Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СТЕРИЛИЗАЦИИ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ СПФ-КУР

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СТЕРИЛИЗАЦИИ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ СПФ-КУР"



ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ . НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИНСТИТУТ ' . СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ

. : г -■;. На правах рукописи, ЧЕПУРКО Вадим Валерьевич

УДК 577.391; 615.42; 636.085.54

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СТЕРИЛИЗАЦИИ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ СПФ-НУР

Специальность 03.00.01 — радиобиология

; Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ленинград— 1988

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском ■ветеринарном институте птицеводства г. Ленинграда. -

Научные руководители: '.О .".■''■'; ■ л ■

— доктор биологических наук МАЛИНОВСКИЙ О. В.;

- доктор вете ЗЕЛЕНСКШ

— доктор ветеринарных наук, профессор ;

------------

';...'. Официальные оппоненты: ' -

— доктор биологических наук СИРОТКИН А. Н:; : — доктор биологических наук ПЕТИН В. Г. ^;; ■ г ^

, ' . Ведущее учреждение: Московская ордена Трудового.

. Красного Знамени ветеринарная Ч'-1}':-.'--'^.—/академия имГ К. И. СКРЯБИНА

Зашита диссертации состоится „ 2.0 «О^^СО^Д 4 1988 , гв_ „ У"« * час. на заседании специализированного .совета 3^120.81.01 во Всесоюзном научно-исследовательском инсти-V) туте сельскохозяйственной радиологии ГОСАГРОПРОМ СССР , ■ по адресу: Москва, Центр, ул Белинского; д. 4, к. 300. _ ■ -■'.'/.

Отзывы: на : автореферат * просим направлять по' адресу: ... 249020, г. Обнинск, Калужская обл., ВНИИСХР. Спецсовет. -

Автореферат разослан . ^2.* А 1988 г.

- _'„, Ученый секретарь''специализированного совета V; -^''-''¿ТХ* 1 ; кандидат, биологических наук • : • - •. ..

V- -Лл"' " . , 'САНЖ АРОВА Н. И.

Подписано к печати 25,10,88 Печ. л. I ■ Тир. 100 ■ М-37*02

Зак. 2501 ; л" Бесплатно Ротапринт

" Типография ВИКИ ям. А. Ф. Можайского V (

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы; В настоящее время в прикладной радиобиологии разработаны методы, позволяющие с помощью ионизирующих излучений интенсифицировать важнейшие технологические про-'цессы сельскохозяйственного производства (A.M.Дмитриев, 1964; Н;А.Корнеев;и др., 1984). К таковым относится процесс стерилизации кормов (IAEA , 1979; Б.Г.Ершов, 1986) - один из элемен тов технологии содержания и разведения СПФ (свободных4от патогенных.факторов) птиц, необходимых в производстве высококачественных вакцин и диагностикумов для нузд медицины и ветеринарии (ВОЗ, 1982; В.П.Шишков, 1983; Е.С.Воронин", 1986).

..-.. Основной, характеристикой, определяющей надежность радиационной стерилизации и качества кормов, является доза облучения. Известно, что стерилиэущая доза зависит от уровня иници-. альной контаминации, вида микроорганизмов-контаминантов, а так " же от условий окружанцей среды, влияющих как на проявление .радиоустойчивости микроорганизмов, так и на питательную ценность облученных кормов ( IAEA , 1979). Однако в настоящее вре мя нет научно обоснованных рекомендаций, позболящих при выборе стерилизующей дозы учесть случайные колебания инициальной' контаминации ( A.iall«ntire ,1971;Ы.А.Halle ei #lI983; ; p.T.Doolan etal. , 1985). He исследована радиоустойчивость микроорганизмов, контаминиругацих комбикорм отечественного производства, и влияние.на нее гипертермии и содержания кислорода в атмосфере во время облучения - тех факторов окружанцей среды, от которых может существенно зависеть стерилизующая доза (Ы.с.Reynolds ^J.P.Ereimen , I973p.A.A.Hoseel , 1979) и .сохранность качества кормов (IAEA , KTSiA.S.Ajai1 . * 1981; A.Brynjei-fsoti ,„' 1981).; Поэтому для создания эффективной радиа ционной технологии, обеспечивающей гарантированную надежность 'стерилизации кормов для СПФ-птиц, необходимо всесторонне иссле довать РБПС (радиобиологический процесс стерилизации) кормов.'

