Москва, Россия
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Пищевая промышленность. Металлургия. Родственные отрасли
Фаголизис заквасочной микробиоты при производстве ферментированных молочных продуктов представляет собой серьезную угрозу безопасности и качеству продукции. Сведения о вирулицидной активности коммерческих дезинфицирующих веществ, предназначенных для молочной промышленности, более ограниченны по сравнению с антибактериальной активностью, и требуют своей актуализации в свете разработки эффективных процедур инактивации фагов на молочных заводах, программ нормального и усиленного режимов мойки и дезинфекции на конкретном предприятии против появляющихся новых устойчивых фагов. Подходы и выбор ротации биоцидов, включая фагодиагностику, исследования бактериофагов различных видов молочнокислых бактерий, также имеют важное значение для разработки более эффективных процедур инактивации фагов в лабораториях. Цель литературного обзора – выявление возможности направленных профилактических противофаговых дезинфекционных мероприятий на молокоперерабатывающем заводе для дальнейшей разработки инструкции по санитарной обработке на предприятиях молочной промышленности. Анализ оригинальных и обзорных статей на русском и английском языках был осуществлен с применением ресурсов электронных библиотек и поисковых систем eLIBRARY.RU, CyberLeninka, Schoolar Google, Science Direct, PubMed. Выявлено, что, несмотря на значительный прогресс в области изучения вирулицидной активности дезинфицирующих средств, остаются нерешенные вопросы, связанные с тщательным и регулярным изучением доступных биоцидов против появляющихся новых фагов, с использованием системы ротации биоцидов на конкретных предприятиях. Полученные данные могут быть использованы при разработке направленных профилактических противофаговых мероприятий на молокоперерабатывающих заводах, при пересмотре санитарных правил для предприятий молочной промышленности, разработке инструкции по санитарной обработке технологического оборудования и производственных помещений на предприятиях молочной промышленности, а также санитарных правил для исследовательских лабораторий, работающих с бактериофагами молочнокислых бактерий.
Молочные продукты, молочнокислые бактерии, бактериофаги, биоциды, дезинфекция, надуксусная кислота, четвертичные аммониевые соединения, поливинилпирролидон-йод, УФ-обработка
1. Просеков, А. Ю. Инновационный менеджмент биотехнологий заквасочных культур / А. Ю. Просеков, Л.А. Остроумов // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 43. № 4. С. 64–69. https://elibrary.ru/xelelb
2. Novoselova, M. V. Technological options for the production of lactoferrin / M. V. Novoselova, A. Yu. Prosekov // Foods and Raw Materials. 2016. Vol. 4(1). P. 90–101. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-90-101; https://elibrary.ru/wbjzwf
3. Курбанова, М. Г. Белковые гидролизаты с биологически активными пептидами / М. Г. Курбанова, И. С. Разумникова, А. Ю. Просеков // Молочная промышленность. 2010. № 9. С. 70–71. https://elibrary.ru/mvpfzb
4. Жданов, В. М. Место вирусов в биосфере / В. М. Жданов, Д. К. Львов, А. Д. Забережный // Вопросы вирусологии. 2012. № S1. С. 21–32. https://elibrary.ru/qjanrt
5. Van Regenmorte, M. H. V. Introduction to the species concept in virus Taxonomy / M. H. V. Van Regenmorte // Virus Taxonomy. Seven Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Ed. by H. V. Van Regenmortel [et al.]. – Elsevier Academic Press, 2000. – Р. 3–19. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384890-1.00001-7
6. Смыков, И. Т. Дайджест передовых молочных технологий / И. Т. Смыков // Молочная промышленность. 2023. № 5. С. 25–29. https://elibrary.ru/mwsxoy
7. Лапшевич, И. Бактериофаги - невидимый враг молочных продуктов / И. Лапшевич // Молочная промышленность. 2020. № 10. С. 33–35. https://elibrary.ru/izpseq
8. Ганина, В. И. Исследование бактериофагов, лизирующих молочнокислые бактерии / В. И. Ганина, Н. Г. Машенцева, И. И. Ионова // Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52, № 2. С. 361–374. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2371; https://elibrary.ru/vkfrcf
9. Verreault, D. Detection of airborne lactococcal bacteriophages in cheese manufacturing plants. / D. Verreault [et al.] // Applied and Environmental Microbiology. 2011. Vol. 77. P. 491–497. https://doi. org/10.1128/AEM.01391-10
10. Guglielmotti, D. M. Efficiency of physical and chemical treatments on the inactivation of dairy bacteriophages / D. M. Guglielmotti [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2012. Vol. 2. P. 282. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00282
11. Hayes, S. Biocidal Inactivation of Lactococcus lactis Bacteriophages: Efficacy and targets of commonly used sanitizers / S. Hayes [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2017. Vol. 8. 107. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00107
