ÈÍÀÊÒÈÂÀÖÈß ÌÈÊÐÎÎÐÃÀÍÈÇÌΠ ÑÐÅÄÅ ÑÂÅÐÕÊÐÈÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ CO2 1À.Â. Ñóñëîâ, 1È.Í. Ñóñëîâà, 1Á.Ô. ßðîâîé, 2À.Þ. Øàäðèí*, 2À.À. Ìóðçèí, 2Í. Â. Ñàïîæíèêîâà, 2À.À. Ëóìïîâ, 2À.Ñ. Äîðìèäîíîâà 1ÏÈßÔ ÐÀÍ èì. Á.Ï. Êîíñòàíòèíîâà, Ãàò÷èíà, Ðîññèÿ 2ÔÃÓÏ «ÍÏÎ Ðàäèåâûé èíñòèòóò èì. Â.Ã. Õëîïèíà», Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ðîññèÿ *shadrin@atom.nw.ru Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 29.06.2008 ã.  îáçîðå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âîçìîæíîñòåé ïðèìåíåíèÿ ÑÎ2 ïîä äàâëåíèåì â êà÷åñòâå ýêîëîãè÷íîãî («green»), àëüòåðíàòèâíîãî òðàäèöèîííûì, ñòåðèëèçóþùåãî àãåíòà. Îáñóæäàþòñÿ ïðåäëîæåííûå â ëèòåðàòóðå ìåõàíèçìû èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ â ñðåäå ÑÎ2 è çàâèñèìîñòü åå ýôôåêòèâíîñòè îò äàâëåíèÿ, òåìïåðàòóðû, ïðîäîëæèòåëüíîñòè îáðàáîòêè, âèäà ìèêðîîðãàíèçìîâ, îáðàáàòûâàåìîãî ìàòåðèàëà è ðÿäà äðóãèõ ôàêòîðîâ. Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: ñâåðõêðèòè÷åñêèé CO2, èíàêòèâàöèÿ, ñòåðèëèçàöèÿ, ìèêðî-îðãàíèçìû. ÂÂÅÄÅÍÈÅ Èñïîëüçîâàíèå ÑÎ2 ïîä äàâëåíèåì ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ñàìûõ ïåðñïåêòèâíûõ ñïîñîáîâ õîëîäíîé ïàñòåðèçàöèè è/èëè ñòåðèëèçàöèè æèäêèõ è òâåðäûõ ìàòåðèàëîâ, êîòîðûå ñïîñîáíû ïîëíîñòüþ èëè ÷àñòè÷íî çàìåíèòü øèðîêî èñïîëüçóåìóþ òåð-ìîîáðàáîòêó. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñïîñîáíîñòü ÑÎ2 èíàêòèâèðîâàòü ìèêðîîðãà-íèçìû èçâåñòíà ñ 20-õ ãîäîâ ïðîøëîãî âåêà [1], òîëüêî â ïîñëåäíèå 15 ëåò áûë ïðîÿâëåí îñîáûé íàó÷íûé è ýêîíîìè÷åñêèé èíòåðåñ ê ïðàêòè÷åñêîìó ïðèìåíå-íèþ äàííîãî ìåòîäà. Ïîä èíàêòèâàöèåé ïîíèìàåòñÿ ÷àñòè÷íàÿ èëè ïîëíàÿ ïîòåðÿ áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûì âåùåñòâîì èëè àãåíòîì åãî àêòèâíîñòè, â òîì ÷èñëå ïðîëèôåðàöèÿ, ò.å. ïîòåðÿ ñïîñîáíîñòè ê ðàçìíîæåíèþ, è êàê ñëåäñòâèå ýòîãî ïîòåðÿ ïàòîãåííî-ñòè è ñïîñîáíîïàòîãåííî-ñòè ê ñèíòåçó âðåäíûõ âåùåñòâ. Îíà ÿâëÿåòñÿ ÷ðåçâû÷àéíî âàæ-íûì ôàêòîðîì äëÿ ïèùåâîé è ôàðìàöåâòè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòåé, à òàêæå äëÿ äðóãèõ îáëàñòåé, ñâÿçàííûõ ñ ñîõðàíåíèåì çäîðîâüÿ íàñåëåíèÿ. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â òå÷åíèå äîëãîãî âðåìåíè ðàçðàáàòûâàëèñü íîâûå òåõíîëîãèè ñòåðèëèçàöèè, â òîì ÷èñëå õèìè÷åñêèå è ôèçè÷åñêèå ìåòîäû [2], ñàìûì ýôôåêòèâíûì ìåòîäîì èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ äî ñèõ ïîð ÿâëÿåòñÿ òåðìè÷åñêàÿ ñòåðèëèçàöèÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî òåðìîîáðàáîòêà ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà êà÷åñòâî ïðîäóêòîâ, óìåíüøàÿ êîëè÷åñòâî âèòàìèíîâ, óõóäøàåò ïèòàòåëüíûå ñâîéñòâà, âíåøíèé âèä, öâåò, âêóñ è ò.ä. Ïîýòîìó â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà òåðìîîáðàáîòêà íåâîçìîæíà, îáû÷íî ïðèõîäèòñÿ èñïîëüçîâàòü àëüòåðíàòèâíûå íåòåðìè÷åñêèå ìåòîäû, òàêèå êàê äå-ãèäðàòàöèÿ, õîëîäíîå êîíñåðâèðîâàíèå è áðîæåíèå. Îäíàêî äàííûå ìåòîäû îñòà-þòñÿ ìàëîýôôåêòèâíûìè â ïîäàâëåíèè ðàçìíîæåíèÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ [3].  ïîñëåäíåå âðåìÿ âñëåäñòâèå áåñïðåöåäåíòíîãî ðîñòà ïðîèçâîäñòâà ñâåæèõ ïðîäóêòîâ ïèòàíèÿ è ôàðìàöåâòè÷åñêèõ èçäåëèé âîçðîñëà íåîáõîäèìîñòü â
ðàç-ðàáîòêå áîëåå ýôôåêòèâíûõ íåòåðìè÷åñêèõ ìåòîäîâ ñòåðèëèçàöèè, óäîâëåòâîðÿ-þùèõ ïîòðåáíîñòÿì ðûíêà. Èñïîëüçîâàíèå âûñîêîãî ãèäðîñòàòè÷åñêîãî äàâëå-íèÿ, èíòåíñèâíûõ ïóëüñèðóþùèõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, ðàäèàöèîííîãî îáëó÷å-íèÿ èëè ñî÷åòàíèå ýòèõ ìåòîäîâ òîëüêî íåêîòîðûå èç íåòåðìè÷åñêèõ ìåòîäîâ, èññëåäîâàííûõ â ïîñëåäíåå âðåìÿ â êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâíûõ òåðìîîáðàáîòêå [3]. Îäíàêî ïðèìåíåíèå âûøåóêàçàííûõ ìåòîäîâ â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ îêàçà-ëîñü ìàëîïðèãîäíûì ïî ðÿäó îáúåêòèâíûõ ïðè÷èí: âûñîêèå êàïèòàëüíûå çàòðàòû, äîðîãîñòîÿùàÿ ýêñïëóàòàöèÿ, íèçêàÿ ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè ìèêðîôëîðû è íåäîñòàòî÷íàÿ áåçîïàñíîñòü íåïîñðåäñòâåííî âî âðåìÿ ðàáîòû. Òàê, íàïðèìåð, îáðàáîòêà ïðè âûñîêîì ãèäðîñòàòè÷åñêîì äàâëåíèè èëè äèíàìè÷åñêîì äàâëåíèè äëÿ èíàê-òèâàöèè Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium [4] è Esherichia coli (E. coli) [5] ïðîâîäèëàñü ïðè 2000 è 6000 àòì.  