Цель и задачи исследования. В связи с изложенным," целью настоящей работы является исследование радиобиологического про цесса стерилизации комбикормов■для СПФ-кур.. Для достижения поставленной цели необходимо решить, следующие задачи:

I - • .ibica

овеяна ,г-гчкт сельио11ЧРй'> в.ч. <••' ,

uu fcL 1 , - 41

ffr^OSZ

^ I. Построить вероятностную модель радиобиологического процесса стерилизации и исследовать влияние случайных колеба-, ний инициальной контаминации на выживаемость микрофлоры и'до^' зу, стерилизующую корма, - .

2. Установить, зависимость выживаемости микрофлоры кормов для СП4-кур от дозы облучения. ■'■'■".■

3. Исследовать.влияние.гипертермии и аноксии во время облучения на выживаемость микрофлоры и качество кормов.

■ Научная новизна. Построена модель радиационной инактивации ыногомишеккой системы, -в которой число мишеней-микроорга-; ниэмов случайно. Доказано, что стерилизующая доза зависит от среднего первоначального количества микроорганиэмов-контами-нантов. Надежность стерилизации минимальна при равномерном ■ распределении микроорганизмов в кормах. Выявлена зависимость , стерилизующей дозы от массы кормов» Установлена зависимость -выживаемости естественной микрофлоры кормов,! выпускаемых отечественной комбикормовой промышленностьюот дозы облучения, зависимость.стерилизуюцей дозы от температуры и содержания кис-\лорода в атмосфере во время облучения. При гипертермии во время облучения,выявлен синергизм. Впервые проведено сравнитель-/ ное изучение зависимости качества кормов от дозы облучения в нормальных условиях» при гипертермии и аноксии.

-.Научная и практическая ценность.-Построенная в работе вероятностная модель, адекватная представлениям о радиобиологи- ческой процессе стерилизации,'обобщает предложенные ранее ,аналоги . к позволяет найти пределы применимости последних.' Най-: денные экспериментальные-значения параметров модели позволяют, -использовать ее для выбора дозы облучения, обеспечивающей эа-. данную надежность стерилизации,/ . - ;

.На.основе проведенных исследований разработан и внедрен метод стерилизации кормов для СПФ-кур на базе промышленной радиационной установки "Стерилизация-Ш" Ленинградского завода медицинских полимеров. : ; л . '

,: Апробация работы. Результаты исследований доложены на П 7 Всесоюзной конференции по прикладной радиобиологии (Киев,. ^ ■ • 1965)', Всесоюзной научно-производственной конференции "Система мероприятий по обеспечению эпизоотического благополучия нерентабельности птицеводческих предприятий" {Ломоносов," 1985),'--

конференции молодых ученых и специалистов ВНИВИП (Ломоносов, * ■ 1984), конференции молоды* ученых и аспирантов по птицеводству во ВНИТИП (Загорск, 1985). ,./ ■;■',.-. . Публикации результатов исследования. Основные положения, ; диссертации изложены в семи печатных работах,■ ; ; -

Структура и объем диссертации. Структура диссертации . обусловлена целью и задачами исследования. В нее включены следующие разделы: введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты исследований, обсуждение, выводы, практические предложения, список литературы и приложение.. Текст диссертации изложен на 135 стр., содержит 9 рисунков и 14 таблиц. Список литературы включает 95 наименований на русском языке и 87 на иностранных языках. ; С--Основные положения, выносимые на защиту; •I. Надежность стерилизации минимальна при равномерном распределении микроорганизмов в кормах, а стерилизующая доза зависит от среднего значения инициальной контаминации, массы . стерилизуемых кормов, радиоустойчивости микроорганизмов-кон-таминантов и требуемой надежности (вероятности) стерилизации. -

2. Зависимость выживаемости микрофлор» кормов для С1Й-кур от дозы облучения описывается экспонентов. ->> ч - 3. По равнению с облучением в нормальных условиях,, при облучении в условиях гипертермии и аноксии соотношение измене- ' ния стерилизующей дозы и,качества кормов таково, что последнее не изменяется после стерилизации. ■ .-'.*'"/■

" Материал и методы исследования. ■ : - , - " ■ При исследовании влияния;случайного характера контамина- -ции на величину.стерилизующей дозы использованы математические методы теории вероятностей (Б.А.Севастьянов, 1982). , .

При исследовании зависимости выживаемости микрофлоры кор- 1 мов для СПФ-кур от дозы облучения изучен процесс инактивации микрофлоры полнорационных'комбикормов ПК-1, ПК-2, ПК-3 (16, б* - и 4 партии соответственно). Оценку уровня микробной обсеменен-ности кормов при различных режимах обработки производили методом определения,микробного,числа согласно "Правилам бактериологического исследования кормов" (1976). Параметры кривых вы- . живаемости находили методом наименьших квадратов.