12. Capra, M. L. Characterization of a new virulent phage (MLC-A) of Lactobacillus paracasei // M. L. Capra [et al.] // Journal of Dairy Science. 2006. Vol. 89. P. 2414–2423. https:// doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72314-1
13. Marcó, M. B. Inactivation of Dairy Bacteriophages by Thermal and Chemical Treatments / M. B. Marcó [et al.] // Viruses. 2019. Vol. 11(5). P. 480. https://doi.org/10.3390/v11050480
14. Ганина, В. И. Бактериофаги и способы снижения их количества / В. И. Ганина // Молочная промышленность. 2016. № 2. С. 41–43. https://www.elibrary.ru/vkzrmt
15. Suárez, V. B. Effectiveness of thermal treatments and biocides in the inactivation of Argentinian Lactococcus lactis phages / V. B. Suárez, J. A. Reinheimer // Journal of Food Protection. 2002. Vol. 65(11). P. 1756–1759. https:// doi.org/10.4315/0362-028x-65.11.1756
16. Quiberoni, A. Inactivation of Lactobacillus delbrueckii bacteriophages by heat and biocides / A. Quiberoni, D. M. Guglielmotti, J. A. Reinheimer // International Journal of Food Microbiology. 2003. Vol. 84(1). P. 51–62. https://doi.org/10.1016/s0168-1605(02)00394-x
17. Capra, M. L. Thermal and chemical resistance of Lactobacillus casei and Lactobacillus paracasei bacteriophages / M. L. Capra, A. Quiberoni, J. A. Reinheimer // Letters in Applied Microbiology. 2004. Vol. 38(6). P. 499–504. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2004.01525.x
18. Briggiler M. M. Thermal, chemical, and photocatalytic inactivation of Lactobacillus plantarum bacteriophages // M. M. Briggiler [et al.] // Journal of Food Protection. 2009. Vol. 72(5). P. 1012–1019. https://doi.org/10.4315/0362-028x-72.5.1012
19. Ebrecht, A. C. Temperate and virulent Lactobacillus delbrueckii bacteriophages: Comparison of their thermal and chemical resistance / A. C. Ebrecht [et al.] // Food Microbiology. 2010. Vol. 27(4). P. 515–520. https://doi.org/10.1016/j.fm.2009.12.012
20. Mercanti, D. J. Resistance of two temperate Lactobacillus paracasei bacteriophages to high pressure homogenization, thermal treatments and chemical biocides of industrial application / D. J. Mercanti [et al.] // Food Microbiology. 2012. Vol. 29(1). P. 99–104. https://doi.org/10.1016/j.fm.2011.09.003
21. Murphy, J. Impact of thermal and biocidal treatments on lactococcal 936-type phages / J. Murphy [et al.] // International Dairy Journal. 2014. Vol. 34(1). P. 56–61. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2013.06.011
22. Campagna, C. Inactivation of dairy bacteriophages by commercial sanitizers and disinfectants / C. Campagna [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2014. Vol. 171. P. 41–47. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2013.11.012
23. Дементьева, А. А. Методы оценки качества дезинфектантов на основе НУК / А. А. Дементьева [и др.] // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2024. № 3(51). С. 320–326. https://doi.org/10.36871/vet.san.hyg.ecol.202403001; https://elibrary.ru/uhkmzy
24. Naumenko, O. V. Influence of physico-chemical factors on phages isolated in dairy processing plants of Ukraine / O. V. Naumenko [et al.] / Mikrobiolohichnyi Zhurnal. 2020. Vol. 82(6). Р. 84–93. https://doi.org/10.15407/microbiolj82.06.084
25. Suárez, V. B. Biocides for dairy bacteriophage inactivation / V. B. Suárez, D. М. Guglielmotti // Bacteriophages in dairy processing. Ed. by A. Quiberoni, J. Reinheime. – NY: Nova Science Publishers, 2012. – P. 175–197.
26. Parker, R. B. Destruction of lactic acid streptococcus Bacteriophage. By hypochlorite and quaternary ammonium compounds / R. B. Parker, P. R. Elliker / Journal of Food Protection. 1951. Vol. 14(2). P/ 52–54. https://doi.org/10.4315/0022-2747-14.2.52
27. Ly-Chatain, M. H. Antiviral effect of cationic compounds on bacteriophages / M. H. Ly-Chatain [et al.] Frontiers in Microbiology. 2013. Vol. 4. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00046
28. Priya, Р. I. Increased Use of Quaternary Ammonium Compounds during the SARS-CoV-2 Pandemic and Beyond: Consideration of Environmental Implications // Р. I. Priya [еt al.] // Environmental Science & Technology. 2020. Vol. 7. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00437
29. Lee, J. Reduction in microbial survival on food contact surfaces by a spray coated polymerized quaternary ammonium compound / J. Lee, M. A. Pascal // Food Science & Nutrition. 2020. Vol. 8(5). Р. 2472–2477. https://doi.org/10.1002/fsn3.153727.
30. Zhou, C. Structure–activity relationship of cationic surfactants as antimicrobial agents / C. Zhou, Y. Wang // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2020. Vol. 45. P. 28–43. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2019.11.009
31. Pujato, S. A. Leuconostoc bacteriophages from blue cheese manufacture: Long-term survival, resistance to thermal treatments, high pressure homogenization and chemical biocides of industrial application / S. A. Pujato [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2014. Vol. 177. P. 81–88. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2014.02.01230.
