Бактериофаг как пищевая добавка

Еда – как сырая, так и готовая к употреблению – отличная питательная среда для всевозможных микроорганизмов, в том числе, патогенных для человека. Бактерии не только портят пищу, изменяя ее вид и вкус, но и несут угрозу для нашего здоровья. По данным ООН от пищевых отравлений ежегодно страдают сотни миллионов людей по всему миру, из которых 4 млн умирает, при этом 40% смертельных случаев приходится на детей в возрасте до 5 лет. Среди микроорганизмов, которыми люди чаще всего заражаются через продукты питания, следует отметить Escherichia coli (~111 млн отравлений), Campylobacter spp. (~96 млн), небрюшнотифозная Salmonella enterica (~78 млн) и Shigella spp. (~51млн).

Традиционно для повышения безопасности пищевых продуктов используют такие методы как пастеризация и обработка высоким давлением, однако они могут быть применены не ко всем продуктам, например, они не подходят для мяса, овощей, фруктов, ягод. Есть проблемы и с лучевой (радиационной) обработкой, которая может изменять органолептические свойства пищи и к тому же вызывает опасения у потребителей. Теряет лояльность населения и химическая дезинфекция продуктов питания: химические дезинфектанты убивают не только патогенные бактерии, но и полезную микрофлору пищеварительного тракта, и наносять вред окружающей среде. Важно также, что вспышки пищевых инфекций регулярно происходят даже на фоне использования всех этих методов.

В качестве перспективного метода дезинфекции пищевых продуктов в последние годы рассматривается использование литических бактериофагов (фагов)*. Фаговый биоконтроль (именно так называют этот метод) является природной «зеленой» технологии, которая помогает целенаправленно уничтожать патогенные микроорганизмы, не влияя на полезные. Сейчас в США продолжается исследование того, как обработка бактериофагами свежих фруктов и ягод влияет на их питательную ценность, а также на микробом (кишечную микрофлору) потребителей (проект W911QY-18-C-0010).

К тому же бактериофаги – природные, абсолютно безопасные для окружающей среды агенты. На сегодня все фаги, входящих в состав продуктов для биоконтроля, являются дикими, то есть после выделения из природных резервуаров их не подвергали генетической модификации. Большинство фагопрепаратов не содержат никаких химикатов – только водный раствор фагов и низкая концентрация солей. Согласно данным тестов, бактериофаги не меняют органолептических свойств пищевых продуктов. И, наконец, стоимость использования фагопрепаратив для биоконтроля в пищевой промышленности относительно невысока.

Есть у препаратов бактериофагов и некоторые недостатки, которые следует учитывать при их применении: препараты бактериофагов следует хранить в холодильниках (2-8 °C); их нельзя применять одновременно с активными химическими дезинфектантами, которые могут инактивировать бактериофаги; из-за высокой специфичности фаги не будут эффективными в случае загрязнения продуктов несколькими патогенами; важно использовать только литические фаги, а не умеренные, которые могут переносить между бактериями фрагменты ДНК и, соответственно, различные нежелательные свойства.

Уже сегодня регулирующими органами США и Европы одобрен ряд препаратов бактериофагов для применения в пищевой промышленности. Они активны против различных штаммов E. coli, Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Shigella spp. Еще ряд препаратов проходит испытания или находятся на стадии разработки.

* Moye ZD, Woolston J and Sulakvelidze A. Bacteriophage Applications for Food Production and Processing Viruses // 2018, 10 (4), 205. https://doi.org/10.3390/v10040205