Инактивация стафилококкового энтеротоксина

Продовольственная безопасность является одним из главных приоритетов развития пищевой промышленности и общественного питания. Пищевые отравления могут быть двух типов и вызываются потреблением продуктов, содержащих токсины, а также продуктов, содержащих инфекционные патогены.

В случае пищевого отравления токсины могут производиться бактериями или находиться в самих в пищевых продуктах, например, в некоторых грибах. Токсины также могут быть небиологического происхождения, но непосредственно влияющие на биологические реакции, протекающие в организме. Симптомы, связанные с пищевым отравлением, проявляются в виде тошноты и рвоты. В некоторых случаях последствия оказываются летальными.

Токсины бывают различного происхождения. Два самых известных бактериальных токсина в продуктах питания продуцируются Staphylococcus aureus и Clostridium botulinum. Некоторые токсины, такие как микотоксины, даже в небольших концентрациях действуют продолжительное время [9, 10, 39]. Другая проблема, связанная с токсинами, вызывающими пищевые отравления, — их устойчивость к высокой температуре, что не позволяет избавиться от них при термической обработке продуктов.

Стафилококковые энтеротоксины — это белки с молекулярной массой 27 — 30 кДа. На сегодняшний день обнаружены, по крайней мере, восемь стафилококковых энтеротоксинов, среди которых наиболее опасный и устойчивый стафилококковый энтеротоксин A, отличающийся высокой степенью термостабильности и устойчивостью к химическим воздействиям — к кислотам и щелочам [67, 83]. Чтобы вызвать у людей пищевые отравления достаточно 200 нг стафилококкового энтеротоксина. Токсин при концентрации 0,4 до 0,8 нг/мл может вызывать заболевание в течение 3−5 часов после потребления загрязненных продуктов питания. Таким образом, очень важно найти способ инактивации стафилококкового энтеротоксина [49, 67].

Для инактивации стафилококкового энтеротоксина использовали электроактивированные водные растворы, полученные в электроактиваторе с неселективной мембраной путем электролиза 0,1% раствора хлористого натрия [67]. Авторы использовали постоянный электрический ток напряжения 9 и 11 В. После электролиза анолит имел рН 2,5−2,8, редокспотенциал +1180 мВ, минерализацию 36,3 мг/мл, концентрацию активного хлора по гипохлориту натрия эквивалентную 0,67 мМ. Сильно щелочной акатолит при рН 11,6−12,0 имел окислительно-восстановительный потенциал около -880 мВ.

Так как электроактивированные растворы обычно не очень стабильны, и их бактерицидный эффект наиболее высок в первые часы после электролиза, дезинфицирующие свойства анолита и католита были протестированы авторами сразу после электроактивации раствора хлористого натрия. Фиксированные количества стафилококкового энтеротоксина смешивали с анолитом в различных соотношениях [67]. Оценку эффективности инактивации при времени реакции 30 мин проводили несколькими методами: обращенно-фазовой латексной агглютинацией, иммуноанализом, электрофорезом в полиакриламидном геле и аминокислотным анализом. Экспозиция 70 нг (что соответствует 2,6 пМ) стафилококкового энтеротоксина в 25 мкл PBS, разбавленного 10-ти кратно раствором анолита, привела к отсутствию иммунореакции между энтеротоксином и специфическими к нему антителами. Электрофоретический анализ показал, что раствор анолита вызывал фрагментирование стафилококкового энтеротоксина, а состав аминокислот изменился: полностью отсутствовали такие аминокислот, как метионин, тирозин, изолейцин, аспарагиновая кислота. Было отмечено, что стафилококковый энтеротоксин, экскретируемый культурой в питательный бульон, также разрушался в электроактивированном водном растворе с высоким положительным окислительно-восстановительным потенциалом.

Таким образом, анолит может быть использован для обеспечения безопасности пищевых продуктов в пищевой промышленности [67].