При исследовании влияния гипертермии во время облучения

' » " 'л

■■ ч ,. г у. • у _ ■■ ^ ■,■ .ч.;.1- • ^ .

> - на * выживаемость' микрофлоры кормов .облучение проводили1 в; специ- Д; : ально-изготовленной камере. Определяли выживаемость микрофло- ' • ■ : • ры восьми партий кормов ПК-1 при облучении в дозах' 2,5 и •• .V

' 3^3 кГр:и<температурах 20,'65 и 95°С..'Выживаемость микрофлоры ; :".- » трех партий : кормов'исследовали только при гипертермии,; экспо-" -эиция 80 и 200 мин. при 95°С, 200 и 260 мин. при 65°С;1: 4 / ^ V

■ При изучении влияния условий аноксии на выживаемость мик-- -' ' рофлоры кормов. во время облучения исследованы II партий кормов, л ПК-1.' Корма облучали в воздухе'и аноксии; условия;аноксии 'по- *- V •

- лучены путем вытеснения воздуха азотом под давлением 0,1" 0,2 Ша в »течение 30 мин. Затем навески кормовоблучали 1 в до- ■ эе : 2,5' и 3,3 кГр.?Зависимости выживаемости микрофлоры кормов , • от,времени или дозы* облучения'аппроксимировали экспонентами.V При: сравнении зависимостей качества'кормов от дозы облучения:: определяли - среднюю; дозу,1; вызывающую токсичность. Токсичность ч .оценивали,;согласно."-Ыетодичвскимрекомендациям по1определешЕ. ^ _ безвредности продуктовЖивотноводства'икормов1 накультуре >■'• 1 ^

■ клеток"' (1977) . 'Определяли" сохранность качества'^кормов по"сте- ' -; : пени'деградации монослоя культуры клеток китайского хомячка -Ц. линий-Л/-79,;выраженной в относительных единицах/. Строили кривые дозы облучения, кормов - доля сохранившегося монослоя' кле-''". ' точней'культуры.'По площади под кривой определяли;среднюю до- _ \ зу облучения,"вызывающую токсичность ( Ь.Тоотак1ло еЪ.'а1.Ч ' ^

•1979)'. : Исследованы,образцы(четырех-партий комбикормов ПК-1, • •'.• облученные в нормальных условиях'; при 65°С и/в.условиях аноксии. ,> .

- ' Навески кормов облучали на гамма-установке "Исследователь^-*1. -() при мощности дозы 60 Гр/мин, а при облучении в'усло^-Х , виях гипертермиипри 40 Гр/мин. Доза облучения контролирова- '"> ■■ . лась'дозиметро^Фриккё;1 Расчеты выполнены на ЭВН:М-4030. :

.' "' '-'•-.• ;ссдагадниЕ РАБОТЫ . ^..'. ••;:•'<'

Вероятностная модель'; радиобиологического процесса стери--А лизации' кормов.'-' При математическом .описании радиобиологичёско-'? "*,* го процесса стерилизации,^согласно теории мишеней, для■вероят—1- ■ ■' кости 'стерильности . Р. '' можно записать * выражение'; '' ';

¡.V-- ' V ~

где ф(©)- вероятность выживания одного микроорганизма при облучен«« в дозе "D , т. - число микроорганизмов до облучения. Иэ (I), следует t .что вероятность стерильности f^ при за— данной дозе облучения t> убывает с ростом числа микроорга-ниэыов-мишеней пу ', представляющих собой инициальную контаминацию стерилизуемого объекта. Поэтому необходимо исследовать влияние случайных колебании инициальной контаминации на вероятность -(надежность) стерильности R> и стерилизующую дозу.

> Вероятностная модель РБПС построена'на основе следущих "■/ ' предположений: • ■ ■ .

1, Инициальная контаминация единицы стерилизуемой продукции (ЕСП),.например,I г кормов, т. микроорганизмами-мишенями представляет собой случайное целое число, характеризуемое.; функцией распределения вероятностей С{,(т).

2. Инактивация популяции из vw кикрооргакизмов-митеней аппроксимируется схемой испытания Бернулли с двумя исходами в каждом испытании - ^ . Если микроорганизм инактивирован, то f - 0, не инактивирован -f V I, с вероятностями i -Ф(1>) и Ф(т>) соответственно. .