ñâÿçè ñ òåì, ÷òî â íàñòîÿùåå âðåìÿ òðåáîâà-íèÿ ê ïðîìûøëåííîìó îáîðóäîâàíèþ íå ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü äàâëåíèå ñâûøå 4000 àòì, ýòîò ìåòîä êðàéíå ñëîæíî ïðèìåíèòü â ïðîìûøëåííîì ìàñøòàáå [6, 7]. Âëàæíàÿ òåðìîîáðàáîòêà åùå îäèí ÷àñòî èñïîëüçóåìûé ìåòîä èíàêòèâàöèè [8]. Õîòÿ ïðîâåäåíèå âëàæíîé òåðìîîáðàáîòêè ïðè òåìïåðàòóðå íèæå 100 °Ñ (äåçèí-ôåêöèÿ) [2] è ïðèâîäèò ê ðàçðóøåíèþ ðÿäà ïàòîãåííûõ èëè äðóãèõ îïàñíûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ, ñïîðû áàêòåðèé ïðè ýòîì íå ïîãèáàþò [9]. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ýòîò æå ïðîöåññ ïðè òåìïåðàòóðàõ âûøå 121 °Ñ (ñòåðèëèçàöèÿ) [2] ðàçðóøàåò âñå ôîðìû ìèêðîîðãàíèçìîâ [9]. Îäíàêî ñòîëü âûñîêèå òåìïåðàòóðû âëåêóò çà ñîáîé âñå ñâÿçàííûå ñ òåðìîîáðàáîòêîé íåäîñòàòêè, îòìå÷åííûå âûøå [10].  ñâÿçè ñ ýòèì ðàçâèòèå àëüòåðíàòèâíîãî ìåòîäà îáðàáîòêè â ñðåäå äèîêñèäà óãëåðîäà (â ñâåðõêðèòè÷åñêîì, æèäêîì è ãàçîîáðàçíîì ñîñòîÿíèÿõ), êîòîðûé â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ëèøåí ïåðå÷èñëåííûõ âûøå íåäîñòàòêîâ, ñâîéñòâåííûõ òåðìè÷åñêèì è îñòàëüíûì ìåòîäàì, ïðåäñòàâëÿåò íåñîìíåííûé èíòåðåñ.  íàñòîÿ-ùåå âðåìÿ îïóáëèêîâàíî áîëüøîå ÷èñëî ñòàòåé è îáçîðîâ íà òåìó èññëåäîâàíèé â äàííîé îáëàñòè, ñðåäè êîòîðûõ ñëåäóåò îòìåòèòü îáçîðû Perrut [11], Spilimbergo [12], Koutchma [13]. Áèîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå ÑÎ2 íà ìèêðîîðãàíèçìû Äèîêñèä óãëåðîäà ýòî íåòîêñè÷íûé ãàç ñ àíòèìèêðîáíûìè ñâîéñòâàìè, êîòîðûé ÷àñòî ïðèñóòñòâóåò â ïèùåâûõ ïðîäóêòàõ è íàïèòêàõ [14]. Èçâåñòíî, ÷òî àíòèìèêðîáíàÿ ýôôåêòèâíîñòü CO2 çàâèñèò íå òîëüêî îò äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû [15, 16], íî òàêæå îò åãî ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ (ãàç, æèäêîñòü èëè ñâåðõêðèòè÷åñêèé ôëþèä) è êîíöåíòðàöèè ðàñòâîðåííîãî CO2 â èññëåäóåìîì îáðàçöå [14]. Ñâåðõêðè-òè÷åñêèé CO2 (ÑÊ-ÑÎ2) [17] îáëàäàåò õîðîøåé ðàñòâîðèìîñòüþ è ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòüþ, ÷òî ïîçâîëÿåò åìó ïðîõîäèòü ÷åðåç êëåòî÷íóþ îáîëî÷êó è âíóòðü ñïîð, ãäå çà ñ÷åò îáðàçîâàíèÿ ñëàáîé óãîëüíîé êèñëîòû ïîíèæàåòñÿ ðÍ âíóòðè-êëåòî÷íîé ñðåäû [1820]. Âîçìîæíî äàæå óäàëåíèå ÷àñòè ñîäåðæèìîãî áàêòåðè-àëüíîé êëåòêè ÷åðåç ïåðôîðèðîâàííóþ ÑÊ-CO2 êëåòî÷íóþ ñòåíêó [21, 22]. Äàííûå ïåðâûõ ñèñòåìàòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé î òîì, ÷òî ÑÎ2 ïðè òåìïåðàòó-ðå è äàâëåíèè âûøå êðèòè÷åñêèõ (Òêð= 31,2 °C, Pêð= 71,1 àòì) îòëè÷íî çàùèùàåò ïðîäóêòû îò îêèñëåíèÿ, èíàêòèâèðóåò âèðóñû è ïîäàâëÿåò ðîñò íåêîòîðûõ ìèê-ðîîðãàíèçìîâ, áûëè ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðíî 100 ëåò íàçàä Jones [23] è Daniels [14]. Îäíàêî òîëüêî áëàãîäàðÿ ýêîíîìè÷åñêèì ôàêòîðàì â ïîñëåäíåå âðåìÿ íà-áëþäàåòñÿ îñîáûé íàó÷íûé èíòåðåñ ê ïðàêòè÷åñêîìó ïðèìåíåíèþ äàííîãî ìåòî-äà îáðàáîòêè, ïðåæäå âñåãî, ïèùåâûõ ìàòåðèàëîâ è ìåäèöèíñêèõ ïðåïàðàòîâ.  çàâèñèìîñòè îò ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ CO2 íàñûùåíèå èì èññëåäóåìîãî ðà-ñòâîðà ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ íåñêîëüêèìè ïóòÿìè:
ïðîäóâêîé CO2 åìêîñòè ñ îáðàçöîì [24]; ïîäà÷åé æèäêîãî CO2 â åìêîñòü ñ èññëåäóåìûì îáðàçöîì [25]; âïðûñêîì ÑÊ-CO2 â ñîñóä ñ èññëåäóåìûì îáðàçöîì [18, 19, 26]; âàðèàíòîì âïðûñêà ÿâëÿåòñÿ ïðîäóâêà CO2 ÷åðåç ìèêðîôèëüòð [18, 19, 27]. Äëÿ îïòèìèçàöèè ïåðèîäè÷åñêîãî ïðîöåññà èíàêòèâàöèè ðàçðàáàòûâàþòñÿ íîâûå, áîëåå ýêîíîìè÷íûå òåõíîëîãèè.  ðàáîòå Spilimbergo [28] èíàêòèâàöèÿ ïðîâîäè-ëàñü â ïîëóíåïðåðûâíîì ðåæèìå. Ïîêàçàíî, ÷òî íåïðåðûâíûé ïîòîê ôëþèäà áî-ëåå ýôôåêòèâåí, ÷åì ñòàòè÷åñêèé ïðîöåññ [29]. Íàèáîáî-ëåå ýôôåêòèâíû äëÿ ðàáîòû â íåïðåðûâíîì ðåæèìå ïðîòèâîòî÷íûå êîëîíêè èëè ìåìáðàíû (òàêèå êàê POROCRIT) [3032].  ðàáîòàõ Shimoda [21] è Ishikawa [30, 33] äëÿ áàðáîòèðîâà-íèÿ ïîñòóïàþùåãî ÑÎ2 íà âõîäå áûë óñòàíîâëåí ñïåöèàëüíûé ôèëüòð, ïðè ýòîì ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èëàñü. Çà ïîñëåäíèå íåñêîëüêî ëåò îïóáëèêîâàíî äîñòàòî÷íî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðà-áîò ïî èíàêòèâèðóþùåìó äåéñòâèþ ÑÎ2 íà ðàçëè÷íûå ìèêðîîðãàíèçìû [3438]. Íåêîòîðûå îïóáëèêîâàííûå äàííûå ïî èíàêòèâàöèè âåãåòàòèâíûõ êëåòîê áàêòå-ðèé è ñïîð ïîä äåéñòâèåì ÑÎ2 ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå. Àíàëèç ëèòåðàòóðíûõ äàííûõ ïîêàçàë, ÷òî E. coli ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûì ìèêðîîðãàíèçìîì äëÿ èññëåäîâàíèÿ èíàêòèâàöèè êàê â ñóá- [17, 20, 49], òàê è â ñâåðõêðèòè÷åñêèõ [20, 22, 31, 4951] óñëîâèÿõ. Òàê, íàïðèìåð, Kamihira ñ ñîàâòîðàìè [20] ïîêàçàëè, ÷òî íàèáîëåå âûñîêàÿ ýôôåêòèâíîñòü èíàêòè-âàöèè, à èìåííî â 108 ðàç (8-log) ïàäåíèÿ âûæèâàåìîñòè (CFU/ml Colony
