К.т.н. Полянская И.С.

Вологодская молочнохозяйственная академия ВГМХА

им. Н.В. Верещагина, Россия

БАКТЕРИОФАГИ И БАКТЕРИОЦИНЫ

В основе процесса выработки всех ферментированных молочных продуктов лежит ферментация лактозы в молоке под действием микроорганизмов. Для увеличения лечебно-профилактических свойств продуктов предпочтение отдают микроорганизмам: нормализующим функции кишечной микрофлоры, предотвращающим развитие опухолей, способствующим снижению холестерина в крови, способствующим усилению иммунитета, ослаблению проявлений пищевой аллергии, облегчающим симптомы непереносимости лактозы, оказывающим антимутагенное и антиосидантное действие [1, 63].

В процессе сквашивания протекают сложные микробиологические и физико-химические процессы, в результате которых формируются вкус, запах, консистенция и внешний вид готового продукта. Бактериофаги и бактериоцины во многом определяют качество, а также пробиотические свойства готового ферментированного молочного продукта.

Бактериофаги являются наиболее часто встречающейся и трудно устранимой причиной снижения качества продукта. В результате поражения многокомпонентной закваски фагом, часть заквасочных микроорганизмов (или все) лизируются, что приводит как к снижению пробиотической активности продукта функционального питания, так и, в крайнем случае, – полному прекращению нарастания кислотности и невозможности выработать качественный продукт. Бактериоцины, обладая широким спектром антагоничтической активностью к патогенным, условно-патогенным и технически-вредным микроорганизмам позволяют не только улучшить качество готового продукта, но и обеспечить защиту от вредного

Таблица 1 – Сопоставление фагологии и бактерициологии

Фагология (техническая)	Бактерициология (техническая)
1	2
Задачи
Фагология техническая - раздел прикладной микробиологии, изучающий влияние бактериофагов на технологические свойства промышленных заквасочных штаммов микроорганизмов, и методологии предупреждения фаголизиса производственных заквасок.	Бактерициология техническая - раздел прикладной микробиологии, изучающий антагонистическую активность заквасочных микроорганизмов с помощью бактериоцинов и методологии с их помощью нормализации микробного ценноза у человека и животных.,
Объект
Бактериофа́ги (фаги) - вирусы, неспособные к самостоятельному размножению, избирательно поражающие бактериальные клетки. Бактериофаги размножаются внутри бактерий и , чаще всего, вызывают их лизис, или, встраиваясь в факторы наледственности клетки, сосущестуют с ней (профаг). Как правило, бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала (ДНК, реже, РНК). Размер частиц от 20 до 200 нм, масса 18-25МДа Вирулентность (количество фагов, репродуцирующихся в одной клетке одновременно) до 300 частиц.	Бактериоцины- биологический феномен, широко распространенный в природе и связанный с синтезом микроорганизмами белковоподобных антибактериальных субстанций весом, как правило до 1МДа, способных фиксироваться на  специфических рецепторах других микробных клеток и оказывать на них угнетающее действие. Микробная клетка, синтезирующая бактериоцин, погибает в большинстве случаев без лизиса. Все представители микробной популяции, к которой относилась погибшая клекта, не восприимчивы к этому бактериоцину.
Специфичность действия объекта
Специфичность действия бактериофагов определяется наличием рецепторов на поверхности чувствительных бактерий, ДНК-аз рестрикции-модификации и механизма абортивной инфекции внутри бактериальной клекти.	Специфичность действия бактериоцинов определяется наличием рецепторов на поверхности чувствительных бактерий, на которых адсорбируются бактериоцины. Штаммы бактерий, утратившие способность синтезировать рецепторы, становятся резистентными к бактериоцинам.
Фагология (техническая)	Бактерициология (техническая)
Методы разделов:
Для определения родства фагов - ДНК-ДНК гибридизация, для выявления индивидуальных различий - электронная фотография с определением размеров бактериофагов и их отдельных частей по отношению к наиболее изученному, рестрикционный анализ ДНК фагу E.coli Т4 (рис.2.8.), спектр литичекого действия и вирулентность и длительность латентного периода при стандартных условиях и др.	Для определения родства бактериоцинов используется анализ поледовательностей аминокислот. В частности лактицин 481, содержит 27 остатков аминокислот, в т.ч. дегидробутирина, лантионина и метиллантионина. Установлена полная структура бактериоцина и локализованы тиоэфирные мостики, положение которых отличается от известного для лантибиотиков других типов.
Взаимосвязь разделов:
В среде естественного обитания микроорганизмов за счет гибели части популяции и подавления развития других бактерий, нуждающихся в тех же питательных субстратах, обеспечивается преимущественное развитие фагоустойчивых, бактериоциногенных популяций. Пролучить бактериоциногенную и фагоустойчивую бактериальную клетку можно естетвенным отбором, воздействием ультрафиолетовыми лучами и другими индуцирующими факторами и генно-инженерными методами. Свойства устойчивости к бактериофагу и синтез бактериоцинов кодируются плазмидами и могут быть переданы бактериям того же или близкородственного вида при совместном культивировании путем конъюгации. И бактериофаги, и бактериоцины, в силу эволюционно-высокой рекомбинации, имеют неограниченно-большое число моновидуумов, но в силу родственных признаков, классифицируются по таксонам, что позволяет более эффективному решению задач фагологии и бактериологии [2,62].

воздействия некоторых микробиологических, химических и физических стресс-факторов, модулировать иммунный ответ при его употреблении.

Несмотря на то, что технические (связанные с пищевыми производствами) фагология и бактерициология – отдельные области прикладной микробиологии, имеющие свои различные задачи, имеются некоторые данные, в пользу того, что бактериофаги и бактериоцины – продукты одной эволюционной ветки. То, что некоторая часть бактериоцинов, является дефектными бактериофагами, потерявшими ДНК, позволяет «на стыке» разделов мобилизовать методы, применяемые исключительно (или преимущественно) в какой-либо одной из указанных областей для решения единой задачи гарантированного получения молочных ферментированных продуктов функционального питания с использованием пробиотических заквасочных культур.

С этой целью, мы провели сравнение основных задач, объектов, их свойств и методов фагологии и бактерициологии (табл. 1).

При рассмотрении экологической роли бактериофагов и бактериоцинов отмечают, что те и другие, играют большую роль в природных бактериальных сообществах. Они имеют значение для конкуренции внутри популяции и между популяциями. Обсуждаются вопросы эволюции бактериофагов и бактериоцинов - разнообразие их структур, как эволюционная дивергенция, связанная с разнообразием конкурирующих между собой видов.

Наследственная особенность микроорганизмов, проявляется в том, что каждый штамм имеет один или несколько определенных механизмов защиты от бактериофага и синтезирует строго специфичные для него бактериоцины.

Свойства устойчивости к бактериофагу и синтез бактериоцинов кодируются плазмидами и могут быть переданы бактериям того же или близкородственного вида при совместном культивировании путем конъюгации. Это открывает простор для селекции более ценных фагоустойчивых и пробиотических штаммов без использования генно-инженерных манипуляций.

Литература:

1. Полянская И.С., Тераевич А.С., Топал О.И., Новокшанова А.Л., Забегалова Г.Н. Нутрициологические, микробиологические, генетические и биохимические основы разработки и производства продуктов с пробиотиками. – Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2013. – 200 с.