БЕЗПЕЧНІСТЬ І ЯКІСТЬ СИРУ: ФАГИ МОЛОЧНОКИСЛИХ БАКТЕРІЙ
DOI:
https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-25Ключові слова:
бактеріофаги, молочнокислі бактерії, сироваріння, фаголізис, ферментаціяАнотація
Предмет. Промислове виробництво молочних ферментованих продуктів неминуче стикається з проблемами порушень ферментації, спричиненими бактеріальними вірусами – бактеріофагами (або фагами), активними до заквашувальних культур. Найбільшої шкоди фаги завдають сироварінню, що пов’язано з особливостями отримання сиру і біології цих вірусів. У статті проведено аналіз сучасної літератури, присвяченої проблемі запобігання порушень ферментації під час виробництва сиру. Предметом досліджень були сучасні дані щодо особливостей біології фагів молочнокислих бактерій (МКБ) та їх співіснування з бактеріями-хазяями; інформація щодо джерел фагового забруднення виробництва, впливу технологічних операцій під час виробки сиру на репродукцію і накопичення фагів, методів їх виявлення та розробки нових підходів фагового контролю на виробництві. Мета. Аналітичний огляд сучасної наукової інформації щодо особливостей біології фагів МКБ та їх співіснування з бактеріями-хазяями, а також підходів фагового контролю на виробництві. Методи. Використали аналітичний метод, аналізували інформацію з баз даних: PubMed, Scopus, Web of Sciences, скористались результатами власних досліджень. Результати. Основним джерелом надходження фагів на виробництво є сире молоко, в якому вони можуть перебувати у вигляді віріонів або профагів у геномах бактерій-хазяїв. Через наявність та велику різноманітність фагів у природних екосистемах сирого молока, запобігти їх потраплянню та забезпечити відсутність фагів на виробництві практично неможливо. Оскільки наявність фагів у середовищі молочних заводів є неминучою, зусилля дослідників спрямовані на розробку ефективних механізмів фагового контролю, а не на повну елімінацію вірусів. Сучасні методи фагового контролю на виробництві включають: використання заквасок прямого внесення, що містять фагостійкі фагонеспоріднені штами МКБ, запровадження ротаційних схем заквашувальних препаратів, проведення фагового моніторингу, запобігання утворенню аерозолю та кондиціонування повітря, ретельне очищення місць отримання сироватки та резервуарів для її зберігання, дотримання вимог санітарії і гігієни, використання дезінфектантів з антифаговою дією. Наявність різноманітних джерел фагового забруднення у поєднанні з високою генетичною гнучкістю фагів робить ці віруси перманентною проблемою виробництва молочних ферментованих продуктів, яка вимагає постійного моніторингу та проведення досліджень для розробки нових підходів до фагового контролю, а також розробки нових технологій вилучення фагів із сировини, побічних продуктів виробництва, повітря й обладнання. Сфера застосування результатів. Сироробні та молокопереробні підприємства.
Завантаження
Посилання
Whitehead H. R., Cox G. The occurrence of bacteriophage in starter cultures of lactic streptococci. N. Z. J. Dairy Sciencеs. Technol. 1935. 16, 319–320.
Charneco G.O., de Waal P.P., van Rijswijck I. M.H., van Peij N., van Sinderen D., Mahony J. Bacteriophages in the Dairy Industry: A Problem Solved? Annu Rev Food Sci Technol. 2023. 14(1), 367–385.
Rio del B., Binetti A.G., Martín M.C., Fernández M., Magadán A.H., Alvarez M.A. Multiplex PCR for the detection and identification of dairy bacteriophages in milk. Food Microbiol. 2007. 24, 75–81.
Verreault D., Gendron L., Rousseau G.M., Veillette M., Massé D. Detection of airborne lactococcal bacteriophages in cheese manufacturing plants. Appl. Environ. Microbiol. 2011. 77, 491–97.