' L 3. ЕСП контаминированы независимо друг от друга. *

Предположим также, что продукция объемом ./И / ЕСП стерильна, если контаыинирупциэ ее микроорганизмы инактивированы с -вероятностью R> 0,9. - .. ■ ■•■

Иэ пп.1 и 2 следует, что остаточная,контаминация ЕСП mix") при облучении в дозеф представляет собой сумму случайного * числа одинаково распределенных независимых случайных величин , т.е. ; - .'.'■■. "

иг(©)=£ , I«1fc; .» . ,m<0),

причем, если Vh(0) ж 0, то ихСвУ» ,0. Тогда производящую функцию случайной' величины П\(*Е0 можно выразить в виде (Б.А.Севастьянов, 1982) w \ 1 " .■'■

..-.*■-.■" л\(о")«0 . • v. :*■'

• Из п.3 следует, что.проиэводящая~функция, описывающая ч остаточную контаминацию ^ . БСП, может, быть записана в виде

." м .:■> '/ ,п - " ■ '' „ ■ -' ^Ч.'-™ ' - ' - ■ ^ т > У т '...л . ^1 ^ ;" ' Г- ^,

С помощью математического аппарата производящих функций легко /

- •. получить выражение для матеыатическогоожидания, М['• ] остаточ- ; / ■, • г ной контаминации и вероятности стерильности Й •'.':

- - V

7М Из (4) следует, что ¿ри > » Г мЫ^Ш^О)]/.. V. -

, ' .т.е..является зависимостью доэа-выживаемость. Если стерилизуй- , ' ; . мый; объект контаминирован микроорганизмами 'ПЛвидов, то выра- . ' г - . жение (5)'необходимо записать в виде' V ' ' - ; >,;-

ЧгЩ .1

- ; Раскладывая в ряд по; степеням, ф^ (Ю,, можно показать;" что \ ;

• надежность »стерильности ' <•.-.['■■ .-г.' '„¿Г..."

^ Равенство; в выражении (7) выполняется.тем. точнее, чем больше -* * ; ^ ^ доза облучения. Таким образом, поскольку ; /^¿>п} (0)] Ф^Щ - , то оценку, для: вероятности не стерильности

/ „ .можно получить,, экстраполируя зависимость среднего.значения ; •;. ' >' ,.' микробной.обсемененности от дозы облучения в область стерили- - Л; '' • . 'зущих доз -(т.е. доз,^ при,которых непосредственное обнаруже-»:•;./ ние микроорганиэмов-контаминантов становится маловероятным - , '' . " рс< 1).^' .. ; . т" Ц'Т;/-; ■;■> ^ ■ •

. ' Иэ выражения (5) . на основании неравенства Иенсена . ' ; : -"(В.А.Севостьянов, 1982) следует; '.что■Т/Г.. •. ■>> • •

^-■ Равенство в'выражении (в)'возможно в тоМ.случае, если распре- ^ • , .,' • . деление вероятности инициальной контаминации ^/^) « , »

. ;; где ;; б'к« О при , ¡1 ^ г ♦ о;! З'к - 1-при . т.:.'/ , ; « . ■;■■:Таким образом, - если стерилизуемая продукция контаминирована V . . . ;- Ч равномерно с инициальной контаминацией - " ■

■V; '• -' "■' .ч:• •: * ■'■"- .\>-•" -Г-'-' •-'

* надежностьстерилизации ^ минимальна. -* •••'.-•' Наиболее полной характеристикой процесса остаточной кон- •>/: ' - ' Г таминации является функция распределения вероятностей "или со-:- -'¿л.'

. ответствугацая производящая функция: Можно показать, что при', ■ ."■л'.1."' ; г'» ;" облучении:в дозе,*удовлетворяющей-неравенству Ф^») : ,

'('■■ V из умения (2) "следует,.;что ^

• '■;■>':■ То есть в этом случае процесс остаточной контаминации описыва-'. '

' ется распределением Пуассона, которое зависит только от сред- ';.'; ■у */* ■ него значения инициальной контаминации и не;зависит от.распре- ^ ~ . ■V - ' деления' вероятностей инициальной контаминации.,Таким образом, ' *': г ■ *; ■ . -' неравенство МС^Т- 0>)« 1 - ограничивает область применения . ' ; -."вероятностной модели РШС,' предложенной ^ а1< ' -

''■-Оч (1971). ; -;у- л': V'

• ' ; Если выживаемость микрофлоры; кормов вписывается экспонен-. .

