Բակտերիոցիններ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Կաթնաթթվային բակտերիաների հակամանրէային նյութափոխանակության արգասիքների միջոցով արտադրվող լավ հայտնի այնպիսի կենսապահպանիչային արտադրանքներից բացի, ինչպիսին են կաթնաթթուն, քացախաթթուն, ջրածնի պերօքսիդը և դիացետիլը, բակտերիոցիններն սննդի ընդունման մեջ ունեն անմիջական պոտենցիալ որպես կենսապահպանիչներ և նրանք կարող են հեշտությամբ ներմուծվել սննդի մեջ առանց որևէ կոնցենտրացիայի և մաքրման գործընթացների։ Քանի որ կաթնաթթվային բակտերիաները հիմնականում դիտարկվում են որպես անվնաս (ՀԴՈԱ) համաձայն Սննդի և Դեղամիջոցների Ղեկավարման (ՍԴՂ), նրանք կարող են օգտագործվել սննդի և սննդային կենսապահպանիչների արտադրության մեջ։

Բակտերիոցին-արտադրող մայրական կուլտուրաներ[խմբագրել]

Մայրական կաթնաթթվային բակտերիաների հակամանրէային ազդեցություններից ամենակարևորը՝ պատասխանատու կենսապահպանիչների արտադրության մեջ, հանդիսանում է խմորման արագությունը։ Սակայն թեթևակի խմորված արտադրանքներում կամ այնպիսի ոչ ցանկալի միկրոօրգանիզմների հեռացման համար, ինչպիսին է Listeria monocytogenes, որոնք ցույց են տալիս թթվի հանդուրժողականությունը, բակտերիոցինածին ակտիվությունը կարող է ունենալ վճռորոշ դեր։ Բակտերիոցին-սինթեզող մայրական կուլտուրաների օգտագործումը կարող է նպաստել ոչ միայն սննդի անվտանգությանը, այլ նաև ճնշել հումքում արդեն առկա կաթնաթթվային բակտերիաների աճը, որոնք սննդին տալիս են օտար համ։ Այս հատկությունը կարող է բարելավվել մայրական կուլտուրաների մրցունակությունը և հանգեցնել ավելի վերահսկելի և հաստատուն խմորման գործընթացի, ինչպես որ դա ցույց է տրվել մերանների, երշիկի վերամշակման, բանջարեղենի և ձիթապտղի վերամշակման, և պանրի արտադրության դեպքում։

Բակտերիոցին-արտադրող լրացուցիչ կուլտուրաներ[խմբագրել]

Բակտերիոցին արտադրողները մայրական կուլտուրաների հետ միասին կարող են ներմուծվել սննդի մեջ՝ որպես լրացուցիչ կուլտուրաներ։ Այս դեպքում սննդի մեջ ավելացված մայրական կուլտուրայի աճելու և սննդի մեջ բակտերիոցիններ արտադրելու ընդունակությունը կատարում է վճռական դեր սննդի օգտագործման մեջ։ Բակտերիոցին-արտադրող լրացուցիչ կուլտուրաները շատ հաճախ անջատում են հում կաթից, բանջարեղենից, կանաչեղենից և կաթնաթթվային բակտերիաների այլ բնական աղբյուրներից, որոնք, ինչպես ենթադրում են, պարունակում են շտամեր, որոնք ոչ միայն տալիս են ավանդական կաթնամթերքին բնորոշ համ, այլ նաև ունեն հեռանկարային և օգտակար հատկություններ, ինչպիսին է բակտերիոցինածին ակտիվությունը, որոնք կդառձնեն նրանց կիրառելի որպես մայրականներ։ Որպես օրինակ վերցնենք ոչխարի հում կաթից անջատված Lactococcus lactis շտամը, որը արտադրում է և՛ նիզին, և՛ լակտիցին 481, և կարող է օգտագործվել որպես լրացուցիչ կուլտուրա կաթնամթերքի արտադրության մեջ ոչ ցանկալի միկրոօրգանիզմների ճնշման կամ ոչնչացման համար։ Լրացուցիչ կուլտուրան չպետք է մասնակցի համի ձևավորմանը, բայց այն կարևոր է, քանի որ մայրական կուլտուրան լրացուցիչ կուլտուրայի շնորհիվ դիմացկուն է դառնում բակտերիոցինների ազդեցության նկատմամբ։ Բացառություններից մեկն է հանդիսանում բակտերիոցին-արտադրող շտամի կողմից խթանվող մայրական կուլտուրայի վերահսկվող լիզիսը պանրի արտադրության ժամանակ, որի նպատակն է ներբջջային ֆերմենտներին ազատելը, որոնք անհրաժեշտ են սննդի համի ձևավորման և կատարելագործման համար։

