辐照对微生物的影响：微生物的耐辐照性

1.微生物的耐辐照性

辐照对微生物的作用是由于DNA分子本身受到损伤而导致微生物细胞死亡。研究表明，DNA受射线照射后，构成DNA分子的碱基发生分解或氢键断裂，但主要还是糖和磷酸结合的主链断裂，致使酶受到破坏，或细胞内的胶体状态发生变化，称为辐照的直接作用机制。同时，射线还照射DNA以外的细胞内各种物质，尤其是细胞内外大量存在的水分子所生成的游离基等引起的死亡机制，称为间接作用学说。水分子在辐照的作用下产生氢基、羟基、过氧化物基和过氧化氢等，不仅对食品成分有影响，而且对食品微生物也有很多的影响。表6-22列举了一些微生物的耐辐照性。

表6-22　一些微生物的耐辐照性

2.食品中微生物的耐辐照性

食品中不同微生物对射线的抵抗性不同，表6-23列出了食品中不同微生物对射线的敏感性。一般耐热性大的细菌，对射线的抵抗力较大，但也有例外，例如引起罐藏食品平酸变质的嗜热脂肪芽孢杆菌，具有较强的耐热性但对射线极为敏感；对射线有较大抵抗力的耐射线微球菌，其耐热性却较弱。酵母菌与霉菌相比，酵母菌对射线的抵抗力要大于霉菌，但两者都比革兰氏阳性菌弱。但某些假丝酵母菌株对射线的抵抗力类似于某些细菌的芽孢。另外，食品的状态、营养成分、环境温度、氧气存在与否、微生物的种类、数量等都影响着辐照杀菌的效果。此外，照射剂量影响微生物的存活，通常微生物随着被照射剂量的增加，其活菌的残存率逐渐下降。

表6-23　食品中不同微生物对射线的敏感性(www.xing528.com)

3.微生物耐辐照的机制

目前已知的无芽孢菌中耐辐照性最强的微生物有异常球菌属（Deinococcus）的4种菌，例如耐放射异常球菌（Deinococcus radiodurans）、嗜放射异常球菌（Deinococcus radiophilus）、解蛋白异常球菌（Deinococcus proteolyticus）和抗放射异常球菌（Deinococcus radiopugnans）；有异常杆菌属（Deinobacter）、红色杆菌属（Rubrobacter）和不动杆菌属（Acinetobacter）中各1种菌，例如大异常杆菌（Deinobacter grandis）、耐辐照红色杆菌（Rubrobacter radiotolerans）和抗辐照不动杆菌（Acinetobacter radioresistens）。

异常球菌是革兰氏阳性菌，通常以成对或四聚体形式存在，含有红色水溶性色素，最适生长温度为30℃，细胞壁含有碱性的L-鸟氨酸，（G+C）%在62%～70%。不含胞壁酸，最不寻常的特点是还有细胞外膜。此外，异常球菌的菌体中含有棕榈酸酯，占细胞膜脂肪酸的60%，为细胞脂肪酸总量的25%。其质膜上主要的异戊间二烯醌是甲基萘醌类化合物，甲基萘醌类是由两个萘醌基团组成，主要参与电子传递、氧化磷酸化，也可能参与营养物质的主动运送。C3异戊二烯端链的长度是1～14个异戊二烯单位。另外，异常球菌还含有MK-8，这与某些微球菌、游动球菌、葡萄球菌和肠球菌是一样的，磷脂中的主要成分是磷酸糖酯，而不是磷乙酰甘油或二磷乙醛甘油酯。

异常杆菌是革兰氏阴性菌，其他特征与异常球菌类似；耐辐照红色杆菌也是革兰氏阳性菌，性状与异常球菌相似，但细胞壁含有碱性的L-赖氨酸；抗辐照不动杆菌是革兰氏阴性菌，与异常球菌基本类似，不同点是（G+C）%在44.1%～44.8%，主要的异戊二烯醌是Q-9，而不是MK-8。

目前，这些菌种的耐辐照性的机理尚不清楚，但异常球菌具有较强的抗脱水能力，可能与耐辐照性有关，其他有些因素可能也与耐辐照性有一定的关系，例如复杂的细胞膜构成、色素形成能力、含有巯基基团等。