастания спор и образование мице­ лия раньше всего наступали у R. nigricans. Уже на второй день даже в суспензиях, облученных дозой 200 крад, отмечено не толь­ ко прорастание спор, но и образование мицелия. На четвертый день при дозах 100—200 крад картина была такая же, как в контроле: все споры проросли, ростковые трубки стали длинны­ ми, наблюдался сильно развитый спороносящий мицелий. При до­ зах 300 и 400 крад спороношения не отмечено. У P. italicum и Asp. niger даже при дозе 50 крад имеются отклонения от нор­ мального развития, относящиеся в основном к спороношению мицелия. Дозы 100 и 150 крад вызывали значительные отста­ вания в набухании и прорастании спор. Образования мицелия при дозе 200 крад не было отмечено и на 5_ й день.

Если образование мицелия связано с появлением видимой пор­ чи плодов, то спороношение его свидетельствует о способности грибов к дальнейшему размножению (табл. 4).

Из данных табл. 4 видно, что спороношение мицелия, вырос­ шего из облученных спор, ниже, чем из необлученных.

Работы П. Ф. Соммера и др. [17] также показывают, что для подавления различных жизненных функций грибов требуются разные дозы облучения. Так, доза 500 крад значительно снижала выживаемость спор Rhizopus stolonifer Lind. (т. е. количество

спор, способных образовывать колонии), но не влияла на их спо­ собность к прорастанию. Для подавления прорастания требова­ лись дозы порядка 1500 крад. Чтобы подавить способность спор набухать перед выходом ростковой трубки, были необходимы еще более высокие дозы. При облучении мицелия обнаружено, что определенные дозы радиации могут необратимо повредить или на время задержать его развитие. Характерно, что если да­ же у части гиф восстанавливалась жизнеспособность, то изэтой ограниченной области развивался нормальный мицелий.

Интересно отметить, что у некоторых видов плесневых грибов не только восстанавливается способность к неограниченному росту и образованию колоний после облучения их сублетальны­ ми дозами, но и сохраняется важная функция — выделять пектолитпческие ферменты даже после обработки летальными доза­ ми [33]. Так, спорангиоспоры R. stolonifer после облучения дозами до 1000 крад, несмотря на прекращение образования ко­ лоний, обладают способностью мацерировать ткань ягод земля­ ники. Выявлена зависимость между подавлением жизнедеятель­ ности спор, способностью набухать, образовывать ростковые трубки и активностью пектолитических ферментов.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что после облу­ чения сублетальными дозами все виды плесневых грибов в нор­ мальных условиях способны восстанавливать свою жизнедея­ тельность и развиваться с различной скоростью. Существуют ли условия, способствующие реактпвацпп плесневых грибов, как это отмечено для дрожжевых организмов?

Исследователи Калифорнийского университета [33, 34] указы­ вают, что повреждеппя, вызванные действием радиации при облучении спор, могут быть устранены, если задержать их про­ растание. Это возможно в анаэробных условиях, при низких температурах, в регулируемой атмосфере. Процессы восстанов­ ления носят метаболический характер и требуют энергии либо за счет дыхания, либо за счет ферментации глюкозы.

Чтобы изучить процесс восстановления плесневых грибов при отсутствии роста, были поставлены специальные опыты с кон­ центрированными суспензиями спор R. stolonifer, в которых про­ исходили процессы автоиигибирования [34]. После двух суток ингибирования (прекращение образования ростковых трубок и способности к делению) от 25 до 50% спор, облученных дозой 500 крад, обладали способностью нормально развиваться, тогда как без автоиигибирования это было отмечено лишь у 1 % спор.

Таким образом, для быстрого восстановления жизнедеятель-

иости спор облученных грибов благоприятны условия, подав­ ляющие на время их жизненные функции (в том числе интенсив­ ность дыхания). Однако процесс этот должен протекать определенное время, и значительное удлинение периода автоингибироваиия не приводит к увеличению восстанавливаемости спор. Оказывает влияние и среда, на которой выращивают гриб, наличие кислорода.

Отмечено, что процесс восстановления жизненных функций грибов, как и других микроорганизмов, в значительной мере задерживается при наличии процессов синтеза белка. Следова­ тельно, наличие различного рода ингибиторов синтеза белка (хлорамфеиикола, кофеина, йодацетата) снижает радиацион­ ный эффект.

Если существуют условия, способствующие реактивации плес­ невых грибов, то, по-видимому, можно выбрать условия, влияю­ щие на скорость развития их в пострадиационный период. Од­ ним из факторов, определяющих скорость развития плесневых грибов после облучения, является температура. Рассмотрим влияние температуры на скорость развития радиоустойчивого (R. nigricans) и радиолабильного (P. italicum) грибов.

Чтобы исключить влияние фактора радиочувствительности, мы использовали дозы, одинаково действующие на рост и разви­ тие грибов. Было выявлено, что одинаковую выживаемость спор (0,005%) можно достигнуть, облучая R. nigricans дозой 400 крад, а P. italicum — 100 крад. Именно эти дозы были взяты для ис­ следований. После облучения грибы инкубировали при темпера­ турах 8, 22 и 30° С.

Проведенные исследования дают основание утверждать, что латентный период развития P. italicum увеличивается при по­ нижении температуры, однако замедленное накопление биомас­ сы обусловлено главным образом действием радиации, так как при всех температурах скорость роста облученного гриба была в 2 раза меньше, чем необлученного (см. рис. 5).

На развитие облученного гриба R. nigricans низкие положи­

В. cinerea. Существуют виды грибов, на которые и облучение и низкие температуры оказывают подавляющее действие (напри­ мер, широко распространенные грибы из рода Monilia).

На некоторые виды грибов угнетающее действие оказывает температура 30° С (например, грибы из рода Rhizopus). Однако 29

если па И. nigricans сама температура 30° С оказывает угнетаю­

Таким образом, созданием специальных условий можно спо­ собствовать восстановлению или подавлению жизненных функ­ ций плесневых грибов. Несомненно также, что в тканях облучен­ ных грибов под действием радиации изменяется характер процессов, ответственных за их развитие, иначе не было бы от­ ставаний в набухании и прорастании спор, образовании мицелия и его спороношенпи. Однако чтобы подтвердить влияние радиа­ ции при облучении дозами 100—300 крад только на некоторые

вающих гибели всех спор, часть из них не прорастает вообще, не­ которые прорастают и нормально развиваются, но большинство имеет разбухшие, сильно увеличенные ростковые трубки, нссептированные и неспособные к неограппчеппому росту.

облученных. Однако по достижении трубками 500 мкм рост их

Отклонением от нормы является и отсутствие поперечных пере­ городок в трубках. У облученного мицелия обнаружены вздутия.

Морфологические изменения, которые наблюдали в плесневых грибах некоторые ученые, происходят в основном при дозах, превышающих 500 крад. Проведенные во ВНИИКОПе наблюде­ ния за тремя видами плесневых грибов, облученных дозами до 400 крад, показали, что отставание в их развитии на разных стадиях не сопровождается отклонениями в морфологии. Форма ростковых трубок была различной (прямые, изогнутые, узкие и сильно вздутые по всей длине или в определенной части, с рез­ кими утолщениями и выпуклостями). Однако, несмотря на мно­ жество опытов, мы не отметили в облученных образцах преобла­ дания каких-либо видов трубок после прорастания спор. Длина трубок была также различной (от 10 до 280 мкм), но такие труб-

30 ки паблюдались во всех вариантах опытов.