For-ming Unit/ml) äëÿ E. coli, íàáëþäàåòñÿ â ôèçèîëîãè÷åñêèõ ðàñòâîðàõ (PS phy-siological saline) ïðè îáðàáîòêå ñóá- èëè ñâåðõêðèòè÷åñêèì ÑÎ2 (100÷200 àòì, 30÷45 °Ñ, 25÷60 ìèí). Êðîìå òîãî, â ðàáîòå [20] íå îáíàðóæèëè îòëè÷èé â èíàêòè-âàöèè îòäåëüíûõ êëåòîê E. coli (íå ñóñïåíçèè) ãàçîîáðàçíûì ÑÎ2 (40 àòì, 35 °Ñ) èëè æèäêèì ÑÎ2 (100÷200 àòì, 20 °Ñ). Îäíàêî êîãäà óñëîâèÿ áûëè èçìåíåíû íà ñâåðõêðèòè÷åñêèå (100÷200 àòì, 35 °Ñ), èíàêòèâàöèÿ E. coli çíà÷èòåëüíî óâåëè÷è-ëàñü. Ïðè ýòîì àâòîðàì íå óäàëîñü îïðåäåëèòü, ÷òî èìåííî äâóîêèñü óãëåðîäà èëè áîëåå âûñîêîå äàâëåíèå îêàçàëîñü ïðè÷èíîé ñòîëü âûñîêîé èíàêòèâàöèè. Èíàêòèâàöèÿ E. coli ïðè îáðàáîòêå ïèùåâûõ ïðîäóêòîâ ìåíåå ýôôåêòèâíà. Òàê, â ðàáîòå [31] ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îáðàáîòêå àïåëüñèíîâîãî ñîêà (200÷1000 àòì, 34,5 °Ñ, 10 ìèí) ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè E. ñoli Î15:Í7 ñîñòàâèëà òîëüêî îò 2-log äî 5-log. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, Rasanayagam ñ ñîàâòîðàìè [40] ïîêàçàëè, ÷òî èñïîëüçîâàíèå âïðûñêà ÑÊ-ÑÎ2 ÷åðåç ìèêðîïîðèñòûé ôèëüòð(ìåìáðàííàÿ
òåõíîëî-ãèÿ) ïîçâîëÿåò èíàêòèâèðîâàòü áîëåå ÷åì íà 6-log ïàòîãåííûõ è íåïàòîãåííûõ áàêòåðèé (E. coli K12, äðîææåé, êèñëîìîëî÷íûõ áàêòåðèé, E. coli Î157:H7, Salmonella spp. èëè L. monocytogenes) ïðè îáðàáîòêå àïåëüñèíîâîãî ñîêà â ÑÎ2 (79 àòì, 40 °Ñ, 2 ìèí). Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî èíàêòèâàöèÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ â ïèùåâûõ ïðîäóêòàõ ïðî-õîäèò ñëîæíåå, ÷åì â âîäå è ôèçèîëîãè÷åñêèõ ðàñòâîðàõ, ìíîãî÷èñëåííûå èññëå-äîâàíèÿ ïîäòâåðäèëè åå ýôôåêòèâíîñòü. Ðàçðàáîòàíû ìåòîäû è îáîðóäîâàíèå äëÿ èíàêòèâàöèè â òàêèõ ïðîäóêòàõ, êàê àïåëüñèíîâûé ñîê [8, 27, 32, 40, 47, 52], ÿáëî÷-íûé ñîê [7, 5355], ìîëîêî [7, 27, 35, 48, 50], òîìàòÿáëî÷-íûé ñîê [44, 45], êîôå [27], âèíîãðàäíîå âèíî [47, 56]. Ìåíüøàÿ, íî äîñòàòî÷íàÿ äëÿ ïðàêòè÷åñêîãî èñïîëüçî-âàíèÿ ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè íàáëþäàåòñÿ è äëÿ òâåðäûõ ïðîäóêòîâ, òàêèõ êàê ìÿñî, â òîì ÷èñëå òåðìè÷åñêè îáðàáîòàííîå [45, 46], îâîùè [8, 46], òîìàòíàÿ ïàñòà [47], áèîïîëèìåðû [29, 38]. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî áàêòåðèàëüíûå ñïîðû âåñüìà óñòîé÷èâû ïî îòíîøåíèþ ê íàãðåâàíèþ, âûñûõàíèþ, äåéñòâèþ ðàäèàöèè, õèìè-÷åñêèõ âåùåñòâ è âûñîêèõ äàâëåíèé (äî 8270 àòì ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå 35 °Ñ), èçâåñòíû ìíîãî÷èñëåííûå óñïåøíûå èññëåäîâàíèÿ èíàêòèâàöèè ñïîð â ÑÊ-ÑÎ2
Òàáëèöà Âîçäåéñòâèå ÑÊ-ÑÎ2 íà ðàçëè÷íûå ìèêðîîðãàíèçìû è ñïîðû Ìèêðîîðãàíèçìû Òåìïåðàòóðà, Äàâëåíèå,îÑ àòì Âðåìÿ,ìèí Ñðåäà Ññûëêè E. coli K12, 25 0; 365÷600 1 0,1 % ïåïòîí [24] Lactobacillus plantarum ATCC8014 E. coli K12 35 300; 350; 0; 1,7; Âîäà [25] ATCC25253, 400 3,3; 5 Listeria innocua137 Bacillus subtilis 80; 90 5 0÷15 Ðàñòâîð Ðèíãåðà [26] Bacillus coagulans, 35; 65; 85 10; 200; 300 Ìîëîêî, àïåëüñèíîâûé Bacillus subtilis, ñîê, êîôå, ñóï [27] Bacillus cereus è äð. L. monocytogenes 35; 45 7÷21 0÷40 Ìîëîêî (öåëüíîå, ïî-âûøåííîé æèðíîñòè, îáåçæèðåííîå) [33] Aspergillus niger 44÷52 5÷19 0,25÷2,1 Ôèçèîëîãè÷åñêèé [39] (ñïîðû) ðàñòâîð E. coli, 40 7,9 2,4 Àïåëüñèíîâûé ñîê [40] Salmonella enteritidis, L. monocytogenes è äð. Bacillus coagulans, 35; 55÷95 30 120 Âîäà [27] Bacillus subtilis, Bacillus cereus è äð. Bacillus subtilis, 25 0÷600 15 Ïèòàòåëüíàÿ ñðåäà, Staphylococcus aureus ðîñòîâàÿ ñðåäà [41] E. coli, 20÷65 50 Òêàíü [42] Micrococcus luteus Salmonella Enteritidis 58÷60 0,95 30÷35 Ñêîðëóïà îò ÿèö [43] Staphylococcus aureus, 25÷45 140÷210 36; 360 Ïîëèìåðíûå ìàòåðè- [29] Salmonella salford, àëû, ìåäèêàìåíòû, Legionella dunnifii è äð. èìïëàíòàíòû Bacillus subtilis 7÷45 75÷150 75÷120 Òîìàòíûé ñîê [44] Streptococcus faecalis, 20÷80 500÷4000 60 Æàðåíàÿ ñâèíèíà [45] Bacillus subtilis Enterococcus faecalis, 50 4000 30 Ñâèíèíà, ìîðêîâü, [46] Staphylococcus aureus, ãîðîõ Clostridium spp. è äð. Bacillus subtilis, 26; 40 80÷110 30÷55 Ôèçèîëîãè÷åñêèé ðàñ- [47] Lactobacillus genus, òâîð, âèíîãðàäíîå Candida è äð. âèíî, àïåëüñèíîâûé ñîê, òîìàòíàÿ ïàñòà Pseudomonas fluo- 15; 30; 103; 483 Ìîëîêî [48] rescens, 35; 40 Alcaligenes Bacillus, Pseudomonas è äð.
