Біоконсервування твердого сичужного сиру з використанням бактеріофагів
DOI:
https://doi.org/10.31548/humanhealth.3.2024.74Ключові слова:
молоко-сировина, твердий сир, літичні бактеріофаги, золотистий стафілокок, безпечністьАнотація
Для підвищення безпечності швидкопсувних харчових продуктів під час їх виробництва та реалізації використовують декілька технологічних підходів. Зокрема, це застосування температури, високого тиску, ультрафіолетового опромінення та додають консерванти. Одним із загальновизнаним і спільним недоліком усіх цих способів є те, що вони впливають на всі мікроорганізми, тобто інгібують, як патогенні, так і потенційно корисні автохтонні молочнокислі бактерії «нормальної» мікрофлори ферментованих продуктів. Метою дослідження було провести контроль твердих сичужних сирів за вмістом золотистого стафілококу та розробити технологію їх консервування за допомогою літичного стафілококового бактеріофагу. Контамінацію молока-сировини та Голландського сиру золотистим стафілококом визначали шляхом посіву відібраних проб та проведених десятикратних розведень на селективне середовище гемоагар з 5 % натрію хлориду з наступним термостатуванням за +37 – 48 год. Виділення бактеріофагів з молочної сировини проводили шляхом фільтрації через бактеріальні фільтри з порами 0,45 мкм. Під час удосконалення технології сиру Голландського зі стафілококовим бактеріофагом було вироблено два зразки сиру – один дослідний із бактеріофагом, а другий контрольний – без бактеріофагу.
Встановлено, що в молоці-сировині, яке надходить на переробку для виробництва твердих сирів, у 25 до 40 % проб золотистий стафілокок не виявлявся, в середньому 45 % проб молока були контаміновані цим патогеном до 5×102 КУО/мл та від 18 до 30 % проб мали вміст стафілококів більше 5×102 КУО/мл. У твердих сирах, які реалізуються у торговельній мережі, в середньому в 25 % проб не виділяли золотистий стафілокок, водночас цим мікроорганізмом контаміновані приблизно 30 % проб у кількості більше 5×102 КУО/г, що перевищує вимоги стандарту. Відібрано два бактеріофаги, які проявляли в 75,0 – 80,0 % літичну активність відносно культур золотистого стафілококу з молока та з твердих сирів. Ці бактеріофаги були використані у технології консервування твердого сиру Голландського. Розроблено технологію сиру Голландського із стафілококовим бактеріофагом для підвищення його безпечності під час реалізації. Застосування для біоконтролю золотистого стафілококу у сичужному сирі літичних бактеріофагів дозволяє практично повністю знешкодити їх у технології виробництва.
Посилання
Agún, S., Fernández, L., Rodríguez, A., & García, P. (2024). Phage lytic proteins: a natural approach to agro-food safety. Food Science and Human Wellness
Akineden, Ö., Hassan, A. A., Schneider, E., & Usleber, E. (2008). Enterotoxigenic properties of Staphylococcus aureus isolated from goats' milk cheese. International journal of food microbiology, 124(2), 211-216. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.03.027
Arutiunian, D., & Kukhtyn, M. (2023). Microbiological indicators of quality and safety of hard rennet cheese with linseed content during storage. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies, 25(100), 38. https://doi.org/10.32718/nvlvet-f10001
Awuchi, C. G., Twinomuhwezi, H., Igwe, V. S., & Amagwula, I. O. (2020). Food additives and food preservatives for domestic and industrial food applications. Journal of Animal Health, 2(1), 116.
Azizi-Lalabadi, M., Moghaddam, N. R., & Jafari, S. M. (2023). Pasteurization in the food industry. In Thermal Processing of Food Products by Steam and Hot Water, pp. 247273. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818616-9.00009-2
Bajovic, B., Bolumar, T., & Heinz, V. (2012). Quality considerations with high pressure processing of fresh and value added meat products. Meat science, 92(3), 280289. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2012.04.024
Cheng, L., Sun, D. W., Zhu, Z., & Zhang, Z. (2017). Emerging techniques for assisting and accelerating food freezing processes: A review of recent research progresses. Critical reviews in food science and nutrition, 57(4), 769781. https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1004569
DSTU 6003 (2008). Hard cheeses. General technical conditions. National Standard of Ukraine, 22 p.
EFSA, ECDC, The European Union One Health 2019 Zoonoses Report, EFSA Journal. 19 (2021). https://doi.org/10.2903/j.efsa.2021.6406
Fox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M., McSweeney, P.L.H. (2017). Microbiology of Cheese Ripening. In: Fundamentals of Cheese Science. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-7681-9_11
Horiuk, Y., Kukhtyn, M., Horiuk, V., Kernychnyi, S., Tarasenko, L. (2020). Characteristics of bacteriophages of the Staphylococcus aureus variant bovis. Veterinární Medicína, 65 (10), 421–426. https://doi.org/10.17221/55/2020-VETMED
Hussain, M. A., Liu, H., Wang, Q., Zhong, F., Guo, Q., & Balamurugan, S. (2017). Use of encapsulated bacteriophages to enhance farm to fork food safety. Critical reviews in food science and nutrition, 57(13), 2801-2810. https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1069729
Interagency Food Safety Analytics Collaboration (IFSAC), Foodborne illness source attribution estimates for 2019 for Salmonella, Escherichia coli O157, Listeria monocytogenes, and Campylobacter using multi-year outbreak surveillance data, United States, 2019. https://www.cdc.gov/foodsafety/ifsac/projects/index.html
Kazi, M., & Annapure, U. S. (2016). Bacteriophage biocontrol of foodborne pathogens. Journal of food science and technology, 53(3), 13551362. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1996-8
Korena, K., Krzyzankova, M., Florianova, M., Karasova, D., Babak, V., Strakova, N., & Juricova, H. (2023). Microbial succession in the cheese ripening process—competition of the starter cultures and the microbiota of the cheese plant environment. Microorganisms, 11(7),1735. https://doi.org/10.3390/microorganisms11071735
Kukhtyn, M. D., Kovalenko, V. L., Pokotylo, O. S., Horyuk, Y. V., Horyuk, V. V., & Pokotylo, O. O. (2017). Staphylococcal contamination of raw milk and handmade dairy products, which are realized at the markets of Ukraine. Journal for Veterinary Medicine, Biotechnology and Biosafety, (3, Iss. 1), 1216.
