Бактериофаги — это вирусы, которые заражают бактерии. Некоторые фаги следуют литическому жизненному циклу, в ходе которого они вводят свою ДНК в клетку-хозяина и захватывают ее механизмы для размножения. Когда количество фагов становится слишком большим, клетка лопается, бактерии погибают. Освобожденные фаги продолжают саморазмножаться, выискивая все больше и больше своих целевых бактерий для заражения и уничтожения. Затем, как только они израсходуют все бактерии, они просто умрут.
Деннис Д`Амико, доцент кафедры зоотехники Университет Коннектикута, продемонстрировал, что бактериофаги могут эффективно снижать количество распространенных пищевых патогенов в молоке.
Каждый бактериофаг высокоспецифичен и воздействует только на один род или вид, а в некоторых случаях — только на один штамм бактерий.
«Если у вас есть цель, например, пищевой патоген, например, E. coli, то существуют фаги, которые на самом деле заражают только E. coli. Таким образом, любые полезные бактерии в вашем кишечнике и в вашей пище не будут затронуты, и ваши человеческие клетки не будут затронуты полностью», объясняет он.
Бактериофаги — это органическое антибактериальное средство, которое не влияет на цвет, вкус или текстуру пищи.
«Производители очень положительно относятся к использованию фагов, поскольку это естественный подход», — говорит Д`Амико. Он рассмотрел ряд имеющихся в продаже бактериофагов, которые воздействуют на наиболее распространенные патогены, передающиеся через молочные продукты: листерии, сальмонеллы и кишечную палочку, чтобы выяснить, насколько эффективно они уничтожают эти бактерии в молоке и сыре. Результаты исследования опубликованы в журнале Food Microbiology.
Каждый из продуктов, которые оценивал Д`Амико, представлял собой смесь фагов, нацеленных на определенные патогенные виды или штаммы.
«Вы делаете большую смесь этих фагов в надежде, что вы охватите все штаммы, которые могут встретиться в вашем пищевом продукте», — говорит Д`Амико.
Д`Амико наблюдал значительное снижение количества патогенов в пастеризованном молоке. Эти эффекты были заметны в течение нескольких часов и сохранялись в течение недели. Количество листерий снизилось в 10 000 раз по сравнению с контролем. Для E. coli все было немного сложнее, так как количество некоторых штаммов снизилось всего в пять раз, а других — в 100 раз. С сырым молоком — другая история.
В сыром молоке фаги не снизили количество Listeria или E. coli. Фактически, количество фагов снизилось. Это происходит потому, что тепло, используемое при пастеризации, изменяет форму белков, которые в противном случае мешали бы активности фага. В сыром молоке эти белки связываются с фагами и не дают им достичь своих бактериальных целей.
Что касается сальмонеллы, то фаги успешно снизили количество этого патогена как в пастеризованном, так и в сыром молоке. В пастеризованном молоке фаги снизили количество патогенов в 200−1500 раз. В сыром молоке снижение было более скромным, но все равно значительным — от 13 до почти 200 раз. Эти результаты также были опубликованы в журнале Food Microbiology.
Д`Амико не заметил значительного снижения ни в гауде (полутвёрдом выдержанном сыре), ни в кесо фреско (мягком свежем сыре).
«Сыр — это процесс превращения жидкости в твердое вещество. Теперь эти фаги заперты в одном месте, и бактерии заперты в одном месте, и их способность находить друг друга значительно снижена. Поэтому мы увидели значительное снижение их эффективности в процессе изготовления сыра», — рассказал исследователь.
Однако в образцах сыра, обработанных фагами, наблюдалось умеренное снижение количества патогенов по сравнению с контрольной группой.
«Если отступить назад, то был слабый эффект, если вы добавляли фаг во время процесса изготовления сыра, и эта разница между обработкой и контролем сохранялась в течение всего периода, — говорит Д`Амико. — Наша цель состояла в том, чтобы усилить воздействие во время процесса изготовления сыра, поскольку он, вероятно, сохранил бы свою эффективность в течение периода хранения».
Основным ограничением использования бактериофагов для борьбы с патогенами молочных продуктов остается их стоимость. Чтобы увидеть эти результаты в молоке, Д`Амико пришлось добавить в 1 000 000 раз больше фагов, чем патогенов.
Учитывая, что фаговые продукты относительно дороги, это является существенным препятствием для их широкого применения, особенно для мелких производителей.
«Фагов было в миллион раз больше, чем бактерий. Это не имеет значения с точки зрения здоровья человека или качества продукта, но с точки зрения кошелька, вам нужно добавить довольно много этого продукта, чтобы получить тот эффект, который мы наблюдали», заключил он.
Источник: University of Connecticut. Автор: Анна Зарра Олдрич.