. V , .*; циальной зависимость!] от'дозы облучения Ф(Ю ж{0~ъ/2"°> . ; Г : ; . ■ л { 1АЬА- ,'-1979), то в этом случае при стерилизующих дозахV'''' - * '. ;

... ..'• .Таким образом, стерилизующая доза'зависит от первоначаль-: , ". ног о количества микроорганиэмов-контанинантов М »их*. ,

V,, радиорезистентности , массы>стерилизуемых кормов М. и ; V ; - . ' • требуемой. надежности стерилизации. ■.*•■.''-г'"..'<.

-'.V у';--'.- , -.'Исследование 'зависимости^ыживаемости микрофлоры кормов -"'.

' .'для СПФ-кур от дозы облучения.1 При РЕПС кормов отечественного;.' - : /; "'-.производства следует ожидать,-что выживаемость'естественной ; -V , * ;."; ; ' микрофлоры кормов определяется инактивацией сухих бактериаль- ' . -,г 'ных спор, выживаемость' которых, характеризуется экспоненциаль- ^ ..' . ной зависимостью - = »<' = :1*5-? кГР ' г Ч :

;. (2 ДВА •, 1979)В этом случае; оценить надежность, стерильности ,. ». - при облучении в данной дозе или выбрать дозу облучения для : , ' *

• обеспечения.требуемой надежности стерилизации можно путем

■*г ,".■">".- экстраполяции зависимости-М[т(с)]- 7>/7>/0 ,

'• >: . \ ' .'Учитывая эти соображения, в настоящей работе исследованы.. •А зависимости выживаемости:микрофлоры кормов ПК-1,'*ПК-2 и ПК-3 . • • X V - от 'дозы облучения (рис.1). Статистический. анализ показывает, "■'"'-

■/что зависимость*выживаемости микрофлоры гранулированных;кормов •• ' - :

-

> - ,-...- .. -•V-. . ■■■■—.....-

* ■ , ■ ■ 'V ^ { 1 -

ПК-1 и ПК-3 от дозы облучения удовлетворяет уравнению регрессии -ч Жср(1)) я 4,9 - 0,61 Ъ . Зависимость выживаемости микрофлоры негранулированных кормов ПК-£ от дозы облучения нелинейна - тС(1(1)) . 5,56 - 0,89Р+ 0,77Э* ♦ Однако при увеличении дозы облучения последняя выходит на линейный учас-/ ток, который совпадает с линейным участком кривых инактивации микрофлоры гранулированных кормов ( р< 0,05). Полученные результаты позволяют оценивать стандартность микробиологического качества кормов для СПШ-кур Р(Т>) и надежность РЕПС ' Й при известной дозе облучения, используя выражение:'

Г0, если Ъ^Т»«. , '

. ■ ' * ■ . - ■ ■ ' (9)

М + %Иг^(о)-Т>/&,0±0(1>>если ,

где РСЬ) - оценка максимальной вероятности нестерильности массы стерилизуемых кормов (г), облученных в дозе Т> (кГр) Т>ц<1 1,64 кГр - доза десятикратного сокращения популяции : микробов-контаминантов, ^е^Со^ « 8,10^ ед/г - среднее геометрическое значение инициальной контамин'афш гранулированных У кормов, - Т).,0 С & -М + ^ят^С*1)] СкГр) - квазилороговая доза облучения и ОЬп » СШ(/| -95!&-й . .

доверительный интервал. ; ■*■

Решая уравнение "(9) относительно дозы облучения /Т> , получим выражение для определения " стерилизующей дозы с 95%-м -доверительным интервалом в виде

Подставляя в уравнение (10) значение пг1р(о)« 8 ДО'* ед/г, массы стерилизуемых кормов ,/И : (г)| допустимое значение вероятности нестерильности Р , получим .оценку необходимой дозы , облучения Т>ех (кГр); Так, если комбикорм считается пригодным дяя скародивания СПФ-птице,~ если микробное число в кормах не обнаруживается, т.е. критерий микробиологического качества . ■ кормов определен для/) «'I гу а за,вероятность редкого события контаминации принятьр .=. 10,то согласно (10) для обеспечения требуемого микробиологического качества кормов.необходимо облучение в дозе И ст * (II,44*0,70) кГр.

