EXPOSURE OF A SURFACE WHEAT GRAIN MICROBIOTA TO GAMMA RAYS AND ACCELERATED ELECTRONS
Authors: ЯИЦКИХ А.В. , СТЕПАНЕНКО Д.С. 
Published: November 2022

Для использования зерна, отличающегося от кондиционного по микробиологическим показателям, требуется эффективный и безопасный способ стерилизации, к которому можно отнести ионизирующие излучения. Исследовано влияние и эффективность доз радиационных обработок на поверхностную микробиоту зерна. Объектом исследования были образцы свежеубранного зерна пшеницы с преобладанием в видовом составе микробиоты полевых грибов и бактерий Fusarium sp., Alternaria sp., Erwinia herbicola и хранившегося в благоприятных условиях в течение 4 лет зерна пшеницы, в котором преобладали грибы хранения, или плесени,Aspergillus sp., Penicillium sp. Обработку проводили ионизирующими излучениями на γ-установке с общей активностью источника излучения Co60 3,329 · 1015 Бк при мощности дозы 60 Р/ч с таким расчетом, чтобы получить поглощенные дозы облучения в запланированных величинах – 150, 300, 600 и 1000 Гр, и на ускорителе частиц с энергией электронов 10 МэВ при дозе облучения 600 и 1000 Гр. Установлено, что γ-излучение позволяет существенно изменять количество и видовой состав микробиоты зерна: уже при 190 Гр на 60–80% уменьшается количество бактерий, при 372–726 Гр начинается подавление развития грибов храненияAspergillus sp., Penicillium sp. На грибы Fusarium sp. и Alternaria sp γ-излучение воздействует не так эффективно: в среднем уменьшение роста и развития микробиоты происходит в пределах 45%, но при этом в облученных пробах, как и при воздействии на ускорителе электронов, увеличивается количество колоний со стерильным мицелием. Воздействие ускорителя электронов на бактерии и плесневые грибы идентично воздействию γ-излучателя: стерилизация достигает 98–99%. При облучении зерна пшеницы дозой 1000 Гр воздействие на грибы рода Fusarium sp. и Alternaria sp. было максимальным, развивалось всего 10% колоний относительно контроля.
Ionizing radiation can be used as an effective and safe method of sterilization of substandard microbiological indicators of grain. The effect and effectiveness of radiation treatment doses on the surface microbiota of grain has been studied. Samples of freshly harvested wheat grain with a predominance in the species composition of the microbiota of field fungi and bacteria Fusarium sp., Alternaria sp., Erwinia herbicola and wheat grain stored in favorable conditions for 4 years, dominated by storage fungi, or mold, Aspergillus sp., Penicillium sp., were the object of the study. The treatment was carried out by ionizing radiation on a γ-installation with a total activity of the Co60 radiation source of 3,329 · 1015 Bq at a dose rate of 60 R/h in such a way that the absorbed radiation doses were 150, 300, 600 and 1000 Gy, and on a particle accelerator with an electron energy of 10 MeV at an irradiation dose of 600 and 1000 Gy. It was found that γ-radiation can significantly change the amount and species composition of the grain microbiota: already at 190 Gy the number of bacteria decreases by 60–80%, at 372–726 Gy, the suppression of the development of storage fungi Aspergillus sp., Penicillium sp. begins. The fungi Fusarium sp. and Alternaria sp. are not affected as effectively by γ-radiation: on average, a decrease in the growth and development of the microbiota occurs within 45%, but at the same time, in irradiated samples, as when exposed to an electron accelerator, the number of colonies with sterile mycelium increases. The effect of the electron accelerator on bacteria and mold fungi is identical to the effect of the γ-emitter: sterilization reaches 98–99%. When irradiating wheat grain with a dose of 1000 Gy, the effect on fungi of the genus Fusarium sp. and Alternaria sp. was maximal, only 10% of colonies developed relative to the control.