2) снижение всасываемости поступивших в организм радионуклидов;
3) блокирование инкорпорации (накопления) всосавшихся в кровь радионуклидов в органах и тканях;
4) ускорение выведения радионуклидов из организма;
5) санитарную обработку и дезактивацию;
6) эвакуацию пострадавших в специализированные медицинские учреждения.
Защита организма от радиационного воздействия осуществляется путем следующих методов:
1) использование защитных сооружений для массовой защиты населения и средств индивидуальной защиты человека;
2) использование радиопротекторов различного происхождения, повышающих радиоустойчивость организма;
3) уменьшение поступления радионуклидов в организм;
4) ускорение выведения радионуклидов из организма.
Выделяют физическую и фармакохимическую противолучевую защиту.
При радиационных инцидентах физическая защита осуществляется тремя способами.
Первый способ – защита временем. Этот способ обеспечивает снижение дозовых нагрузок от ионизирующих излучений во времени путем сокращения времени нахождения в зоне действия излучений.
Второй способ – защита расстоянием. Этот способ обеспечивает снижение дозовых нагрузок путем удаления облучаемого объекта на большее расстояние от источника излучения.
Третий способ – защита организма с использованием средств массовой защиты и средств индивидуальной защиты, которые препятствуют прямому контакту ионизирующих излучений с организмом.
К средствам массовой защиты относят специальные сооружения (убежище), здания, а также защитные экраны из легких материалов (стекло, плексиглас) и воды. Средства индивидуальной защиты должны обеспечивать защиту органов дыхания (противогазы всех модификаций, респираторы, тканевые маски и ватно-марлевые повязки), защиту глаз (защитные и закрытые очки), защиту кожи (защитный костюм, закрытый комбинезон, комплект фильтрующей одежды).
Под фармакохимической лучевой защитой понимают ослабление лучевого поражения организма при использовании радиопротекторов, применяемых в разные сроки перед облучением, которые одновременно действуют на состояние организма и иммунную систему. Защита организма радиопротекторами происходит на следующих уровнях – молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом. В настоящее время известно более 1000 химических соединений, которые можно использовать в качестве радиопротекторов. Однако практическое применение на человеке имеют далеко не все протекторы, потому что мало изучены механизмы их действия как в конкретных, так и в разных условиях облучения. Среди радиопротекторов наиболее перспективными и высоко эффективными являются два класса соединений – индолилалкиламины и меркаптоалкиламины. К классу индолилалкиламинам относят производные триптамина – серотонин и мексамин. К классу меркаптоалкиламинам относят продукты декарбоксилирования цистеина – цистеинамины (цистеамин, 2-меркапто-этиламин – МЭА, бекаптан, меркамин).
Радиопротекторы иммунной терапии разделяются на пять групп.
Первая группа – препараты микробного происхождения, которые являются стимуляторами иммунитета. К этой группе относят препараты, состоящие из целых микробных клеток, бактериальных полисахаридов, экстрактов веществ, содержащих сульфгидрильную группу, препараты рибосом микробных клеток, препараты клеточной стенки микробов, а также грибковые гликаны. Среди этих препаратов широко используются рибомунил и ликопид. Введение в организм рибомунила обусловливает образование специфических антител, повышение функциональной активности фагоцитов и макрофагов, стимулирует деятельность всей иммунной системы, а также Т- и В-лимфоцитов. Ликопид стимулирует все формы противоинфекционной защиты организма (фагоцитоз и гуморальный иммунитет), а также обладает способностью разрушать различные токсины и ксенобиотики.
Вторая группа – препараты тимического происхождения. Это очищенные экстракты из тимуса телят, ягнят, тюленей, которые содержат биологически активные вещества. Из этой группы препаратов чаще используют Т-активин и тималин, которые усиливают функциональную активность Т-лимфоцитов, что приводит к повышению антиинфекционной и противоопухолевой устойчивости, замедлению старения иммунных клеток.
Третья группа – препараты костномозгового происхождения, которые выделяют из клеток костного мозга млекопитающих. Наиболее распространенным препаратом является миелопид, который способствует самовосстановлению или регенерации костного мозга.
Совместное применение препаратов тимуса и костного мозга способствует более быстрому восстановлению кроветворной и иммунной систем.