.ДД'/О' '■'■- * Таким образом,'.'показано,:что вероятность нестерильности . :Д ' P(tO - • Дпри' больших дозах облучения ("D >Т>с^) описы-■*,. : - вается экспоненциальной. зависимостью, которая однозначно опре-;Д _

... '' деляется значениями двух параметров • - срюднелетальной дозой "ГТ^ "' '" 0,7ГлкГр ( TD ^.'-^»(ЦкГр) ;И инициальной контаминацией .

s;.;"!' \ 8.I04 ед/г ^Последняя 'практически ■. совпадает с микробной о бее- , ■ ; ■-.:,' . 'мененностыз гранулированных кормов ( 4,9) ^ и со- ■ -■'.,;■

вставляет приблизительно Й056 обсемененности негранулированных ■ -Л-: ^ 'v^: /:;ДЛ^ДД■Д^.^-ДД■■•■

;;;,,■ V .'■■••': » Исследование влияния гипертермии и анонеии во время облу-', •/.•* чения на выживаемость микрофлоры и качество кормов. Для опре-: ;

■ V *, -' " деления концентрациипродуктов радиолиэа кормов во время об- 1 - - > Д,;/ лучения при стерилизации.можно воспользоваться формулой v

• ( - A.Btynjolfsson .V.I98I) . Д Д.; ЛД .Д ДДД -Д ..v; <':*Д

• V 'д; 'f • С С(т>) = <6~ц6-р; V:'; - ':-дд:д;'' \(II>'.. ■

I ; \ Аналогичную зависимость можно записать для'облучения; в тодифи-Д. цированных'условиях:. \ • .'• ''. »'»"'; .''■"*-,

•л >-.;■ .где C(D) и С ¿(D) - концентрации продуктов радиолиза';" Д ;-' (моль/л), <3 - и бд - радиационно-химический'выход, ~Е>) - до-":

■ ■ Д":Д за облучения '(кГр)Поскольку ;при облучении в модифицирован- * . ^ v - * • ных условиях стерилизующая доза изменяется: ZV/ A^ , ..

.; i \ T0'C(l>efV С-А^^А^б/^У^^.Определитьб/ву» 'в биологи- • .: ; ческом эксперименте можно, если предположить^ что одинаковые - : <

концентрации продуктов "радиолиза при облучении в различных ус- Д ловиях вызывают один и тот же биологический эффект. В этом - -:.<Д Д . : случае С а * С (Д) • а' «з равенств* (II) и (12) следует,;. Д;

• что Ьр/& - «.ФИЪс ; , "где Е й :г доэы(об-;. •

■ , лучения,'- вызывающие изменение качества кормов и соответствую-' ,

'■■'■ ' щую* реакцию биологической'модели. Тогда: ■....Д"', /." Д ;'.Д{: У ."•

: ; •: Д.: / CC^Q. : У-.: '

* '/ Таким образом для,тогочтобы свести к*минимуму радиационно- ' ^ химические изм'енения в кормах! необходимо выбирать такие ус- "

''.'•"- :'/•.;..' ''Д- ;v;;.•';< .д**.V'.i"/ .

r-'-'V; '""- •'•'■.г 'V'-V'.i'";- ■ ; ' ".;

■ V- ^ч:-"'.^':^-'--1;^ : ^ ^^Ть': '' '■■""Л--.'' - / :' -и''^"*'

■ ловия во время облучения» при.которых С(Ъгл)/д)> I и -^

' максимально. Руководствуясь этим критерием для, оценки эффек- Ь '; 4 >* • . тивности комбинированных РЕПС кормов, в настоящей'работе ис- . . '.'■■ следован РБПС, протекающий в условиях аноксии и в условиях., ' ; , .< , проявления синергизма гипертермии и облучения* . , ; ~ Л Фактор изменения стерилизующей'дозы фИТ>н при переходе г- ' . • . : от облучения в нормальных услп.*иях к облучению в условиях анок-, , г- . . сии определяли по экспериментальным данным, представленным на ; * : . рис.2, А." Соответствующие уравнения регрессии имеют вид:':."■; - , .■>"■'■■ , -к<*ъ Ц <Р#х(Ъ) = .'. где к0з. « . ' ' ^

(0,62+0,03) к1*р"т,' а . я {0,54+0,03) кГр-1Следовательно,■■ ; ' ■ ' ■фактор изменения стерилизующей дозы 'л,д ; - ■ .*■ Г. 1 '^г^■'"-"'■'Ч':''1-

, у \ * ' 1 .;' -Фл/^м ^ 10."оц ^

. • -,.' /Фактор изменения дозы облучения, вызывающей изменение 7 качества кормов : 9«2>е ^ определяли по экспериментальным дан-' . *

• - ' ным, представленным на рис*2; Б* В этом случае средние дозы ' . • ^ облучения кормов,, вызывающие цитопатичеЪкиЙ эффекту при 'облуче- г

*; ■ нии в воздухе и в_аноксии, соответственно равны: Т) о* . " .'•'

(61,а+1.2) (69,4+1,1) кГ^.