32. Binetti, A. G. Thermal and chemical inactivation of indigenous Streptococcus thermophilus bacteriophages isolated from Argentinian dairy plants / A. G. Binetti, J. A. Reinheimer // J Journal of Food Protection. 2000. Vol. 63(4). P. 509–515. https://doi.org/10.4315/0362-028x-63.4.509
33. Avsaroglu, D. M. Hypochlorite inactivation kinetics of lactococcal bacteriophage / D. M. Avsaroglu [et al.] // LWT-Food Science and Technology. 2007. Vol. 40. P. 1369–1375. http://doi.org/10.1016/j.lwt.2006.10.006
34. Atamer, Z. Review: Elimination of bacteriophages in whey and whey products / Z. Atamer [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2013. Vol. 4. http://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00191
35. Park, W. J. Kimchi bacteriophages of lactic acid bacteria: population, characteristics, and their role in watery kimchi / W. J. Park, S. J. Kong, J. H. Park // Food Science and Biotechnology. 2021. Vol. 30(7). P. 949–957. https://doi.org/10.1007/s10068-021-00930-y32
36. Полянская, И. С. Фаговый мониторинг на молочном производстве / И. С. Полянская, В. Ф. Семенихина // Молочная промышленность. 2018. № 9. С. 40–42. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2018-9-40-41; https://elibrary.ru/yamlfb
37. Al-Jumaili, A. Review on the antimicrobial properties of Carbon nanostructures / A. Al-Jumaili [et al.] // Materials. 2017. Vol. 10(9). 1066. https://doi.org/10.3390/ma10091066
38. Brady-Estévez, A. S. SWNT-MWNT hybrid filter attains high viral removal and bacterial inactivation / A. S. Brady-Estévez [et al.] // Langmuir. 2010. Vol. 26(24). P. 19153–19158. https://doi.org/10.1021/la103776y36
39. Karczewska, M. How to Tackle Bacteriophages: The Review of Approaches with Mechanistic Insight / M. Karczewska [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24(5). Р. 4447. https://doi.org/10.3390/ijms24054447
40. Chmielewska-Jeznach, M. Molecular, physiological and phylogenetic traits of Lactococcus 936-type phages from distinct dairy environments / М. Chmielewska-Jeznach, J. K. Bardowski, A. K. Szczepankowska // Scientific Reports. 2018. Vol. 1(8). 12540. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30371-3
41. Kebbi, Y. Recent advances on the application of UV-LED technology for microbial inactivation: progress and mechanism / Y. Kebbi [et al.] // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2020. Vol. 19. P. 3501–3527. https://doi.org/10.1111/1541-4337.1264539
42. Li, X. Evaluation survey of microbial disinfection methods in UV-LED water treatment systems / X. Li [et al.] // Science of The Total Environment. 2019 Vol. 659. P. 1415–1427. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.344
43. Vitzilaiou, Е. UV tolerance of Lactococcus lactis 936-type phages / Е. Vitzilaiou [et al.] // International Journal of Food Microbiology Volume. 2022. Vol. 2(378). 109824. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2022.109824
44. Buhler, S. UV irradiation as a comparable method to thermal treatment for producing high quality stabilized milk whey / Buhler, S [et al.] // LWT-Food Science and Technology. 2019. Vol. 105. P. 127–134. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.01.051
45. Michel, С. Orthogonal processing strategies to create “phage-free” whey – membrane filtration followed by thermal or ultraviolet C treatment for the reduction of Lactococcus lactis bacteriophages / С. Michel [et al.] // International Dairy Journal. 2021. Vol. 122. P105149, https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.105149
46. Mahony, J. Phages of lactic acid bacteria: the role of genetics in understanding phage-host interactions and their co-evolutionary processes / J. Mahony [et al.] // Virology. 2012. Vol. 434(2). P.143–150. https://doi.org/10.1016/j.virol.2012.10.008
47. Rodriguez, R. A. Photoreactivation of bacteriophages after UV disinfection: role of genome structure and impacts of UV source / R. A. Rodriguez [et al.] // Water Research. 2014. Vol. 15(55). P. 143–149. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.01.065
48. Chawla, A. UV Light Application as a Mean for Disinfection / A. Chawla [et al.] // Applied Sciences. 2021. Vol. 11. 7285. https://doi.org/10.3390/app1116728546.
49. Chen, X. Thermal and chemical inactivation of Lactobacillus virulent bacteriophage / X. Chen [et al.] // Journal of Dairy Science. 2017. Vol. 100. P. 7041–7050. https://doi.org/10.3168/jds.2016-1245148
50. Szczepankowska, A. K. Bacterial starter cultures for foods / A. K. Szczepankowska // Lactic Acid Bacteria - R & D for Food, Health and Livestock Purposes. Ed. by M. Kongo. – InTech, 2013. https://doi.org/10.5772/51541
51. Кравченко, В. Н. Способ дезинфекции оборудования на молочных фермах и комплексах / В. Н. Кравченко, Ю. В. Мазаев, Д. А. Панахов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 3(35). С. 118–122. https://elibrary.ru/etyurx