[19, 20, 26, 27, 38, 39, 57, 58]. Òàê, íàïðèìåð, â ðàáîòå [39] ïîêàçàíî, ÷òî îáðàáîòêà â ÑÊ-ÑÎ2 ïîçâîëÿåò èíàêòèâèðîâàòü äàæå ñïîðû Aspergillus niger, êîòîðûå óñòîé-÷èâû ê äðóãèì ìåòîäàì âîçäåéñòâèÿ. Òàêæå èçâåñòíî, ÷òî ïîñëå ÑÊ-ÑÎ2 îáðàáîòêè ñåìÿí ïðîðîñøåé ïøåíèöû [52], ðèñîâûõ îòðóáåé [59, 60] ïîñëåäíèå ñòåðèëüíû è íå òðåáóþò äîïîëíèòåëüíîé îáðàáîòêè. Îäíàêî âàæíî ïîìíèòü, ÷òî ýêñïåðèìåíòû ïî èíàêòèâàöèè ìèêðîîð-ãàíèçìîâ ïîêàçàëè: ïðèðîäà îáðàáàòûâàåìîé ïîâåðõíîñòè èëè ñðåäû ìîæåò îêà-çûâàòü ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ýôôåêòèâíîñòü âîçäåéñòâèÿ [6164]. Àíàëèç îïóáëèêîâàííûõ äàííûõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ñ ðîñòîì äàâëåíèÿ ÑÎ2 ñòå-ïåíü èíàêòèâàöèè, êàê ïðàâèëî, âîçðàñòàåò [22, 25, 43, 52, 65].  òî æå âðåìÿ ðÿä àâòîðîâ ïîêàçàë, ÷òî àíàëîãè÷íûå ðåçóëüòàòû ïîëó÷åíû è äëÿ ñóáêðèòè÷åñêîãî ÑÎ2 [38, 50, 52]. Íå ìåíåå î÷åâèäíî, ÷òî ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû ïðîöåññà ïðèâåäåò ê óâåëè÷åíèþ ýôôåêòèâíîñòè èíàêòèâàöèè [26, 27, 38]. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ïðîöåññ èíàêòèâàöèè ñïîð ñóá-/ñâåðõêðèòè÷åñêèìè ôëþèäàìè ïðîòåêàåò ñëîæíåå, ÷åì ó áàêòåðèé, è, ïî ìíåíèþ ìíîãèõ àâòîðîâ [20, 27, 38, 57], ýôôåêòèâíàÿ èíàêòèâà-öèÿ âåñüìà óñòîé÷èâûõ ñïîð ìîæåò áûòü äîñòèãíóòà òîëüêî ïðè ñî÷åòàíèè âûñîêîãî äàâëåíèÿ è âûñîêîé òåìïåðàòóðû. Êðîìå òîãî, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ÷óâñòâè-òåëüíîñòü ìèêðîîðãàíèçìîâ, ïðèñóòñòâóþùèõ â ñðåäå, óñëîâèÿ è ïàðàìåòðû îáðàáîòêè íåîáõîäèìî îïðåäåëÿòü äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà. Óñëîâèÿ è ïàðàìåòðû ïðîöåññà Ìíîãî÷èñëåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè [64, 6670], ÷òî äàâëåíèå, òåìïåðàòó-ðà è ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáòåìïåðàòó-ðàáîòêè ÿâëÿþòñÿ áàçîâûìè ïàòåìïåðàòó-ðàìåòòåìïåðàòó-ðàìè, êîíòðîëè-ðóþùèìè ñòåïåíü âûæèâàíèÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ.  [26] Ballestra è Cuq âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ðåøàþùåå âëèÿíèå íà ñòåïåíü èíàêòèâàöèè îêàçûâàåò êîí-öåíòðàöèÿ ðàñòâîðåííîãî â âîäå ÑÎ2 (dÑÎ2), äà è ñàìè êëåòêè ìèêðîîðãàíèçìîâ ñîäåðæàò âîäó. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå ïðîâåðÿëîñü íà ïðèìåðå Geobacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, àñêîñïîð Bacillus fulva è êîíèäèé Aspergillus niger [71, 26, 37]. Àâòîðû äîñòîâåðíî ïîêàçàëè, ÷òî êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðåííîãî ÑÎ2 âëèÿåò íà ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ. Îäíàêî ìàòåìàòè÷å-ñêèõ êîððåëÿöèé ïîñòðîèòü íå óäàëîñü, ïîñêîëüêó çàâèñèìîñòü dCO2 îò òåìïåðà-òóðû è äàâëåíèÿ ìîæåò áûòü ñëîæíîé. Ðåçóëüòàòû îïèñàííûõ âûøå èññëåäîâàíèé, â ñî÷åòàíèè ñ ðàíåå îáíàðóæåí-íûì ôàêòîðîì [20] ìàëîýôôåêòèâíîé èíàêòèâàöèè ñóõèõ êëåòîê E. coli, ïîçâî-ëèëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî äëÿ ýôôåêòèâíîé èíàêòèâàöèè íåîáõîäèìî ïðèñóòñòâèå âîäû â ñèñòåìå. Âïîñëåäñòâèè áîëåå 30 ïóáëèêàöèé ïîäòâåðäèëè ðîëü âîäû â ïðîöåññàõ èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ (ñì., íàïðèìåð, [22, 49, 7275]).  îïóáëèêîâàííûõ ñòàòüÿõ è ïàòåíòàõ [21, 50, 56, 72 74, 76, 77] ïîêàçàíî, ÷òî èñïîëüçîâàíèå ÑÊ-ÑÎ2 ìîæåò ñòàòü áîëåå ýêîíîìè÷íûì ïðîöåññîì ïðè äîáàâëå-íèè íå òîëüêî âîäû, íî è ýòàíîëà, ìåòàíîëà, ïåðåêèñè âîäîðîäà èëè äðóãèõ äîáà-âîê. Kamihira ñ ñîàâòîðàìè [20] ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ ýôôåêòèâíîé èíàêòèâàöèè ñóõèõ êîíèäèé À. niger ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äîáàâêè íåçíà÷èòåëüíûõ êîëè-÷åñòâ ýòàíîëà èëè óêñóñíîé êèñëîòû. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ïåðåêèñü âîäîðî-äà, äîáàâëåííàÿ äàæå â ñàìûõ íåçíà÷èòåëüíûõ êîíöåíòðàöèÿõ, ðåçêî ïîâûøàåò ýôôåêòèâíîñòü èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ â ñðåäå ÑÎ2 [57, 67, 7880]. Ìåõàíèçìû èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ ÑÊ-ÑÎ2 Êàê âèäíî èç ïðåäñòàâëåííûõ âûøå äàííûõ, àíòèìèêðîáíûé ýôôåêò çàâèñèò îò ìíîæåñòâà ôàêòîðîâ, òàêèõ êàê òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå, ïðîäîëæèòåëüíîñòü
