Сельское  хозяйство/ 4.Технологии хранения и переработки сельско­хозяйственной продукции.

 

Д.т.н. Бабич О.О.

ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

д.т.н. Просеков А.Ю.

ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

к.т.н. Сухих С.А.

ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

к.т.н. Милентьева И.С.

ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

 

Актуальность производства консервантов нового поколения для сельскохозяйственных продуктов

 

Увеличение потребления и расширение ассортимента фруктов и овощей часто сопровождается и ростом болезней пищевого происхождения. Свежие фрукты и овощи, листья, корни, луковицы и клубни, являются одними из самых скоропортящихся продуктов на рынках. Эти продукты богаты углеводами и бедны белками, имеют рН в диапазоне от 7,0 до слегка кислой среды и являются комфортной средой обитания для некоторых видов бактерий, дрожжей и плесени [1].

Минимально обработанные фрукты и овощи содержат наибольшее количество полезных веществ, но необходимо отметить, что минимальные методы обработки могут способствовать быстрому ухудшению физиологических, биохимических показателей и микробной деградации продукта, что может привести к ухудшению цвета, текстуры и вкуса. Сейчас известно множество способов продления срока годности фруктов и овощей (ультразвук, защитные покрытия, консервирование). Но в связи с постоянно растущим спросом на свежие и здоровые продукты потребители также стали более критично относится к использованию синтетических добавок для хранения продуктов питания. В связи с этим  наиболее популярным способом продления срока годности продуктов является консервирование [1, 3].

Консервирование делится на комплекс мер по изоляции продукта, уничтожению находящихся в нем бактерий и спор, изменению его состава и условий хранения для предотвращения развития в нем микроорганизмов, защиту продукта от разрушения под воздействием высоких температур и солнечных лучей. Существует много видов консервирования, но ни один из этих способов не осуществляется при использовании молочнокислых бактерий.

Хотя много усилий было приложено для развития биозащитных штаммов молочнокислых бактерий, применение этих штаммов на свежих фруктах и овощах не было разработано. Однако некоторые исследования в этом направлении были недавно проведены. О наличие бактериоцинов у молочнокислых бактерий сообщили Понсе и соавт. (2008). Кроме того, Альенде и др. (2007) изучали ингибирование L.monocitogenes после применения на свежем салате, но не протестировали их с применением бактереоцидных штаммов. Было описано ингибирование инвитро E. сoli 0157: H7 лактобацилами (Рейли и Gilliand, 1996) и в мясе (ET Brashears, 1996 год.). Исследования ингибирования L. monocitogenes многочисленны и были проведены на многих пищевых продуктах, таких как мясо (Шиллингер и Луки, 1989; Amezquita и Brashears, 2002) или сыр (Buyong и др., 1998) [1].

Молочнокислые бактерии, обитающие на поверхности растений, издавна стали привлекать к себе внимание отечественных и за­рубежных исследователей. И хотя данные отдельных авторов бы­ли нередко противоречивы, анализ литературных сведений в целом позволяет получить достаточно полное представление о содержа­нии молочнокислых бактерий в растительной микрофлоре и об их видовом составе. Некоторые исследователи (Ruschmann, Koch, Starch, Shermann, Allen et а1. и др.) на растениях (овощных, зерновых, зернобобовых) обнаруживали до 104–106 клеток молочнокислых бактерий на 1 г растительного материала [2].

Молочнокислые бактерии являются промышленно важными, они обладают ферментативными свойствами, также полезны для здоровья человека и обладают питательной ценностью. Виды, используемые для производства продуктов питания: Lactococcus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Carnobacterium. Эти микроорганизмы были выделены из зерна, зеленых растений, молочных и мясных продуктов, овощей и слизистых оболочек животных [3,4].

Антимикробный эффект молочнокислых бактерий человечество использовало в той или иной форме в течение столетий для продления срока годности пищевых продуктов за счет образования молочной кислоты с сопутствующим понижением рН, а также биологически активных веществ, обладающих бактерицидным действием на специфические группы микроорганизмов, включая и патогенные формы. Ведущее место в объяснении явления антагонизма молочнокислых бактерий отводится специфическим антибиотическим веществам белковой природы – бактериоцинам.

