低線量照射した魚類食品の微生物学的安全性において、とくにボツリヌスE型菌の発育と毒素産生の問題は重要である。これまでに報告〔1〕,〔2〕,〔3〕,〔4〕された接種試験の結果によると、いずれも低線量照射によってかえって毒素産生が促進されるという成績が得られている。この理由に関してはいろいろ考えられるが、拮抗微生物の減少説〔5〕、培地成分の変化説〔4〕,〔6〕、あるいは放射線による芽胞の活性化説〔2〕などがある。
前報〔7〕において著者らは、ボツリヌスE型菌芽胞のD値は平均0.132Mradで、A型菌にくらべてかなり低いことを述べた。しかしながら低線量照射(0.3Mrad)おいては、培地成分の保護効果もあるので、この程度の線量ではかなりの芽胞が生き残るものと考えられる。本報においては、これらの生残芽胞が発育する場合、果して放射線による発芽化(Activation)を受けるかどうかを明らかにするため2,3の実験を行なった。
Clostridium botulinum type E岩内株芽胞の精製は、前報〔8〕記載の方法によった。芽胞蒸留水浮遊液のガンマ線照射は、コバルト60(0.72Mrad/h)照射装置を用い氷水冷却下に行なった。加熱ショックは、65℃で10分間行なった。発芽用培地としては、(A);L−アラニン(25mM)+グルコース(2mM)+重炭酸ナトリウム(0.1%)+リン酸塩バツハー、pH6.8(40mM)および(B);L−アラニン(25mM)+DL−乳酸ナトリウム(10mM)+重炭酸ナトリウム(0.1%)+リン酸塩バツハー、pH6.8(40mM)の二つの培地を使用した。発芽の判定は、上記培地に芽胞を加えて37℃にインキュベートし、その際こん濁度(光学密度,O.D.)の減少を測定する方法によった。
精製および未精製芽胞のガンマ線に対する生残曲線を比較すると、Fig.1に示すようにほとんど差異が認められない。従って精製過程による放射線抵抗性の変化は無いものと考えられる。精製芽胞の放射線照射による生残率をTable 1に示す。
Viability of γ−irradiated spores of Clostridium botulinum type E. |
Radiation dose(Mrad) |
Survivors (%) |
0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 0.9 |
43 15 4.8 1.3 0.043 0.0051 0.0025 |
ボツリヌスE型菌芽胞は、他の細菌芽胞と同様培養直後では発芽の不活性が認められるが、これを老化(Aging)または加熱ショックによって活性化させることができる〔8〕。今比較的若い芽胞を65℃、10分間加熱した後発芽をしらべると、培地によって活性化の様子が異なる。すなわち、培地Aを用いた場合はFig.2に示すように、発芽の初速度は若干高まるが、終局の発芽の度合は非加熱試料より低くなり、加熱による不活性化がみられる。これに対して培地Bを用いた場合は、Fig.3に示すように、明らかに加熱による活性化がみられる。このような活性化の相違は、培地成分の違いに由来するもので、培地Aにおけるグルコースを基質とする発芽機構(おそらく解糖酵素系が関与する)が比較的熱に不安定であり、一方培地Bにおける乳酸を基質とする発芽機構は熱に安定であるためと推察される。
細菌芽胞が致死線量以上の放射線によって細胞膜の透過性に変化を来し、発芽様変化を起すことは知られている〔9〕,〔10〕。また最近Gould & Ordal〔11〕は、Bac.Cereusの芽胞が致死線量以下のガンマ線によって活性化されることを報告した。彼らによると、活性化は加熱の場合と同じように芽胞内マクロ分子の放射線による構造変化に由来するものであるとされている。
ボツリヌスE型菌芽胞に照射線量をいろいろ変えて照射した後、発芽試験を行なった。その結果はまず培地Aを用いた場合では、線量の増加とともに発芽の不活性がみられ、活性化は全くみられなかった。(Fig.4)これは加熱ショックの場合と同様に発芽機構に関与する酵素系が放射線に対しても不安定なためと考えられる。一方培地Bを用いた場合では、1.2Mradまでは非照射コントロールと発芽は同じであるが、それ以上の大線量では不活性化が起ることが分った(Fig.5)。しかし加熱ショックにみられるような活性化は全く起らなかった。
次に加熱ショックと放射線照射の併用効果を知るため、ガンマ線照射が加熱ショックの前後において発芽に及ぼす影響をしらべてみた。その結果はTable 2に示すとおりであり、このことは放射線照射が加熱による活性化機構になんら影響を及ぼさないものであることを示している。
以上の実験によって明らかなように、ボツリヌスE型菌芽胞は加熱ショックによって活性化されるが、放射線によっては活性化されないことが判明した。従って低線量照射した魚類食品におけるボツリヌスE型菌の毒素産生促進が、芽胞の活性化によるものとは云えないようである。これに関して、最近F型菌について、活性化は伴なわないがやはり低線量照射した場合に毒素産生が促進されることが報告された〔12〕。しかもこの場合純培養実験なので他の拮抗微生物や培地の影響は考えられない。すなわち本菌自体のなんらかの変化による促進効果と目される。いずれにせよこの問題については今後さらに検討されなければならない。
Effect of γ−irradiation on the germination of heat−shocked spores of Clostridium botulinum type E in medium B. |
Radiation dose (Mrad) |
Rate of fall in O.D. (%/min) |
||
Without heat−shock |
Heat−shock after irradiation |
Heat−shock before irradiation |
|
0 0.1 0.3 0.6 0.9 1.2 |
1.6 1.6 1.7 1.7 1.6 1.7 |
4.4 4.4 4.4 4.3 4.2 4.2 |
4.6 4.6 4.5 4.5 4.4 4.5 |
〔1〕Cann,D.C.,Barbara B.Wilson,
G.Hobbs,and J.M.Shewan
:J.appl.Bact.,28,431−436(1965)
〔2〕Maunder,D.J.,W.P.Segner,
C.F.Schmidt,and J.K.Boltz
:U.S.AEC Rep.Conf.670945,
TID−4500(1967).
〔3〕Graikoski,J.T.
:U.S.AEC Pep.Conf.25232,
TID−4500(1968).
〔4〕安藤芳明,唐島田隆,小野悌二,飯田広夫
:食品照射,4,11−17(1969).
〔5〕Ajmal,M.:J.appl.Bact.,31,
124−123(1968).
〔6〕Eklund,M.W.,F,T.Poysky,and
D.I.Wieler:U.S.AEC Rep.Conf.
24881,TID−4500(1967).
〔7〕Ando,Y.,T.Karashimada;T.Ono,
and H.Iida
:食品照射,3,5−12(1968).
〔8〕Ando,Y.and H.Iida
:Japan.J.Microbiol.,14,
361−370(1970).
〔9〕Farkas,J.,and I.Kiss
:Acta microbiol.Acad.Sci.hung.,
12,15−28(1965).
〔10〕Levinson,H.S.,and M.T.Hyatt
:J.Bact.,80,441−451(1960).
〔11〕Gould,G.W.,and Z.J.Ordal
:J.gen.Microbiol.,50,77−84
(1968).
〔12〕Williams−Walls,N.J.
:Appl.Microbiol.,17,128−134
(1969).
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