îáðàáîò-êè è íàëè÷èå äîáàâîê, à òàêæå îò âèäà ìèêðîîðãàíèçìà è ñðåäû, ÷òî óæå ñàìî ïî ñåáå ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíûé ìåõàíèçì èíàêòèâàöèè. È äåéñòâèòåëüíî, íåñìîòðÿ íà îãðîìíîå êîëè÷åñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, äî ñèõ ïîð íå ñôîðìèðîâàí åäèíûé âçãëÿä íà ìåõàíèçì àíòèìèêðîáíîãî äåéñòâèÿ CO2.  ïðîöåññå èññëåäîâàíèé ãèáåëü êëåòîê îáúÿñíÿëàñü ðàçëè÷íûìè ïðè÷èíàìè: ê ïðèìåðó, çàêèñëåíèåì (àöèäèôèêàöèåé) ðàñòâîðåííûì CO2, ïðèâîäÿùèì ê èíàêòèâàöèè êëþ÷åâûõ ôåðìåíòîâ, îïðåäåëÿþùèõ õîä âàæíåéøèõ ìåòàáîëè÷å-ñêèõ ïðîöåññîâ [7, 8, 10, 35, 81, 82], è ýêñòðàêöèåé âíóòðèêëåòî÷íûõ ñóáñòàíöèé, òàêèõ êàê ãèäðîôîáíûå ñîåäèíåíèÿ â êëåòî÷íîé ñòåíêå è öèòîïëàçìàòè÷åñêîé ìåìáðàíå, ïðèâîäÿùåé ê ãèáåëè ìèêðîîðãàíèçìà [20]. Ðàçðûâû êëåòî÷íîé îáîëî÷-êè ïðè ïðîíèêíîâåíèè CO2 âíóòðü êëåòêè ìîãóò óìåíüøàòü åå âûæèâàåìîñòü [21, 22], à ïîâðåæäåíèå êëåòî÷íîé ìåìáðàíû ïðè íàáóõàíèè ïîä äåéñòâèåì ñæàòîãî CO2 ìîæåò óáèâàòü êëåòêè èëè âûçûâàòü èíãèáèðîâàíèå ìåòàáîëè÷åñêèõ ñèñòåì [37, 71, 78]. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü âîçäåéñòâèÿ îêàçûâàåòñÿ çíà÷è-òåëüíî âûøå ïðè äëèçíà÷è-òåëüíîé îáðàáîòêå ïîä âûñîêèì äàâëåíèåì CO2 è áûñòðîé äåêîìïðåññèè, ÷åì ïðè öèêëè÷åñêîé îáðàáîòêå è ìåäëåííîé äåêîìïðåññèè [21]. Ïðè äëèòåëüíîé îáðàáîòêå ðîñò âåëè÷èíû èíàêòèâàöèè ìîã áûòü ñâÿçàí ñ âçðûâîì ìåìáðàíû ïðè ðåçêîì ïðîíèêíîâåíèè â êëåòêè ñæàòîãî CO2. Debs-Louka è ñîòðóä-íèêè [22] íå íàáëþäàëè çíà÷èòåëüíîãî âëèÿíèÿ ñêîðîñòè äåêîìïðåññèè íà êîëè-÷åñòâî âûæèâøèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ ïîñëå ñóáêðèòè÷åñêîé îáðàáîòêè êëåòîê CO2 ïðè òðåõ ðàçëè÷íûõ âðåìåíàõ äåêîìïðåññèè (0,4 ñ, 15 ìèí, 50 ìèí). Àâòîðû äðóãèõ ðàáîò [27, 50, 51] ïîêàçàëè, ÷òî ýòà çàâèñèìîñòü ñóùåñòâóåò (÷åì ìåíüøå âðåìÿ äåêîìïðåññèè, òåì âûøå èíàêòèâàöèÿ). Âîçìîæíî, ïðè áûñòðîé äåêîìïðåññèè ðàñ-ïðîñòðàíåíèå ÑÎ2 âíóòðè êëåòêè ìîãëî ïðèâåñòè ê ðàçðóøåíèþ ïîñëåäíåé. Îä-íàêî äàííîå ïðåäïîëîæåíèå î ìåõàíèçìå èíàêòèâàöèè òðåáóåò ïðîâåðêè. Äëÿ îáúÿñíåíèÿ äåéñòâèÿ ñæàòîãî CO2 â ðÿäå ðàáîò [51, 71] èñïîëüçîâàëè îäíîóäàðíûé õàðàêòåð çàâèñèìîñòè êðèâîé âûæèâàåìîñòè êëåòîê (çàâèñèìîñòü ëîãàðèôìà ÷èñëà âûæèâøèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ îò âðåìåíè, òåìïåðàòóðû èëè äàâ-ëåíèÿ). Îäíàêî òàêàÿ îäíîóäàðíàÿ çàâèñèìîñòü õîðîøî îïèñûâàåò ëèøü ôàçó êëåòî÷íîé ãèáåëè íà ïîñëåäíåé ÷àñòè êðèâîé. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ñíà÷àëà ÑÊ-CO2 ðàñòâîðÿåòñÿ â ñóñïåíçèè êëåòîê è ëèøü çàòåì ïðîíèêàåò ÷åðåç êëåòî÷-íóþ ìåìáðàíó. Äëÿ òîãî ÷òîáû áîëåå ÷åòêî ïðåäñòàâèòü çàâèñèìîñòü êèíåòèêè ãèáåëè êëåòîê â ðåàëüíîé ñèòóàöèè, ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè èíàêòèâàöèè êëåòîê ÑÊ-CO2 äîëæíû ó÷èòûâàòü îáå ñòàäèè. Êàê ñîîáùàëîñü â [18, 34, 35, 81, 82], íà êðèâûõ èíàêòèâàöèè íàáëþäàëèñü äâå ÷åòêèå ôàçû ñ ðàçíûìè ñêîðîñòÿìè èíàê-òèâàöèè âñåõ øòàììîâ E. ñoli, êîòîðûå îáðàáàòûâàëèñü ÑÊ-CO2. Èíàêòèâàöèÿ êëåòîê E. coli ìåäëåííî ðîñëà íà íà÷àëüíîé ñòàäèè (ôàçà íàêîïëåíèÿ), à çàòåì êîëè÷åñòâî æèçíåñïîñîáíûõ êëåòîê ñòðåìèòåëüíî ïàäàëî (ôàçà ãèáåëè).  ëèòåðàòóðå ïðåäëîæåíî íåñêîëüêî ìåõàíèçìîâ, ñâÿçàííûõ ñ ïîäàâëåíèåì êëåòî÷íîãî äåëåíèÿ ýêñòðàêöèåé è îêèñëåíèåì. Îäíà èç ïåðâûõ ãèïîòåç, îáúÿñ-íÿþùàÿ èíàêòèâèðóþùåå äåéñòâèå ÑÎ2, ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé òåîðèþ ïîäàâëåíèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîé ÑÎ2 îáåäíÿåò êëåòêè êèñëîðîäîì. Îäíàêî ýòîò ìåõàíèçì áûë ïîçäíåå îïðîâåðãíóò, êîãäà áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî ÑÎ2 èíàêòèâèðóåò òàêæå àíà-ýðîáíûå áàêòåðèè [14]. Ñîãëàñíî ìåõàíèçìó ýêñòðàêöèè èíàêòèâàöèÿ ñ ïîìîùüþ ÑÎ2 îñóùåñòâëÿåò-ñÿ çà ñ÷åò åãî ïðîíèêíîâåíèÿ ñêâîçü êëåòî÷íóþ ìåìáðàíó, ðàñòâîðåíèÿ â êëåòî÷-íîé æèäêîñòè è çàòåì ýêñòðàãèðîâàíèÿ âíóòðèêëåòî÷íîãî ñîäåðæèìîãî. Park ñ êîëëåãàìè [41] èçìåðÿëè êîëè÷åñòâî ýêñòðàãèðóåìîãî âíóòðèêëåòî÷íîãî ìàòåðè-àëà â çàâèñèìîñòè îò ðîñòà äàâëåíèÿ è îáíàðóæèëè íàëè÷èå ïîâðåæäåíèé