Strathdee S. A., Hatfull G. F., Mutalik V. K., Schooley R. T. Review Phage therapy: From biological mechanisms to future directions. Cell 2023. 186(1), 17–31.
Xumei S., Haibo J., Siyuan Z. Diversities and interactions of phages and bacteria in deep-sea sediments as revealed by metagenomics Front. Microbiol. Sec. Virology 2023. 14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1337146.
Atamer Z., Dietrich J., Müller-Merbach M., Neve H., Heller K.J., Hinrichs J. Screening for and characterization of Lactococcus lactis bacteriophages with high thermal resistance. Int Dairy J. 2009. 19, 228-35.
Briggiler M. M., De Antoni G. L., Reinheimer J. A., Quiberoni A. Thermal, chemical, and photocatalytic inactivation of Lactobacillus plantarum bacteriophages. J. Food. Prot. 2009. 72, 1012–1019.
Atamer Z., Ali Y., Neve H., Heller K. J., Hinrichs J. Thermal resistance of bacteriophages attacking flavor-producing dairy Leuconostoc starter cultures. Int. Dairy J. 2011. 21, 327–334.
Neve H., Berger A., Heller K.J. A method for detecting and enumerating airborne virulent bacteriophage of dairy starter cultures. Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte 1995. 47, 193–207.
Geagea H., Gomaa A.I., Remondetto G., Moineau S., Subirade M. Investigation of the protective effect of whey proteins on lactococcal phages during heat treatment at various pH. Int. J. Food Microbiol. 2015. 210, 33–41.
Carminati D., Giraffa G., Quiberoni A., Binetti A., Suárez V., Reinheimer J. Advances and trends in starter cultures for dairy fermentations. In: Mozzi F., Raya R., Vignolo G. Biotechnology of lactic acid bacteria: Novel applications. Iowa, USA: Wiley-Blackwell 2010, 177–192.
Somerville V., Berthoud H., Schmidt R.S., Bachmann H.-P., Meng Y.H. Functional strain redundancy and persistent phage infection in Swiss hard cheese starter cultures. ISME J. 2021. 16, 388–99.
Escobedo S., Wegmann U., de Pipaon M.P., Campelo A.B., Stentz R., Rodríguez A., Martínez B. Resident TP712 Prophage of Lactococcus lactis Strain MG1363 Provides Extra Holin Functions to the P335 Phage CAP for Effective Host Lysis. Appl Environ Microbiol. 2021. 87 (19). https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01092-21.
Oliveira J., Mahony J., Hanemaaijer L., Kouwen T.R., van Sinderen D. Biodiversity of bacteriophages infecting Lactococcus lactis starter cultures. J. Dairy Sci. 2018. 101, 96–105.
Ho C.-H., Stanton-Cook M., Beatson S.A., Bansal N., Turner M.S. Stability of active prophages in industrial Lactococcus lactis strains in the presence of heat, acid, osmotic, oxidative and antibiotic stressors. Inter. Journal of Food Microbiol. 2016. 220, 26–32.
Alexeeva S., Martínez J.A., Spus M. Spontaneously induced prophages are abundant in a naturally evolved bacte rial starter culture and deliver competitive advantage to the host. BMC Microbiol. 2018. 18, 120. https://doi.org/10.1186/s12866-018-1229-1.
Pujato S., Quiberoni A., Mercanti D. Bacteriophages on dairy foods. J. Appl. Microbiol. 2019. 126, 14–30.
Lavelle K., Murphy J., Fitzgerald B., Lugli G.A., Zomer A. A decade of Streptococcus thermophilus phage evolution in an Irish dairy plant. Appl. Environ. Microbiol. 2018. 84(10). https://doi.org/10.1128/AEM.02855-17.
Guglielmotti D. M., Mercanti D. J., Reinheimer J. A., Quiberoni A. Review: efficiency of physical and chemical treatments on the inactivation of dairy bacteriophages. Front. Microbiol. 2012. 2 https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00282.