; - 0.89 ±0.02; - . (15). '; . •

' " Подставляя'значения ФМТ) с и " в выражение1 (13), полу^' ^ \'

*■■ чим \ * 1 . V":'Л:'*;"'' ■■"'■■■: ■ '"Л' V■'*■■;.■ *::'.

% ЖШ (ъа) / с ¿а (ъг^ у :. .. (16) ;•

^ ■ Таким образом, согласно. (15)',' при облучении в' аноксии радиа- • "г-';-':^;

! ционно-химический выход продуктов радиолиза уменьшается; со-. * г ;

ч ; ответственно' увеличивается доза облучениявызывающая измене- -к, ; :

*,, ниекачества^ кормов. Однако ¿согласно "(14)) в ;аноксии возрас-'; ;,;' .■■тает радиоустойчивость микрофлоры и необходимая для,стерили-''

------ —-1 ---------- При этом, согласно (16), соотношение/

что 'качество кормов: после' стерилизащи; - г, .' *

зации доза облучения изменений доз таково» не. изменяется," ' , При исследовании

•влияния гипертермии.на выживаемость : " . ; :: микрофлоры кормов во время облучения наибольший практический, ; ^ ^ : интерес представляют режимы облучения, при которых проявляет- , ' о -" ся синергизм. Дня выявления температуры« при которой наблюда- -' ': "

20 40 ЕО 80 Л0 ЗО НО 60 80 ЮО : " ■ -

.лЛ*. дом.кГр

РИС.2. Влияние еиоксии и гипертермии во время облучения на .

выживаемость микрофлоры и■сохранность качества кормов . ■ ПК-1, определяемую по степени деградации монослоя • , культуры клеток при введении.навески облученных кормов в питательную среду. А: выживаемость при облучении в . воздухе, - I и в аноксии -2. Б: сохранность монослоя : культуры клеток при облучении кормов в воздухе - 3 и аноксии 4. 'В: выживаемость при гипертермии 65°С - 5, 95°С -^6, при гипертермии во время облучения 20°С - 7, 650С ?Г8,*,95°С - 9..Г: сохранность монослоя культуры , : 1 клеток при облучений" кормов при 20°С - 10, при / л

Д. -Д гипертермии 65°С - II. , .■ " ■ ' .V-

ется синергизм,', исследовали зависимость выживаемости микрофло-ры'от доэы облучения или времени при 20; 65 и 95°С (рис.2, В). Зависимость выживаемости микрофлоры от.времени термической обработки кормов можно записать в виде ^ 'С •, у

где константы;инактивации , (65°С)г = - Сб,2+0,9).10"^ мин"?, . а К^(95°С) - (9+4) Л О-3 мин"1, выживаемость. микро-

флоры при обработке продолжительностью 'С мин, при,темпера-," туре*!£ , °С. При .одновременном облучении и гипертермии соответствующую зависимость выживаемости (рис.2,В);можно пред-:-л ставить.в виде СэФ**^) , где *^л(20°С).-

(25,7+1,3)Л0Т?.мин^ ^(65°С) - (30,7+1,3)Л0~? мин-.1,"

; ИЦц(95°С) '» (36,4чЙ,б) Л0~^ мин"1. По этим данным учитывая, что мощность дозы облучения 41,4 Гр/мин, определена, зависи-'.; мость среднелетальной дозы от температуры во время облучения;;

• : ; =Т)0(оУ- с^: - '; .

где Т>«.(0) - 0,758 кГр, С' я г^^ЛО-3 кГр/мин, - темпера-.тура'(0С)^1 при этом коэффициент, корреляции". Ч^ ; в 0,998., Под- > ставляя полученные результаты в'формулу' для коэффициента' взаимодействия иХ*>« К*«. СО/(- Ккг, (г.0се)4- , получим ' СО (65°С) --1,19+0,04 и СО (95°С) - 1,05+0,05. То есть, 4 г при температуре и мощности дозы облучения 40 Гр/мин выявлен синергизм бактерицидного действия нагревания и облучения \ (65?С)> I, а при дальнейшем увеличении.,температуры до 95°С наблюдается аддитивность эффектов - С^ (95°С) — I. Из уравнения ( 17)' следует ■■ -V' ■/'"* ■ " ■ . V.'.;' л?».-:!■

' При исследовании,влияния гипертермии (65°С) во время об--лучения на качество кормов установлено, ^что средняя доза,1 вы-. эывающая токсичность кормов,'снижается по сравнению с облуче-7 нием в'нормаяьн1ЛС условиях с ЛЗ (20®С) - (63,в+1,5) кГр до /

(65°С) а (54,5+1,5) кГр (рис.2, Г), поэтому: * . ,* ''.