ìåìá-ðàí èíàêòèâèðîâàííûõ êëåòîê. Enomoto ñ êîëëåãàìè [19], ñðàâíèâàÿ ìåäëåííóþ è áûñòðóþ äåêîìïðåññèþ, îáíàðóæèëè áîëüøåå êîëè÷åñòâî ïðîòåèíîâ, âûøåäøèõ èç êëåòîê ïðè áûñòðîì îñâîáîæäåíèè îò ÑÎ2, îäíàêî ñî÷ëè, ÷òî ñêîðîñòü äåêîì-ïðåññèè íå âëèÿåò íà âûæèâàåìîñòü êëåòîê. Ýòî ïðåäïîëàãàåò, ÷òî èíàêòèâàöèÿ äîñòèãàåòñÿ íà ýòàïå ðîñòà äàâëåíèÿ ÑÎ2. Òåîðèÿ çàêèñëåíèÿ (àöèäèôèêàöèè) ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ÑÎ2 ðåàãèðóåò ñ âîäîé ñ îáðàçîâàíèåì óãîëüíîé êèñëîòû è óìåíüøàåò ðÍ êàê â îêðóæàþùåé ñðåäå, òàê è âíóòðè êëåòîê ìèêðîîðãàíèçìîâ [18]. Äàííàÿ òåîðèÿ ïîëó÷èëà ïîäòâåðæäåíèå ïðè èññëåäîâàíèè ñûðûõ è ñóõèõ êëåòîê [21, 72]. Îäíàêî ñóùåñòâóþò èññëåäîâà-íèÿ, êîòîðûå ïîêàçûâàþò, ÷òî ÑÎ2 äåéñòâóåò è íà íå÷óâñòâèòåëüíûå ê êèñëîòå áàêòåðèè, òàêèå êàê Listeria [24, 25]. Íåêîòîðûå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè ýòîì ïðîöåññå íå äîñòèãàþòñÿ äîñòàòî÷íî íèçêèå çíà÷åíèÿ ðÍ, êîòîðûå ýôôåêòèâíî óáèâàþò áàêòåðèè, à âàæåí òèï êèñëîòû [14, 83].  [83] èññëåäîâàëè èçìåíåíèå ðÍ áóôåðà â ÿáëî÷íîì ñîêå ïóòåì äîáàâëåíèÿ ÑÎ2 èëè óãîëüíîé êèñëîòû è îáíàðó-æèëè, ÷òî êèñëîòà áîëåå ýôôåêòèâíà, ÷åì ÑÎ2. Daniels ñ êîëëåãàìè [14] ïðèøëè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî èíàêòèâàöèÿ íå ìîæåò áûòü ðåçóëüòàòîì òîëüêî çàêèñëåíèÿ. Óâåëè÷åíèå êèñëîòíîñòè ìîæåò ëèøü ïîìî÷ü ðîñòó êëåòî÷íîé ïðîíèöàåìîñòè, ÷òî îáëåã÷èò ïðîíèêíîâåíèå ôëþèäà âíóòðü êëåòêè [84]. Êàê ïðåäïîëàãàþò Haas è ñîòðóäíèêè [70], ýòî ïàäåíèå pH áóäåò íåîáðàòèìî èíãèáèðîâàòü âàæíåéøèå ìåòàáîëè÷åñêèå ñèñòåìû. Íåäàâíî áûëî ïîêàçàíî, ÷òî àíòèìèêðîáíûé ýôôåêò ñâÿçàí íå ñ äàâëåíèåì CO2, à ñ åãî êîíöåíòðàöèåé âî âíóòðåííåé ñðåäå êëåòêè ñ dCO2 [71]. Ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëèñü ñ íàñûùàþùèìè êîíöåíòðàöèÿìè CO2 ïðè ðàçëè÷íûõ êîìáèíàöèÿõ äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû. Shimoda ñ ñîàâòîðàìè [39] çàêëþ÷àþò, ÷òî ëèøü êîìáèíàöèÿ ðàçëè÷íûõ ìåõà-íèçìîâ ïðèâîäèò ê èíàêòèâàöèè êëåòîê. Èç ñêàçàííîãî ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî òðåáóþòñÿ äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ ìåõàíèçìîâ èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ ÑÎ2 ïîä äàâëåíèåì. ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Â çàêëþ÷åíèå ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî äèîêñèä óãëåðîäà ïðè óìåðåííûõ äàâëå-íèÿõ (äî 100 àòì) è òåìïåðàòóðàõ (äî 40 °Ñ) ñïîñîáåí ýôôåêòèâíî èíàêòèâèðî-âàòü ìíîãèå ìèêðîîðãàíèçìû â âîäíûõ ðàñòâîðàõ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ èíòåíñèâ-íûå èññëåäîâàíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ÑÊ-ÑÎ2 ñ ìèêðîîðãàíèçìàìè âåäóòñÿ âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ìèðà (Èòàëèÿ, Èñïàíèÿ, Áåëüãèÿ, ßïîíèÿ, ÑØÀ, Òàéâàíü, Òóðöèÿ, Êîðåÿ è äð.).  ðàáîòàõ ìíîãèõ èññëåäîâàòåëåé ïîêàçàíà ýôôåêòèâíîñòü è âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ýòîãî ìåòîäà â ïèùåâîé è ôàðìàöåâòè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòÿõ êàê àëüòåðíàòèâíîãî òðàäèöèîííûì ìåòîäàì ñòåðèëèçàöèè/ïàñòåðèçàöèè. Òðóäíî ïåðåîöåíèòü çíà÷åíèå âîçìîæíîñòè ïðîèçâîäñòâà áåçîïàñíûõ ïðîäóê-òîâ ïèòàíèÿ è íàïèòêîâ áåç ïðèìåíåíèÿ òåðìîîáðàáîòêè. Îäíàêî íàèáîëüøåå ðàñïðî-ñòðàíåíèå äàííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîëó÷èò ëèøü ïîñëå äîñòèæåíèÿ ïîëíîãî ïîíèìà-íèÿ ìåõàíèçìîâ èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ ïîä äåéñòâèåì ñæàòîãî ÑÎ2. Ðàññìîòðåííûå ëèòåðàòóðíûå äàííûå ïîêàçàëè, ÷òî ðàáîòû â îáëàñòè èíàêòè-âàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ â ñðåäå æèäêîãî è ñâåðõêðèòè÷åñêîãî ÑÎ2 ïðîâîäÿòñÿ â òðåõ îñíîâíûõ íàïðàâëåíèÿõ: èññëåäîâàíèå ìåõàíèçìîâ èíàêòèâàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ; èññëåäîâàíèÿ îáåççàðàæèâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîäóêòîâ è ìàòåðèàëîâ; ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ è îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ïðîìûøëåííîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñòåðèëèçàöèè â ñðåäå äèîêñèäà óãëåðîäà.
