Блог

Sep 29, 2023

Выделение и характеристика почвенных бактериофагов против порчи пищевых продуктов и патогенных бактерий пищевого происхождения.

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9282 (2023) Цитировать эту статью

40 доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Микробиологическая порча пищевых продуктов и болезни пищевого происхождения являются основными проблемами пищевой промышленности, касающимися срока годности продуктов питания. Современные методы консервации часто связаны с изменениями органолептических характеристик и потерей питательных веществ. По этой причине бактериофаг предлагает альтернативный природный метод в качестве агента биоконтроля, который может уменьшить бактериальное загрязнение пищевых продуктов без изменения органолептических свойств. Это исследование было проведено с целью выделения и характеристики бактериофага из почвы для борьбы с бактериями, вызывающими порчу пищевых продуктов, такими как Bacillus cereus и Bacillus subtilis, а также патогенными бактериями пищевого происхождения, такими как энтеротоксигенная Escherichia coli (ETEC) и энтерогеморрагическая E. coli (EHEC). Выделение осуществляли методом наложения на агар и выделяли фаги BC-S1, BS-S2, ETEC-S3 и EHEC-S4. Круг хозяев всех выделенных фагов имел тенденцию быть узким и обладал высокой специфичностью по отношению к конкретным бактериям. Измеряли эффективность фага, при этом ETEC-S3 не показал эффективности против B. cereus, а EHEC-S4 показал низкую эффективность против энтеропатогенной E. coli (EPEC). С помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ПЭМ) был проведен морфологический анализ фага BC-S1 и ETEC-S3, и показано, что он принадлежит к порядку Caudovirales. Фаги BC-S1 и BS-S2 значительно уменьшали количество бактерий-хозяев при нанесении на образцы вареного риса и пастеризованного молока с miMOI 0,1. В то время как фаг ETEC-S3 при miMOI 0,001 и фаг EHEC-S4 при miMOI 1 также показали значительное снижение при применении к образцам куриного мяса и салата при температурах хранения 4 °C и 28 °C. Наибольшее снижение бактериальной активности (100%) было продемонстрировано фагом BC-S1 на образцах пастеризованного молока и снижение до 96,06% фагом ETEC-S3 на образцах куриного мяса при инкубации при 28 °C.

Микробное загрязнение пищевых продуктов является серьезной проблемой в пищевой промышленности. Загрязненная пища может содержать множество микробов, включая бактерии, которые могут использовать пищу в качестве источника энергии, не вызывая ни порчи продуктов, ни болезней пищевого происхождения1. Порча пищевых продуктов может привести к любым изменениям сенсорных характеристик продукта, из-за которых пища становится нежелательной для употребления в пищу. Широкий спектр побочных продуктов метаболизма, вызывающих неприятный запах, привкус, а также изменения цвета и текстуры, может привести к потерям пищевых продуктов, вызывая значительные экономические и экологические последствия2. Бацилла сп. группы, такие как Bacillus cereus и Bacillus subtilis, представляют собой спорообразующие бактерии, споры которых могут выдерживать высокие температуры обработки. Обычно встречается во многих испорченных продуктах, например, в вязком хлебе, в рисе, образующем слизь, а также в молоке с неприятным запахом3,4. Хотя испорченные продукты могут быть безопасными для употребления в пищу, некоторые бактерии могут обладать патогенностью, приводящей к болезням пищевого происхождения. Одним из основных патогенов, вызывающих диарейные заболевания, которые также могут привести к смерти, является диарейная кишечная палочка (DEC), которую можно обнаружить в почве и воде, например ETEC и EHEC5.

Многие факторы риска, связанные с бактериальным загрязнением пищевых продуктов, часто связаны с методами их обработки, приготовления, хранения и обращения. Обычные методы консервации пищевых продуктов, такие как пастеризация, обработка под высоким давлением, облучение, а также химические или биологические агенты, обычно используются для повышения безопасности пищевых продуктов. Однако такое лечение часто связано с изменениями органолептических характеристик, потерей питательных веществ, а также с опасными для здоровья побочными эффектами6,7. Кроме того, даже несмотря на разнообразие доступных методов, вспышки заболеваний пищевого происхождения по-прежнему происходят относительно часто8. По этой причине необходимо найти альтернативный метод консервации для предотвращения порчи пищевых продуктов.

Одним из многообещающих и безопасных методов, устраняющих ряд недостатков, является биоконтроль бактериофагов. В этом методе литические бактериофаги используются для целенаправленного воздействия на патогенные бактерии и устранения или значительного снижения их уровня в пищевых продуктах с целью повышения безопасности пищевых продуктов. Бактериофаги – это вирусы, лизующие живые бактерии-хозяева. Этот литический потенциал использовался в попытках разработать более естественный антимикробный подход для борьбы с бактериями на различных этапах производства продуктов питания9. Они в высокой степени специфичны для хозяина, безопасны для употребления, относительно недороги и не изменяют органолептические свойства пищевых продуктов10. Их можно найти почти везде, где существуют живые бактерии, например, в почве, что дает возможность изолировать их в терапевтических целях. Следовательно, использование бактериофагов в качестве альтернативного природного консерванта очень перспективно6,11. Основываясь на этих данных, данное исследование было направлено на выделение и характеристику бактериофагов из почвы, которые помогают контролировать порчу пищевых продуктов и патогенные бактерии пищевого происхождения, такие как B. cereus, B. subtilis, ETEC и EHEC.