Բակտերիոցին-արտադրող պաշտպանիչ կուլտուրաներ[խմբագրել]

Բակտերիոցինածին պաշտպանիչ կուլտուրաները միայնակ կարող են օգտագործվել վերամշակման չենթարկված սննդամթերքի պահպանման ժամանակ սննդի արատավորումը և ախտածին բակտերիաների գործունեությունը ճնշելու նպատակով in situ բակտերիոցիններ արտադրելու կամ ավելի վաղ սննդամիջավայրում կուլտիվացնելու և հետո սննդի արդյունաբերության մեջ որպես սննդի հավելում օգտագործելու միջոցով։ Երկու այդպիսի կուլտուրաներ արդեն առկա են շուկայում՝ ALTATM 2341, որը պարունակում է Pediococcus acidilactici կողմից արտադրվող պեդիոցին PA1, և MicrogardTM, որը հակամանրէային նյութափոխանակության արգասիքներ պարունակող և վաճառքի մեջ գտվող կաթնամթերք է։ Մաքրված կամ կիսամաքրված բակտերիոցինների օգտագործումը որպես սննդային հավելումներ դեռ պահանջում է ճանաչում իրավական տեսակետից։ Բացի դրանից, գոյություն ունի ևս մի խնդիր կապված բակտերիոցինների արտադրվելու դանդաղ ծավալի, ոչ կայունության և բավականին թանկարժեք խորը վերամշակման հետևանքով արտադրության թանկության հետ։ Եթե ֆիքսված բակտերիոցինները, կա՛մ բակտերիոցինների միկրոպատիճները, կա՛մ բակտերիոցինածին շտամերը տարածեն միայն սննդի մակերեսին, ապա ավելի քիչ կոնցենտրացիայով բակտերիոցիններ կպահանջվեն, քան թե եթե դրանք օգտագործեն սննդի ամբողջ ծավալի մեջ։ Ֆիքսված բակտերիոցինների մյուս առավելություններն են հանդիսանում գրադիենտ-կախվածությունից, բակտերիոցինների շարունակական մատակարարումից և սննդի բաղադրիչներից և ֆերմենտների ապաակտիվացումից պաշտպանելու հնարավորությունները։ Վերջին տարիներին հակաբակտերիալ փաթեթավորման զարգացման համար ֆիքսված բակտերիոցիններ պարունակող հակամանրէային թաղանթների կիրառումը համարվում է տեխնիկայի զարգացող ուղղություն։

Բակտերիոցինների օգտագործումը այլ հակամանրէային գործոնների հետ համակցված[խմբագրել]