Четвертая группа – химически чистые препараты, представленные химически чистыми молекулами различных биологически активных веществ. Эти препараты включают индолилалкиламины, меркаптоалкиламины, 3 белковые молекулы (ИЛ-1, ИЛ-1а, ИЛ-1р), цитокины, производные пиримидинов, интерферон, иммуноглобулин, витамины (В1, В6, В12, Е, С), сульфгидрильные соединения (цистин, цистеамин, цистамин, цистеин, серотонин, гистамин, резерпин), комплексы поливитаминов и антиоксидантов. В настоящее время используются белковые молекулы (особенно ИЛ-1), интерферон, цитокины, которые стимулируют защитные реакции организма, направленные на ограничения распространения инфекций, и способствуют угнетению вторичных иммунодефицитов.
Пятая группа – биогенные стимуляторы и адаптогены. Это продукты растительного и животного происхождения, а также синтетические препараты, которые повышают общую сопротивляемость и адаптацию организма при действии на него различных факторов. В качестве биостимуляторов используют мед и другие продукты пчеловодства (маточное молочко, прополис), а также цветочную пыльцу и ее различные препараты. В качестве биогенных стимуляторов растительного происхождения используют такие лекарственные растения, как женьшень, элеутерококк, левзею, родиолу, аралию, лимонник, подорожник, шиповник, а также микроводоросль спирулину. Среди биогенных стимуляторов животного происхождения наибольшее распространение получил пантокрин, полученный из рогов оленя, изюбря, а также выделенный из млекопитающих морей и океанов, рыбы, моллюсков и ракообразных. К адаптогенам относят гормоны, поливитамины, витамины группы В, антиоксиданты и др.
При хроническом облучении организма малыми дозами радиации, которые население получает на радиационно загрязненных территориях, наиболее эффективны препараты, которые защищают иммунную систему и повышают радиоадаптацию организма.
После чернобыльской катастрофы возникла необходимость защиты организма человека, проживающего в условиях радиоактивного загрязнения и постоянно подвергающегося хроническому внутреннему и внешнему облучению. Для этой цели необходим поиск и применение специальных радиопротекторов, защитное действие которых направлено на нейтрализацию первичных свободных радикалов, возникающих в клетках при облучении молекул воды и других молекул.
При облучении продуктов питания с целью увеличения сроков хранения к их качеству предъявляются следующие требования:
1) обеспечение безопасности для здоровья человека;
2) отсутствие наведенной (индуцированной) радиоактивности в облученном продукте;
3) сохранение пищевой ценности облученного продукта;
4) отсутствие токсических, химических изменений в облученном продукте;
5) обеспечение безопасности облученных продуктов в отношении микробного заражения.
Ионизирующее излучение применяют в различных отраслях пищевой промышленности для следующих целей:
– продления сроков хранения пищевых продуктов и лучевого консервирования;
– изменения качества сырья для улучшения его технологической обработки;
– ускорения медленно идущих процессов в пищевой технологии.
Достижение поставленных целей базируется на различных процессах, вызываемых ионизирующем излучением.
Ионизирующее излучение для продления сроков хранения пищевых продуктов и лучевого консервирования используют, во-первых, для продления хранения пищевого картофеля, лука, чеснока и корнеплодов в весенне-летние месяцы.
Во-вторых, ионизирующее излучение используют для продления хранения скоропортящихся ягод и фруктов на сроки их транспортировки от производителя к потребителю, а также для хранения фруктовых соков.
Гамма-облучение свежесобранных ягод и фруктов, снижая численность патогенных возбудителей, способно продлить сроки их хранения. Наиболее благоприятной для этих целей считается доза 200–300 Гр и последующее хранение облученных продуктов при пониженной температуре, что способствует продлению сроков хранения с 5–6 суток до 12–30 суток, а это особо важно при транспортировке ягод и фруктов. Рекомендуемые дозы гамма-облучения для увеличения сроков хранения земляники и малины составляют 200–300 Гр, черешни и вишни – 250 Гр, персиков и абрикосов – 200–300 Гр, мандаринов, апельсинов и авокадо – 100 – 150 Гр, винограда – 200 Гр, томата – 250 Гр. Упаковка сочных ягод и фруктов перед облучением в специальную тару и последующее хранение в холодильниках почти в 2 раза увеличивают сроки хранения, снижают потери с 15–25 % до 1 % и не ухудшают их пищевую ценность.
При облучении ионизирующим излучением южных фруктов одновременно уничтожаются плодовые мушки во всех стадиях развития, некоторые микроорганизмы и гнилостные грибы, а также продляются сроки хранения на 1–3 месяца.