Бактериоцины – это гетерогенные антибактериальные комплексы, разнообразные по уровню активности, спектру и механизму действия, молекулярной массе, физико-химическим свойствам, но основной биологически активной частью всех бактериоцинов является белковый компонент. Считают, что бактериоциногения – явление, закономерное практически для всех видов бактерий. Говоря об экологическом значении бактериоцинов, необходимо отметить, что синтез этих веществ выполняет главную роль в конкуренции внутри популяции [2].

Интерес к использованию бактериоцинов, образуемых лактококками, резко возрос. Одним из главных аспектов этого интереса является возросший спрос потребителей к качеству продуктов питания и их безопасности для здоровья, поскольку широко используемые химические консерванты и некоторые антибиотики, увеличивающие срок хранения продуктов питания, вызывают опасения. Наиболее изученным и разрешенным для применения в качестве биологического консерванта является бактериоцин низин, единственный из антибиотиков с 1998 года, признанный Европейским парламентом как безопасный. Низин не является чужеродным веществом для пищеварительного тракта человека, поскольку низинобразующие лактококки выделяют из слизистой носоглотки, а также кала животных и людей [1].

Синтез бактериоцинов – наследственная особенность микроорганизмов, проявляющаяся в том, что каждый штамм способен образовывать один или несколько определенных, строго специфичных для него антибиотических веществ. В большинстве популяций лактококков синтез бактериоцинов можно индуцировать генно-инженерными методами, различными физико-химическими воздействиями: ультрафиолетовыми лучами, мутагенами химической природы, ДНК-тропными веществами, перекисями и другими агентами [2, 4].

В настоящее время учёные многих лабораторий мира изучают пути и способы направленного синтеза бактериоцинов для создания биологическим путем различных модификаций уже известных бактериоцинов, но с более ценными свойствами или пытаются получить новые природные сбалансированные бактериоциногенные комплексы, безопасные для использования в качестве биоконсервантов. Возможность конструирования новых антимикробных аналогов (бактериоцинов) в перспективе может оказаться главным методом борьбы с антибиотикоустойчивыми патогенными бактериями. Особый научный интерес представляют молочнокислые стрептококки серологической группы N, которые по систематическому положению недавно выделены из группы микроорганизмов рода Streptococcus, включающего патогенные формы, и под новым названием Lactococcus отнесены к категории «GRAS», куда отнесены микроорганизмы, не вызывающие инфекционных заболеваний человека и животных. Поэтому лактококки, как и их бактериоцины, могут быть использованы в качестве природных биологических консервантов [4].

Таким образом, создание технологии производства бактериоцинов в России позволит отказаться от закупки дорогостоящих препаратов, а использование высокоактивного продуцента определит рентабельноть производства бактериоцинов.

 

Литература:

1.       Патент 2368125 Российская Федерация  МПК  A01F25/00. Способ хранения растительных сельскохозяйственных продуктов и продуктов их переработки / Белозеров Г. А., Грызунов А.А., Каухчешвили Н. Э., Творогова А. А. - №2368125/13, заявл. 26.12.2007; опубл. 27.04.2008.

2.       Червинец, Ю.В., Бондаренко В.М., Шабанова Н.А. Бактериоциногенные высокоантагонистические штаммы лактобацилл / Ю.В. Червинец, В.М. Бондаренко, Н.А. Шабанова // Микробиология. - 2006. - №7. - 43.

3.       Benkerroum, N. Isolation of a bacteriocin-producing Lactococcus lactis subsp. lactis and application to control Listeria monocytogenes in Moroccan jben / N. Benkerroum, H. Oubel, M. Zahar, S. Dlia, A. Filali-Maltouf // Journal. Applied Microbiology. - 2002. - №89. - P.960 - 968.

4.       Ghalfi, H. Bacteriocin activity by Lactobacillus curvatus CWBI-B28 to inactivate Listeria monocytogenes in Cold-Smoked salmon during 4°C storage / H. Ghalfi, A. Allaoui, J. Destain, N. Benkerroum, P. Thonart // Journal Food Protection. - 2006. - №69. - P. 1066 - 1071.