Íà ñåãîäíÿ ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ñòåðèëèçàöèÿ æèäêèõ ïèùåâûõ ïðîäóêòîâ íå òîëüêî îáåñïå÷èâàåò áåçîïàñíîå õðàíåíèå è èñïîëüçîâàíèå ïðîäóêòîâ, íî è íå èçìåíÿåò èõ êà÷åñòâà. Ìîæíî äîáàâèòü, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü âîçäåéñòâèÿ ÑÎ2 íàèáîëåå âûñîêà äëÿ ïðîäóêòîâ, ñîäåðæàùèõ ëèáî ïðèðîäíûå êèñëîòû (àïåëüñèíîâûé, ÿáëî÷íûé è äðóãèå ñîêè), ëèáî ýòèëîâûé ñïèðò (âèíî, ïèâî, êóìûñ). Ìíîãèå ýêñïåðòû [8588] ïîëàãàþò, ÷òî ïðîìûøëåííîãî èñïîëü-çîâàíèÿ òàêîé îáðàáîòêè ñëåäóåò îæèäàòü â áëèæàéøåå âðåìÿ. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Donald J.R., Jones C.L., MacLean A.R.M. Am. J. Public Health. 1924. Vol. 14. P. 122.
2. Russell A.D. Principles of antimicrobial activity, in Disinfection, sterilization, and preservation / Ed. by S.S. Block. London: Lea, 2001. P. 31.
3. Juneja V.K., Thayer D.W. Irradiation and other physically based control strategies for foodborne pathogens in Microbial Food Contamination / Ed. by C.L. Wilson, S. Droby. CRC, Boca Raton, 2000. P. FL171.
4. Tholozan T.J.L., Ritz M., Jugiau F., Federighi M., Tissier J.P. J. Appl. Microbiol. 2000. Vol. 88. P. 202.
5. Tahiri I., Makhlouf J., Paquin P., Fliss I. Food Res. Int. 2006. Vol. 39. P. 98.
6. Knorr D., Heinz V. Development of nonthermal methods for microbial control, in Disinfection, sterilization, and preservation / Ed. by S.S. Block. London: Lea, 2001. P. 853.
7. Sonoike K. J. Jpn. Soc. Food Sci. Technol. 1997. Vol. 44. P. 522.
8. Walker H.W., LaGrange W.S. Sanitation in food manufacturing operations, in Disinfection, sterilization, and preservation / Ed. by S.S. Block. London: Lea, 2001. P. 791.
9. Block S.S. Definition of terms, in Disinfection, sterilization, and preservation / Ed. by S.S. Block. London: Lea, 2001. P. 19.
10. Joslyn L.J. Sterilization by heat, in Disinfection, sterilization, and preservation / Ed. by S.S. Block. London: Lea, 2001. P. 695.
11. Perrut M. Sterilization and virus inactivation by Supercritical Fluids: A review, Separex, Champigneulles. Proc. (M) 3rd International Symposium on Supercritical Fluids. Strasbourg (France), October 1994.
12. Spilimbergo S., Bertucco A. Biothech. Bioeng. 2003. Vol. 84. No. 6. P. 627.
13. Koutchma T., Murakami E. Effect of Carbon Dioxide and Pressure Processing on Microbial and Enzyme Inactivation in Food and Beverages. www.foodtech-international.com/papers/ effectofcarbondioxide.htm
14. Daniels J., Krishnamurthi R., Rizvi S. J. Food Protec. 1985. Vol. 48. P. 532.
15. Isenschmid A., Marison I.W., von Stockar U. J. of Biotechnology. 1995. Vol. 39. P. 229.
16. Spilimbergo S., Dehghani F., Bertucco A., Foster N.R. Biotechnol Bioeng. Apr. 5. 2003. Vol. 82. P. 118.
17. Tomasula P.M. Supercritical fluid extraction of food // Encyclopedia of Agricultural, Food, and Biological Engineering / Ed. by D. Heldman. New York: Dekker, 2003.
18. Ballestra P., Da Silva A.A., Cuq J.L. J. Food Sci. 1996. Vol. 61. P. 829.
19. Enomoto A., Nakamura K., Nagai K., Hashimoto T., Hakoda M. Biosci. Biotech. Biochem. 1997. Vol. 61. No. 7. P. 1133.
20. Kamihira M., Taniguchi M., Kobayashi T. Agric. Biol. Chem. 1987. Vol. 51. P. 407.
21. Shimoda M., Yamamoto Y., Cocunubo-Castellanos J., Tonoike H., Kawano T., Ishikawa H., Osajima Y. J. Food Sci. 1998. Vol. 63. P. 709.
22. Debs-Louka E., Louka N., Abraham G., Chabot V., Allaf K. Appl. Envir. Microbiol. 1999. Vol. 65. P. 626. 23. Jones R., Greenfield P. Enzyme Microb. Technol. 1982. Vol. 4. P. 210.
24. Corwin H., Shellhammer T.H. J. Food Sci. 2002. Vol. 67. No. 2. P. 697.
25. Murakami E., Reddy N.R., Larkin J.W., Sizer C.E., Meneghel R., Ting E.Y., Takeuchi K., Chirtel S.J. Proc. Inst. of Food Technol. Ann. Meet. Las Vegas, July 1216, 2004. P. 135.
26. Ballestra P., Cuq J.L. Leben.-Wissen. Technol. 1998. Vol. 31. P. 84.
27. Watanabe T., Furukawa S., Hirata J., Koyama T., Ogihara H. Appl. Envir. Microbiol. 2003. Vol. 69. No. 12. P. 7124.
28. Spilimbergo S., Elvassore N., Bertucco A. Ital. J. Food. Sci. 2003. Vol. 15. No. 1. P. 115. 29. US Patent 6.149.864 (2000).
30. Ishikawa H., Shimoda M., Tamaya K., Yonekura A., Kawano T., Osajima Y. Biosci. Biotechnol. Biochem. 1997. Vol. 61. No. 6. P. 1022.
31. Kincal D., Hill W.S., Balaban M., Portier K.M., Sims C.A., Wei C.I., Marshall M.R. J. Food Sci. 2006. Vol. 71. P. 338.
32. Sims M., Estigarribia E. Proc. VI Int. Symp. on Supercrit. Fluids. 2003. Vol. 2. P. 1457.
33. Ishikawa H., Shimoda M., Shiratsuchi H., Osajima Y. Biosci. Biotechnol. Biochem. 1995. Vol. 59. No. 10. P. 1949.
34. Erkman O. Food Microbiol. 2000. Vol. 17. P. 589.
35. Lin H.-M., Cao N., Chen L.-F. J. Food Sci. 1994. Vol. 59. P. 657.
36. Hong S-I., Park W-S., Pyun Y-R. J. Food Sci. Technol. 1999. Vol. 34. No. 2. P. 125. 37. Isenschmid A., Marison I.W., von Stockar U. J. Biotechnol. 1995. Vol. 39. No. 3. P. 229. 38. Spilimbergo S. J. Supercrit. Fluids. 2002. Vol. 22. No. 1. P. 55.
39. Shimoda M., Kago H., Kojima N., Miyake M., Osajima Y., Hayakawa I. Appl. Environ. Microbiol. 2002. Vol. 68. No. 8. P. 4162.