Продлению времени хранения фруктовых соков с сохранением свежего вида и вкуса способствует радиационный метод пастеризации. Основная причина быстрой порчи фруктовых соков – это наличие в них различных рас дрожжей, которые интенсивно размножаются при хранении и вызывают брожение сахаров, всегда имеющихся в соках. Дозы, необходимые для радиационного подавления жизнедеятельности дрожжей, составляют 15–20 кГр. Однако при таких дозах значительно изменяются органолептические качества соков, количество органических кислот и аминокислот, появляются различные продукты окисления, что не позволяет использовать такие соки в рационе питания человека. Для снижения дозы облучения, устранения этих недостатков и продления сроков хранения используют температурный эффект, т. е. облучают соки, предварительно нагретые до 50 ºС. В этом случае доза, в зависимости от вида сока и предполагаемого срока хранения, снижается до 300–500 Гр (хранение сока более года) и до 160 – 180 Гр (хранение сока до трех месяцев). Совместное действие облучения и температуры резко усиливает процессы, подавляющие деление дрожжевых клеток, и снижает процесс брожения соков. В облученных соках быстрее происходят процессы, связанные с их осветлением. Они менее вязкие и мутные, быстрее фильтруются и содержат меньше коллоидных веществ. Радиационная обработка сока приводит к значительному уменьшению дубильных веществ. При радиационной консервации соков и напитков их облучают в упакованном виде.
Кроме ягод, фруктов и соков ионизирующим излучением облучают также специи, приправы, сухие фрукты, бобы какао, орехи, муку, грибы, семена и другие сухие продукты питания дозой 10 кГр.
В-третьих, ионизирующие излучения используются для продления сроков хранения и обеззараживания мяса, птицы, рыбы и других продуктов моря, а также их полуфабрикатов и кулинарных изделий. Радиационная технология обработки и хранения мяса, птицы, рыбы основана на методах пастеризации и стерилизации.
Радиационные методы хранения этой продукции имеют ряд преимуществ: 1) увеличиваются сроки хранения продукции; 2) уменьшаются потери при хранении и транспортировке; 3) продукция не загрязняется химическими препаратами; 4) создается возможность обработки продукции в любой упаковке; 5) появляется возможность механизировать и автоматизировать весь технологический процесс.
Ионизирующее излучение успешно используют для продления сроков хранения сырого охлажденного и замороженного мяса говядины, свинины, кроликов, птицы. серьезным препятствием для длительного хранения облученного мяса являются автолитические ферменты, сохраняющие свою активность даже при стерилизующих дозах. Поэтому при хранении в облученном мясе замедляются процессы автолиза и денатурации белков, изменяется большинство окислительно-восстановительных реакций, что в конечном итоге проявляется в виде изменения запаха и цвета мяса (говядины – до буро-коричневого, а свинины – до серо-коричневого).
Для мяса мелких животных (кролик) и птицы (куры, гуси, утки) используют метод предубойного гамма-облучения в сублетальных дозах.
В настоящее время РБТ, используемые для продления сроков хранения мяса, включает пять процессов:
первый процесс – консервирование мяса в растворе поваренной соли и фосфатов;
второй процесс – бланширование мяса при температуре 70–75 ºС;
третий процесс – вакуумная расфасовка в банки или гибкую упаковку;
четвертый процесс – замораживание упакованного мяса при температуре – 40 ºС;
пятый процесс – облучение упакованного замороженного мяса.
Облучение яиц птицы в дозе 5 кГр убивает сальмонеллу и увеличивает сроки хранения в 3–5 раз.
Рыба и морепродукты относятся к скоропортящимся продуктам, потому что микроорганизмы, содержащиеся в их составе, быстро размножаются при температурах, незначительно превышающих оптимальную среду их обитания. Для продления сроков хранения рыбы и морепродуктов используют сушку, вяление, соление, копчение, замораживание, консервирование в различном виде, изготовление различных полуфабрикатов. Общеизвестно, что сроки хранения свежей рыбы при нормальной температуре не превышают нескольких часов. Ежегодные потери морепродуктов из-за порчи в процессе хранения могут составлять миллионы долларов. Применение РБТ для сохранения рыбы и различных морепродуктов может значительно уменьшить их потери, удлинить сроки хранения и способствовать применению современных методов консервирования.
Аналогично продлеваются сроки хранения копченой рыбы. При этом свежую рыбу сначала коптят, а затем проводят выше перечисленные процессы. Радиационная обработка свежей рыбы в дозе 2 кГр увеличивает срок хранения до 30 суток, а в дозе 4 кГр – до 60 суток при 2 ºС. Радиационная обработка свежей рыбы увеличивает срок хранения в 2–5 раз, что позволяет снабжать свежей рыбой отдаленные районы.