Marcó M.B., Moineau S., Quiberoni A. Bacteriophages and dairy fermentations. Bacteriophage 2012. 2, 149–158.
Miklic A., Rogelj I. Characterization of lactococcal bacteriophages isolated from Slovenian dairies Intern. J. of Food Sci. and Technol. 2003. 38, 305–311.
Neve H., Berger A., Heller K. J. A method for detecting and enumerating airborne virulent bacteriophage of dairy starter cultures. Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte 1995. 47, 193–207.
Labrie S., Moineau S. Multiplex PCR for detection and identification of lactococcal bacteriophages. Appl. Environ. Microbiol. 2000. 66, 987–994.
Deveau H., Labrie S. J., Chopin M. C., Moineau S. Biodiversity and classification of lactococcal phages. Appl. Environ.Microbiol. 2006. 72, 4338–4346.
Ali Y., Kot W., Atamer Z., Hinrichs J., Vogensen F.K. Classification of lytic bacteriophages attacking dairy Leuconostoc starter strains. Appl. Environ.Microbiol. 2013. 79, 3628–3636.
Casey E., Mahony J., Neve H., Noben J.-P., Dal Bello F., van Sinderen D. Novel phage group infecting Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis, as revealed by genomic and proteomic analysis of bacteriophage Ldl1. Appl. Environ.Microbiol. 2015. 81, 1319–1326.
Hanemaaijer L., Kelleher P., Neve H., Franz C., de Waal P. P. Biodiversity of phages infecting the dairy bacterium Streptococcus thermophilus. Microorganisms 2021. 9(9), 1822.
https://doi.org/10.3390/microorganisms9091822.
Mahony J., Bottacini F., van Sinderen D., Fitzgerald G.F. Progress in lactic acid bacterial phage research. Microb Cell Fact 13 (Suppl 1), (2014). https://doi.org/10.1186/1475-2859-13-S1-S1.
Sing W. D., Klaenhammer T.R. A Strategy for Rotation of Different Bacteriophage Defenses in a Lactococcal Single-Strain Starter Culture Systems Appl. Environ. Microbiol. 1993. 59(2), 365–372.
Binetti A. G., Bailo N. B., Reinheimer J. A. Spontaneous phage-resistant mutants of Streptococcus thermophilus: Isolation and technological characteristics. Int. Dairy J. 2007. 17 (4), 343–349.
Capra M. L., Mercanti D. J., Rossetti L. C., Reinheimer J. A., Quiberoni A. Isolation and phenotypic characterization of Lactobacillus casei and Lactobacillus paracasei bacteriophage-resistant mutants. J. Appl. Microbiol. 2011. 111, 371–381.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишаються повноправними власниками своїх робіт без будь-яких обмежень. Редакція отримує лише невиключне право на оприлюднення, розповсюдження та індексацію матеріалів.
Журнал суворо дотримується етичних норм і запобігає плагіату для захисту інтелектуальної власності.
Публікації у збірнику здійснюються на умовах міжнародної ліцензії Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.
Згідно з цією ліцензією, користувачі мають право вільно копіювати та розповсюджувати матеріали (у будь-якому форматі чи на будь-яких носіях) для навчання та наукових досліджень. При цьому обов’язковим є дотримання таких вимог:
- Атрибуція: належне посилання на авторів, першоджерело та саму ліцензію.
- Некомерційність: заборона використання матеріалів з метою отримання прибутку.
- Без похідних творів: забороняється поширення змінених або перероблених версій оригінального тексту.
Збірник підтримує право авторів на самоархівування всіх версій статей (препринтів, постпринтів або опублікованих версій) в інституційних чи персональних репозитаріях. Доступ до таких матеріалів може бути відкритий негайно, за умови належної атрибуції статті у збірнику «Продовольчі ресурси» та дотримання умов ліцензії CC BY-NC-ND 4.0.
ISSN 
ISSN 
