Біоконтроль фагів: як фаги покращують безпечність харчових продуктів
Підхід, що отримав назву «фаговий біоконтроль», полягає у використанні літичних бактеріофагів для обробки як харчової сировини і готових продуктів, так і контактуючих поверхонь з метою знищення патогенних бактерій. Фаговий біоконтроль набуває все більшої популярності у США та Європі, адже є ефективним, відносно недорогим, дружнім природі, а також позитивно сприймається споживачами. Огляд сучасного стану справ у сфері фагового біоконтролю опубліковано в журналі Current Issues in Molecular Biology і зараз доступне онлайн *
Харчові отруєння у всьому світі є величезною проблемою як медичної, так і економічної. Фізичні методи протимікробної обробки харчових продуктів – температурою, високим тиском, радіацією – не є універсальними, а хімічні негативно впливають на корисні мікроорганізми та навколишнє середовище. До того ж на фоні застосування цих методів спостерігаються спалахи харчових отруєнь.
Бактеріофаги, які є природними ворогами бактерій, діють специфічно, вражаючи лише один вид або штам бактерій. Завдяки цьому вони можуть знищувати тільки патогенні бактерії-мішені, не впливаючи на нормальну мікрофлору харчового продукту і зберігаючи його харчову цінність.
Фаги є природними агентами, їх безліч скрізь, де є бактерії – у ґрунті, водоймах, мікробіоті макроорганізмів тощо, а значить фаговий біоконтроль є найбільш «зеленим» із запропонованих на сьогодні методів дезінфекції харчових продуктів, які не впливають на середовище. За оцінками експертів, навіть масове застосування фагів у максимальних дозволених концентраціях при виробництві м'яса та птиці може збільшити кількість фагів у середовищі лише на мільйонні частки відсотка.
Фаги можна застосовувати для профілактики та ерадикації патогенних бактерій у живих сільськогосподарських тварин, як молочних, так і м'ясних. Фагопрепарати можна додавати тваринам протягом життя, а можна наносити на шкіру або пір'я перед вибоєм.
Більшість препаратів фагів, які схвалені для застосування в харчовій промисловості, не містять жодних домішок чи консервантів, отже, відповідають вимогам виробництва так званих органічних продуктів.
Що стосується вартості, то на сьогодні фаговий біоконтроль майже на порядок дешевший за фізичні методи обробки (1-4 центи / фунт продукту проти 10-30 центів / фунт продукту) і порівняний за ціною із застосуванням жорстких хімічних санітайзерів.
Читайте також: Бактеріофаги можуть захистити поросят від тяжкої інфекції
Звичайно, висока специфічність бактеріофагів несе певні обмеження у їх застосуванні: як правило, ефективне знищення патогенів забезпечують фагові коктейлі, що містять кілька фагів, специфічних проти основних збудників. Крім того, фаги схильні до впливу хімічних дезінфектантів і вимагають зберігання в холодильнику. Аргументи "за" і "проти" фагового біоконтролю підсумововані в таблиці.
Таблиця. Переваги та недоліки фагового біоконтролю
Переваги | Недоліки |
Фаги мають природне походження | Не всі фаги можна використовувати для біоконтролю. Зазначені переваги стосуються лише диких штамів літичних фагів. |
Фаги специфічні, вражають лише патогенні бактерії-мішені. | Не забезпечує повної ерадикації патогенів, якщо продукти контаміновані видами, які не є мішенями цих фагів. |
Фаги ефективно знищують бактерії-мішені. | Вузьке коло мішеней звужує можливості фагів, але вирішенням цієї проблеми є застосування фагових коктейлів. |
Фаги можуть бути використані одноразово | На продуктах харчування не спостерігається залишкова активність фагів |
Ризик розвитку стійкості бактерій до фагів мінімальний, а ризик розвитку перехресної стійкості бактерій до антибіотиків відсутній. | У бактерій все ж таки може розвиватися стійкість до фагів, але використання фагових коктейлів знижує цей ризик |
Нові фаги потрібної специфічності можуть бути швидко знайдені, які препарати щодо легко виготовити | |
Фагові препарати малотоксичні і не мають негативного впливу на середу. | |
Фаги не впливають на органолептичні, поживні та реологічні властивості харчових продуктів. |
У США перший фагопрепарат для застосування в харчовій промисловості схвалено Агентством з контролю лікарських засобів і харчових продуктів (FDA) у 2006р. З того часу FDA схвалила ще 13 засобів, і ще низка препаратів в даний час проходять випробування. Серед схвалених засобів фагопрепарати проти таких харчових патогенів як: Listeria monocytogenes , токсигенні штами Escherichia coli (зокрема E. coli O157: H7) Salmonella spp, Shigella spp.
Докладніше про створення фагопрепаратів для біоконтролю читайте тут:
* Vikram A, Woolston J and Sulakvelidze A. Phage Biocontrol Applications в Production and Processing. Curr. Issues Mol. Biol., 2021, 40: 267-302. https://doi.org/10.21775/cimb.040.267