В связи с увеличением производства зерна большое значение приобретает проблема сохранения собранного урожая без порчи и потерь. Важное место в деле сохранности зерна занимает борьба с насекомыми-вредителями хлебных запасов. Большое значение в этой борьбе приобретает радиационная дезинфекция зерна при хранении. Метод основан на разной радиочувствительности видов насекомых, а также на разной радиочувствительности насекомых в различных стадиях развития.
Облучение успешно используется для дезинсекции бобов, орехов, сухофруктов, специй, пряностей. При этом уничтожаются все вредители этих продуктов на разных стадиях развития.
При гамма-облучении растительного и животного сырья в относительно высоких дозах проявляются последствия радиолиза высокополимерных (сложных) веществ, составляющих структуру ткани сырья. В результате изменяется ряд ее свойств: проницаемость, сорбируемость, жесткость, экстрагируемость, набухаемость, которые представляют интерес при технологической обработке сырья.
Основной процесс для растительного сырья – радиолиз полимерных углеводов, таких, как целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, галактаны, крахмал, пентозаны, полифруктозы, липиды, а для животного сырья – радиолиз мукосахаридов, белков, липидов, таких, как коллаген и проколлаген, кератин, эластин, которые являются основными компонентами соединительной и основной ткани и биомембран.
При облучении полисахаридов (клетчатки, крахмала, инулина, пектина) в дозах сотни кГр как в растворах, так и в составе сырья происходит реакция деполимеризации, т. е. образование более простых соединений, приводящих к изменению вязкости, растворимости, механической прочности и других их физических свойств. При облучении клетчатки, наряду с деполимеризацией, наблюдается образование органических кислот, радиационный выход которых снижается с увеличением дозы облучения. Деполимеризация молекул крахмала сопровождается снижением температуры набухания крахмальных зерен, появлением олигосахаридов и редуцирующих сахаров, повышением их растворимости в воде. При этом одновременно образуется небольшое количество различных нерастворимых веществ, возникающих в результате реакции полимеризации. Облучение инулина в чистом виде не вызывает значительного разрушения молекул. Однако, при облучении водного раствора инулина в присутствии кислорода, радикалы инулина реагируют с кислородом и продуктами радиолиза молекулы воды (ОНº, Нº и е-aq), что приводит к быстрой и значительной деградации его молекул.
Деполимеризация инулина сопровождается выходом сахарозы, фруктозы, глюкозы, дезоксисахаров, формальдегида, щавелевой кислоты. Пектин очень чувствителен к гамма-облучению, при этом уже при дозе 10 кГр происходит деградация молекул с образованием низкомолекулярных фрагментов и изменением вязкости. Он наряду с липидами входит в состав оболочек растительных клеток. Поэтому предварительное облучение растительного сырья значительно повышает проницаемость клеточных оболочек и увеличивает выход ягодного и плодового соков, алколлоидов, эфирных масел, лекарственных веществ.
В технологической обработке сырья животного происхождения важная роль отводится разрушению соединительной ткани, одним из компонентов которой является талуроновая кислота, относящаяся к высоковязким полимерам. Облучение сырья в кислых растворах дозой 5 кГр сопровождается полной потерей вязкости этой кислоты, потому что происходит быстрый радиолиз молекулы до свободных радикалов и их взаимодействие с радикалом ОНº и е-aq.
Существенную роль в улучшении обрабатываемого сырья играет радиолиз белков (коллагена, желатина). Облучение коллагена в сухом виде приводит к распаду молекул, нарушению структурного состояния и повышению растворимости, а в присутствии воды – к образованию межмолекулярных сшивок с участием ее радикалов. Радиолиз коллагена имеет большое значение при радиационной обработке кожи, сухожилий, костно-хрящевой ткани. Технологически используемый желатин – это смесь продуктов деградации коллагена. Растворы желатина имеют устойчивую желеобразную структуру, что широко используется в пищевой промышленности. Для продления сроков хранения, сохранения вязкости и желеобразования сухой желатин облучают дозой 15–20 кГр.
В разных областях пищевой технологии для получения продуктов с высокими показателями качества требуется значительное время. Длительность процесса обусловлена:
- слабой проницаемостью и медленной экстракцией нужных веществ;
- медленным процессом взаимодействия кислорода воздуха с нужными веществами;
- низкой активностью ферментов, участвующих в ферментативных процессах.
В то же время установлено, что под влиянием облучения длительность этого процесса сокращается по следующим причинам:
| !Контрольная работа (задание) |
| 1112 |
| 1119 |
| 1131 |
| 1302 |
| 2 |
| 2 |
| 2.ОМК.6112.Апарина О. А. |
| 2392 |
| 2673 |