40. Rasanayagam V., Yuan J.T. Proc. Inst. Food Technol. Ann. Meet. Las Vegas, July 1216, 2004. P. 136.
41. Park S.J., Park H.W., Park J. J. Food Sci. 2003. Vol. 68. No. 3. P. 976.
42. Cinquimani Ñ., Boyle C., Bach E., Schollmeyer E. Inactivation of Microbes using Compressed Carbon Dioxide an Environmentally Sound Disinfection Process. Proc. VIII Conf. on Supercrit. Fluids. Ischia (Italy), May 2831, 2006.
43. US Patent 6,800,315 (2004).
44. Parton T., Toniolo C., Elvassore N., Bertucco A. Proc. VI Int. Symp. on Supercrit. Fluids. 2003. Vol. 2. P. 1477.
45. Moerman F., Mertens B., Demey L., Huyghebaert A. Meat Sci. 2001. Vol. 59. No. 2. P. 115. 46. Moerman F. Meat Sci. 2005. Vol. 69. No. 2. P. 225.
47. Parton T., Bertucco A., Elvassore N., Grimolizzi L. J. Food Eng. 2007. Vol. 79. No. 4. P. 1410. 48. Werner B.G., Hotchkiss J.H. Dairy Sci. 2006. Vol. 89. P. 872.
49. Dillow A.K., Dehghani F., Hrkach J.S., Foster N.R., Langer R. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1999. Vol. 96. No. 18. P. 10344.
50. Erkman O. Int. J. Food Microbiol. 2001. Vol. 65. P. 131. 51. Karaman H., Erkman O. Food Microbiol. 2001. Vol. 18. P. 11.
52. Gunes G., Blum L.K., Hotchkiss J.H. J. Food Protec. 2006. Vol. 69. P. 12.
53. Parton T., Elvassore N., Bertucco A., Bertoloni G. J. Supercrit. Fluids. 2007. Vol. 40. P. 490. 54. Spilimbergo S., Mantoan D., Dalser A. J. Supercrit. Fluids. 2007. Vol. 40. P. 485.
55. Spilimbergo S., Mantoan D. Int. J. Food Eng. 2006. Vol. 2. No. 1. Article 6.
56. Gunes G., Blum L.K., Hotchkiss J.H. J. Sci. Food Agric. 2005. Vol. 85. No. 14. P. 2362.
57. Zhang J., Dalal N., Matthews M.A., Waller L.N. J. Microbiol. Methods. 2007. Vol. 70. No. 3. P. 442.
58. Reddy N.R., Solomon H.M., Fingerhut G.A., Rhodehamel E.J., Balasubramaniam V.M., Palaniappan S. J. Food Safety. 1999. Vol. 19. P. 277.
59. US Patent 3,483,005 (1966).
60. Tokuda K., Ito K., Imamura T., Taniguchi M., Kobayashi T., Aki T., Hara S., Brew J. Soc. Jpn. 1986. Vol. 81. P. 194.
61. Erkman O. J. Sci. Food Agric. 2000. Vol. 80. P. 465. 62. Erkman O. Leben.-Wissen. Technol. 1997. Vol. 30. P. 826.
63. Smelt J.P.P.M., Rijke G.G.E. In: High Pressure and Biotechnology / By ed. Balny et.al. John Libbey Eurotext Ltd., 224, 1992. P. 461463.
64. Wei C.I., Balaban M.O., Fernando S.Y., Peplow A.J. J. Foîd Protection. 1991. Vol. 54. No. 3. P. 189. 65. Erkman O. J. of Biosci. Bioeng. 2001. Vol. 92. No. 1. P. 39.
66. JPN Patent 62074270 (1985).
67. Stahl E., Quirin K.W., Gerard D. Dense Gases for Extraction and Refining. New York: Springer, 1986. P. 220.
68. Taniguchi M., Suzuki H., Sato M., Kobayashi T. Agric. Biol. Chem. 1987. Vol. 51. No. 12. P. 3425. 69. Ger. pat. DE 3904513, 1989.
70. Haas G.J., Prescott H.E., Dudley E., Dick R., Hintlian C., Keane L. J. Food Safety. 1989. Vol. 9. P. 253.
71. Shimoda M., Cocunubo-Castellanos J., Kago H., Miyake M., Osajima Y., Hayakawa I. J. Appl. Microbiol. 2001. Vol. 91. P. 306.
72. Kumagai H., Hata C., Nakamura K. Biosci. Biotech. Biochem. 1997. Vol. 61. No. 6. P. 931. 73. Perrut M. High Pres. Biotechnol. 1992. Vol. 224. P. 401.
74. Motta-Meira M., Arul J., Thibault J., Lavoie M. Proc. V Symp. High Pres. Food Sci. La Grande Motte (France), 1992.
75. Venturi A., Dellaglio F., Dallacasa V., Pallado P., Bertucco A. Proc. V Conf. Supercrit. Fluids. Garda (Italy), 1999. P. 335.
76. Kim S.R., Rhee M.S., Kim B.C., Kim K.H. Int. J. Food Microbiol. 2007. Vol. 118. No. 1. P. 52. 77. Clifford J.R., Williams A.A. Supercritical Fluid Methods and Protocols Human Press. Totowa,
New Jersey, 2000.
78. Hong S.-I., Pyun Y.-R. J. Food Sci. 1999. Vol. 64. P. 728.
79. Hemmer J.D., DrewsM.J., LaBerge M., Matthews M.A. J. Biomed. Mat. Res. Appl. Biomat. 2007. Vol. 80B. No. 2. P. 511.
80. Zhang J., Sarah B., Courtney G., Michael M., Michael D., Laberge M. J. Microbiol. Methods. 2006. Vol. 66. No. 3. P. 479.
81. Hong S.I., Park W.S., Pyun Y.R. LWT-Food Sci. Technol. 1997. Vol. 30. P. 681. 82. Erkman O. Food Microbiol. 2000. Vol. 17. P. 225.
83. Bang W. Combined effects of CO2, pH and high hydrostatic pressure on inactivation of Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli in apple juice. Masters Thesis, Washington State Univ., 1998.
84. Lin Ho-mu, Yang Z., Chen L.F. Chem. Eng. J. 1993. Vol. 52. P. B29.
85. Matser A.M., Krebbers B., van den Berg R.W., Bartels P.V. Trends in Food Science & Technology. 2004. Vol. 15. P. 79.
86. Zhang J., Dalal N., Gleason C., Matthews M.A., Waller L.N., Fox K.F., Fox A., Drews M.J. J. of Supercritical Fluids. 2006. Vol. 38. P. 268.
87. Spilimbergo S., Bertucco A., Lauro F.M., Bertoloni G. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2003. Vol. 4. P. 161.
88. Garcia-Gonzalez L., Geeraerd A.H., Spilimbergo S., Elst K., Van Ginneken L., Debevere J., Van Impe J.F., Devlieghere F. Int. J. of Food Microbiology. 2007. Vol. 117. P. 1.
INACTIVATION OF MICROORGANISMS USING SUPERCRITICAL CO2
1À.V. Suslov, 1I. N. Suslova, 1B.F. Yarovoy, 2À.Yu. Shadrin*, 2À.À. Murzin, 2N.V. Sapozhnikova, 2À. À. Lumpov, 2À. S. Dormidonova
1Konstantinov Institute of Nuclear Physics, Gatchina, Russia 2Khlopin Radium Institute, Saint-Petersburg, Russia
The studies, in which the possibility of utilization of compressed CO2 as an environment-friendly («green») alternative sterilizing agent is demonstrated, are reviewed. Also, suggested in literature mechanisms of inactivating action of CO2 onto various microorganisms are analyzed as influenced by various operation factors such as pressure, temperature, duration, type of microbes, and treated material.