Kukhtyn, M., Berhilevych, O., Kravcheniuk, K., Shynkaruk, O., Horiuk, Y., & Semaniuk, N. (2017). Formation of biofilms on dairy equipment and the influence of disinfectants on them. Eastern-European journal of Enterprise Technologies, (5 (11)), 2633. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110488
Kukhtyn, M., Horiuk, Y., Salata, V., Klymyk, V., Vorozhbit, N., & Rushchinskaya, T. (2021). Staphylococcus aureus of raw cow’s milk. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary Sciences, 23(102), 53-59. https://doi.org/10.32718/nvlvet10208
Lee, S. H. I., Camargo, C. H., Gonçalves, J. L., Cruz, A. G., Sartori, B. T., Machado, M. B., & Oliveira, C. A. F. D. (2012). Characterization of Staphylococcus aureus isolates in milk and the milking environment from small-scale dairy farms of São Paulo, Brazil, using pulsed-field gel electrophoresis. Journal of Dairy Science, 95(12), 73777383. https://doi.org/10.3168/jds.2012-5733
Martí-Quijal, F. J., Khubber, S., Remize, F., Tomasevic, I., Roselló-Soto, E., & Barba, F. J. (2021). Obtaining antioxidants and natural preservatives from food by-products through fermentation: A review. Fermentation, 7(3), 106. https://doi.org/10.3390/fermentation7030106
Moye, Z. D., Woolston, J., & Sulakvelidze, A. (2018). Bacteriophage applications for food production and processing. Viruses, 10(4), 205. https://doi.org/10.3390/v10040205
Murray, C. J., Ikuta, K. S., Sharara, F., Swetschinski, L., Aguilar, G. R., Gray, A., ... & Tasak, N. (2022). Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. The lancet, 399(10325), 629-655. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)02724-0
Obeso, J. M., Martínez, B., Rodríguez, A., & García, P. (2008). Lytic activity of the recombinant staphylococcal bacteriophage ΦH5 endolysin active against Staphylococcus aureus in milk. International journal of food microbiology, 128(2), 212218. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.08.010
Pires, S. M., Desta, B. N., Mughini-Gras, L., Mmbaga, B. T., Fayemi, O. E., Salvador, E. M., ... & Devleesschauwer, B. (2021). Burden of foodborne diseases: Think global, act local. Current Opinion in Food Science, 39, 152-159. 152–159. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2021.01.006
Połaska, M., & Sokołowska, B. (2019). Bacteriophages—a new hope or a huge problem in the food industry. AIMS microbiology, 5(4), 324. https://doi.org/10.3934%2Fmicrobiol.2019.4.324
Rahimi, E. (2013). Enterotoxigenicity of Staphylococcus aureus isolated from traditional and commercial dairy products marketed in Iran. Brazilian Journal of Microbiology, 44, 393399. https://doi.org/10.1590/S1517-83822013000200008
Tilocca, B., Costanzo, N., Morittu, V. M., Spina, A. A., Soggiu, A., Britti, D., ... & Piras, C. (2020). Milk microbiota: Characterization methods and role in cheese production. Journal of Proteomics, 210, 103534. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2019.103534
Turchi, B., Campobasso, C., Nardinocchi, A., Wagemans, J., Torracca, B., Lood, C., ... & Di Luca, M. (2024). Isolation and characterization of novel Staphylococcus aureus bacteriophage Hesat from dairy origin. Applied Microbiology and Biotechnology, 108(1), 299. https://doi.org/10.1007/s00253-024-13129-y
Vacca, M., Celano, G., Serale, N., Costantino, G., Calabrese, F. M., Calasso, M., & De Angelis, M. (2024). Dynamic microbial and metabolic changes during Apulian Caciocavallo cheese-making and ripening produced according to a standardized protocol. Journal of Dairy Science. In Press, Journal Pre-proof. https://doi.org/10.3168/jds.2023-24049
Wolbang, C. M., Fitos, J. L., & Treeby, M. T. (2008). The effect of high pressure processing on nutritional value and quality attributes of Cucumis melo L. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 9(2), 196-200. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2007.08.001
Zhao, Z., Ning, C., Chen, L., Zhao, Y., Yang, G., Wang, C., ... & Li, S. (2021). Impacts of manufacture processes and geographical regions on the microbial profile of traditional Chinese cheeses. Food Research International, 148, 110600. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110600
Zheng, X., Shi, X., & Wang, B. (2021). A review on the general cheese processing technology, flavor biochemical pathways and the influence of yeasts in cheese. Front. Microbiol. 12: 703284. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.703284
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Здоров'я людини і нації
TЦя робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Усі матеріали розповсюджуються згідно з умовами міжнародної публічної ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим поширювати статтю з визнанням авторства та першої публікації в цьому журналі.
