§1. Товарные формы, свойства, аналитические сведения
Окись этилена – химически активный газ со слабым сладковатым запахом. Применяется в виде смесей с негорючими газами, например диоксидом углерода (Саrtох®, Т-Gas® и др.) или фторуглеродами.
Для определения остатков окиси этилена в обработанных ею пищевых продуктах исследуемый материал нагревают с ксилолом. Выделяющуюся окись этилена можно определить газохроматографически.
§2. Токсиколого-гигиеническая оценка
Для крыс и морских свинок LD50 окиси этилена при пероральном введении составляет примерно 300 мг на 1 кг массы тела. У человека окись этилена в концентрации 100-200 мг на 1 л воздуха вызывает мгновенную смерть.
Морские свинки, кролики и обезьяны переносят без последствий около 0,1 мг окиси этилена в 1 л воздуха по 7 часов 5 дней в неделю в течение многих месяцев. В тех же условиях мыши и крысы переносят без заметного вреда для здоровья вдвое меньшую концентрацию. По другим данным, лабораторные животные длительное время переносят 2 мг окиси этилена в 1 л воздуха.
В литературе имеются сообщения о мутагенном действии окиси этилена.
В пищевых продуктах, обработанных окисью этилена, токсикологическую опасность представляет скорее не она, а продукты се превращения. Основной из них – этиленхлоргидрин; законченные исследования токсических свойств последнего отсутствуют.
§3. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах
Окись этилена разрешена в ряде стран для окуривания некоторых безводных пищевых продуктов.
§4. Действие на микроорганизмы
Окись этилена следует считать скорее дезинфицирующим средством, чем консервантом, так как она (при достаточной концентрации) быстро уничтожает микроорганизмы. Ранее полагали, что действие окиси этилена обусловлено этиленгликолем, образующимся при её гидролизе. Теперь ясно, что это не так, поскольку сам этиленгликоль гораздо менее эффективен, чем окись этилена. Последняя алкилирует белки и тем самым служит универсальным ядом для протоплазмы. Кроме того, окись этилена реагирует с сульфгидрильными и другими активными группами ферментных систем.
Эффективность окиси этилена зависит от се концентрации в газовой фазе, времени воздействия, температуры, давления и относительной влажности воздуха. Удвоение концентрации окиси этилена снижает время, необходимое для уничтожения микроорганизмов, в два раза. Чем выше температура, тем быстрее наступает действие. Оптимум находится при 60°С130. Увеличение давления ускоряет действие окиси этилена. В отличие от формальдегида окись этилена более эффективна при низкой относительной влажности воздуха, чем при высокой. Однако некоторая минимальная влажность должна быть.
Вследствие универсальной реакционной способности окиси этилена по отношению к белкам протоплазмы микроорганизмов спектр её действия весьма широк. Против бактерий окись этилена действует сильнее, чем против дрожжей и плесеней (особенно рода Alternaria). Из бактерий наименее чувствительны Bacillus subtilis, клостридий и стафилококки. Против грамположительных бактерий окись этилена действует несколько слабее, чем против грамотрицательных.
§5. Области применения
Первоначально окись этилена использовалась в качестве средства защиты запасов продовольствия от грызунов и насекомых. Применение её для обеззараживания пищевых продуктов началось в 1933 году.
Из-за токсичности для человека, горючести и взрывоопасности окись этилена используется только в закрытых установках. Обрабатываемые предметы или пищевые продукты приводят в контакт с окисью этилена в особых стерилизационных камерах (под вакуумом, при нормальном или небольшом избыточном давлении). Процессом управляют, изменяя главным образом время экспозиции и температуру.
Во избежание взаимодействия окиси этилена с компонентами пищи ею обрабатывают только продукты с низким содержанием воды, в основном пряности. Последние можно обрабатывать даже в упакованном виде, так как обычные упаковочные материалы проницаемы для окиси этилена. Время экспозиции составляет, как правило, несколько часов, концентрация около 500 мл на 1 м3 газовой фазы.
Окись этилена применяется для стерилизации медицинских приборов и в качестве средства борьбы с вредителями, например, зерна, но такое использование не относится к теме данной книги.
§6. Прочие действия
Окись этилена может реагировать со многими компонентами продуктов питания, образуя нежелательные по органолептическим свойствам ил и другим причинам вещества. С водой окись этилена образует этиленгликоль, со спиртами - этиленгликолевыс эфиры, с сульфгидрильными компонентами – тиоэфиры.