: - - .. . (19).

Подставляя значения. ФЙ1^(650С) и ^2>с (65°С) из. (16) и (19) в (13), получим • - : •; т

"' ■■..'■'■'■■ : ■ V"" 14* .'.-"■ " - '

;; ;:' - (: .V (20)

Таким образом, при облучении в условиях гипертермии г стерилизующая доза линейно убывает с увеличением температуры. В зависимости от температуры при облучении может проявляться синергизм (65?С) или'аддитивность эффектов (9б°С). При температуре 65°С бактерицвдный эффект практически не - проявляется, однако при сочетании с облучением стерилизующая доза снижается в 1,2 раза, но при этом усиливается и изменение качества кормов.' Поэтому в результате радиационной обработки при 65°С качество кормов не:изменяется по сравнению с облучением в нормальных условиях. ■ . Г

•ВЫВОДЫ

1. Стерилизующая доза облучения кормов зависит от среднего значения первоначального количества микроорганизмов-кон-тамшантов, их радиорезистентности, массы стерилизуемых кормов и требуемой надежности стерилизации.

2. Надежность стерилизации минимальна при равномерном -распределении микроорганизмов-контаминантов по стерилизуемой • продукции. '■■■''; ■ ' ; ' 'уV"1'

3. Зависимость выживаемости микрофлоры кормов от дозы облучения аппроксимируется экспонентой, которая определяется двумя параметрами - инициальной,контаминацией 8.10 ед/г и . средней летальной дозой 0,7 кГр. ' -

4. По сравнению с облучением в нормальных условиях, при гипертермии стерилизующая доза уменьшается,'при 65°С проявляется синергизм, однако.качество стерильных кормов при этом не улучшается. ■ <■""'' ■'.;■■

С ; 5. По сравнению с облучением в нормальных условиях, при облучении в условиях аноксии стерилизующая доза возрастает, при - этом качество стерильных кормов не изменяется.

ПРАКШЧЕСКИЕПРВДЛСШЕНИЯ

На основе проведенных исследований разработан и внедрен в Прибалтийский ЗШШЯ метод стерилизации кормов для СПФ-кур на базе промышленной радиационной установки "Стерилизация -Ш" Ленинградского завода медицинских полимеров.

Полученные результаты представляют интерес для специалис тов, работаяхцих в области радиобиологии, биофизики; биотехнологии и санитарии при разработке радиационной.биотехнологии . и при проектировании CIH-питомников. ■',-.'

* Основное содеражние диссертации опубликовано'в работах:

. I.-Чепурко В.В. Методы стерилизации и микробиологического контроля комбикормов для СПФ-птицы // Система мероприятий по обеспечению эпизоотического благополучия и рентабельности птицеводческих.предприятий: Тез. докл..научно-производств.*7 конф. Ломоносов, 1985. 4.1. С.36-37. :

2. Чепурко В.В., Малиновский О.В." Вероятностная модель стерилизации кормов // Радиобиология. 1986, Т.26, М. ; ,С.84-87. . /..V. 'Г . ;"V ■

' ' 3. Чепурко В.В. Закономерности контаминации кормов// Интенсификация животноводства и кормопроизводства в нечерноземной зоне РСФСР: Тез. докл. Всерос. совещ, Йошкар-Ола, '

1986. Ч.Ш. С.35-36. • "

4. Чепурко В.В. Прогнозирование надежности радиационной стерилизации кормов для СПФ-кур // Там же. С.36-38.

5. Чепурко В.В. Некоторые вопросы теории надежности стерилизации // Научно-производственный опыт в биологической промышленности. М., 1986. VII. C.II-I2.

6. Погребняк Л.Л,, Перова Г,К., Макарова Т.В., Чепурко В.В. Стерилизация комбикорма для СПФ-птицы // Ветеринария.

1987.Ж>. С.21. ; V'

7. Chepurco V.V., M^linovsky O.V. írobabilistic model for sterilization of food // J.Uicrobiology abstract«. 1987. V.22, M3, IS6.6. .