Բակտերիոցինների հակամանրէային սպեկտրը և ակտիվությունը կարող է ընդարձակվել տարբեր հակամանրէային գործոնների միջև փոխգործակցության միջոցով, ինչպիսին են անօրգանական աղերը (հատկապես նատրիումի քլորիդը), օրգանական թթուները և դրանց աղերը, խելատային նյութերը (ինչպիսին է էթիլենդիամինտետրաքացախաթթուն), եթերային յուղերը և դրանց ակտիվ բաղադրիչները, ֆենոլային միացությունները և այլ բնական միացություններ։ Վերջին տարիներին մեծ ուշադրություն է ստացել տարբեր ֆիզիկաքիմիական գործընթացների հետ բակտերիոցինների օգտագործումը, ինչպիսին են ջերմամշակումը, ձևափոխված մթնոլորտով փաթեթավորումները, բարձր հիդրոստատիկ ճնշումը, իմպուլսային էլեկտրական դաշտը, իմպուլսային մագնիսական դաշտը և գամմա ճառագայթումը։ Բարդ տեխնոլոգիաների հետ բակտերիոցինների համալիրների արդյունավետությունը կախված կլինի սննդի տեսակից և նրա բնական միկրոմիջավայրից։ Այսպիսով, խմորման ժամանակ սննդային թթվադիմացկուն բակտերիաները կարող են ընտրվել այն ժամանակ, երբ ջերմային վերամշակումը կարող է դրականորեն ազդել բակտերիական էնդոսպորների վրա, բայց բակտերիոցինների հետ համալիրի դեպքում բարձր զգայունության կարելի է հասնել միայն չափաքանակի այնպիսի և պայմանների օպտիմալացումից հետո։ Բացի այդ, Գրամ-բացասական բակտերիաները կարող են դառնալ զգայուն բակտերիոցինների ակտիվության նկատմամբ արգելքների վրա ազդելու հետևանքով, ինչպիսին են խելատային նյութերը, որոնք անկայունացնում են բակտերիաների արտաքին թաղանթը։

Սննդի արդյունաբերության մեջ ամենահայտնի բակտերիոցինի՝ նիզինի կիրառումը[խմբագրել]

Մինչև հիմա նիզինը հանդիսանում է իրավական տեսակետից որպես սննդային հավելում ճանաչված միակ բակտերոցինը (E234)։ Lactococcus lactis ssp. lactis կողմից նիզինի տնտեսական արտադրումը սկսվել է 1953 թվականին Անգլիայում, իսկ միջազգայնորեն այն ընդունվել է 1969 թվականին Համատեղ Սնունդ և Գյուղատնտեսության Կազմակերպության/Աշխարհի Առողջապահական Կազմակերպության (ՍԳԿ/ԱԱԿ) կողմից։ 1988 թվականին այն ընդունվեց Ամերիկայի Միացյալ Նահանգների Սննդի և Դեղորայքի Ղեկավարման (ԱՄՆ ՍԴՂ) կողմից պաստերիզացիայի գործընթացում օգտագործելու համար, իսկ մշակված պանրի տարածումից հետո այն օգտագործվում է ավելի քան 50 երկրներում։ [5] Մեր օրերում նիզինի առավել կայացած և մատչելի ձևը, որպես սննդային հավելում, հանդիսանում է NisaplinTM։ Նիզինի օգտագործման եղանակները ստեղծվել են հալած պանրի, աղանդերային կաթնամթերքի, կաթի, կաթնաթթվային խմիչքների, բեկոնի, նրբերշիկների և ձկան արտադրության մեջ օգտագործելու համար, հաճախ ավելի բարդ տեխնոլոգիաների հետ համակցված՝ արգելակիչ ազդեցությունը բարձրացնելու համար։ [3] Նրա օգտագործումը մեծացնում է սննդի պահպանման ժամկետը արգելակիչ ազդեցությամբ այնպիսի Գրամ-դրական բակտերիաներին ճնշելու միջոցով, ինչպիսին են Listeria, Staphylococcus և Mycobacterium, և սպոր առաջացնող բակտերիաներ Bacillus և Clostridium։ Այս բակտերիաների սպորները ավելի զգայուն են նիզինի նկատմամբ, քան թե նրանց վեգետատիվ բջիջները, այդ պատճառով նիզինը հաճախ օգտագործվում է ջերմամշակման ենթարկվող սննդամթերքի արտադրության մեջ, ինչպիսին է պահածոյացված բանջարեղենը։ Դրանց ակտիվության սպեկտրը կարող է հաջողությամբ ընդլայնվել, երբ այն կիրառվում է այնպիսի խելատային նյութերի հետ համալիրի ձևով, ինչպիսին է էթիլենդիամինտետրաքացախաթթուն։ Գրամ-դրական ախտածինների նկատմամբ բարձր ակտիվությամբ նիզինի վեց բնական մոլեկուլների դեռ շատ քիչ տարբերակներ են մինչև այժմնկարագրվել։