Ученые Университета Коннектикута продемонстрировали, что бактериофаги могут эффективно снижать количество распространенных пищевых патогенов в молоке.
Фаги следуют литическому жизненному циклу, в ходе которого они внедряют свою ДНК в клетку-хозяина и захватывают ее механизмы для размножения. Когда количество фагов становится слишком большим, клетка лопается и погибает. Освободившиеся фаги продолжают саморазмножаться, выискивая все новые и новые бактерии-мишени для заражения и уничтожения. Каждый бактериофаг очень специфичен и поражает только один род или один вид, а в некоторых случаях - только один штамм бактерии. «Если у вас есть цель - пищевой патоген, например кишечная палочка, - есть фаги, которые будут заражать только кишечную палочку», - поясняет соавтор недавнего исследования Деннис Д'Амико.
Бактериофаги являются экологичным антибактериальным средством, которое не влияет на цвет, вкус и текстуру продуктов. «Производители очень положительно относятся к использованию бактериофагов, потому что это естественный подход», - говорит Д'Амико. Авторы статьи, опубликованной в журнале Food Microbiology, изучили ряд коммерчески доступных бактериофагов, которые направлены против наиболее распространенных патогенов, передающихся через молочные продукты: Listeria, Salmonella и E. coli, чтобы выяснить, насколько эффективно они уничтожают эти бактерии в молоке и сыре.
В каждый из продуктов, которые оценивались, добавлялась смесь фагов, направленных на определенные патогенные виды или штаммы. «Мы готовили обширную смесь этих фагов в надежде, что покроем все патогенные штаммы, которые могут встретиться в продукте», - рассказал Д'Амико. Исследователи обнаружили значительное снижение количества патогенов в пастеризованном молоке. Эффект был заметен уже через несколько часов и сохранялся в течение недели. Количество листерий уменьшилось в 10 000 раз по сравнению с контролем. С кишечной палочкой все было немного сложнее: количество одних штаммов уменьшилось всего в пять раз, а других - в 100 раз. В сыром молоке фаги не снижали количество листерий и кишечных палочек. Более того, количество фагов увеличивалось. Это происходило потому, что тепло, используемое при пастеризации, изменяет форму белков, которые в противном случае препятствовали бы активности фагов. В сыром молоке эти белки связываются с фагами и не дают им добраться до своих бактериальных целей.
Сальмонелла, однако, оказалась совсем другой. Фаги успешно снижали количество этого патогена как в пастеризованном, так и в сыром молоке. В пастеризованном молоке фаги снижали 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 наблюдал значительного уменьшения ни в гауде (полутвердый, выдержанный сыр), ни в кесо фреско (мягкий, свежий сыр).
«Сыр - это превращение жидкости в твердое вещество», - говорит Д'Амико. «Фаги оказываются запертыми в одном месте, а бактерии - в другом, и их способность находить друг друга значительно снижается. Таким образом, мы увидели значительное снижение их эффективности в процессе изготовления сыра». Тем не менее, в образцах сыра, обработанных фагами, наблюдалось незначительное снижение количества патогенов по сравнению с контролем. «При добавлении фага в процессе изготовления сыра наблюдался слабый эффект и эта разница между обработкой и контролем сохранялась в течение всего периода», - отметил Д'Амико. «Нашей целью было бы усилить воздействие фагов в процессе изготовления сыра, потому что в этом случае эффективность, вероятно, сохранится на протяжении всего периода хранения».
Основным ограничением для использования бактериофагов в борьбе с молочными патогенами остается их стоимость. Д'Амико пришлось добавить в молоко в 1 000 000 раз больше фагов, чем патогенов, чтобы получить такие результаты. Учитывая, что фаговые препараты относительно дороги, это является существенным препятствием для их широкого применения, особенно для небольших производителей. «Фагов было в миллион раз больше, чем бактерий», - говорит Д'Амико. «С точки зрения здоровья человека или качества продукции это не имеет значения, но с точки зрения кошелька вам придется закупить их довольно много, чтобы получить тот эффект, который мы наблюдали».
Источник: phys.org, 24 Feb.,2025