Bakteriofagi przeciwko patogenom w żywności

dr hab. Małgorzata Ziarno, dr inż. Dorota Zaręba
Forum Mleczarskie Biznes 2/2017 (28)

Drugim dopuszczonym preparatem jest produkt na bazie faga, który działa przeciwko E. coli O157:H7. Jak wiadomo, na całym świecie E. coli O157:H7 jest bardzo znaczącym czynnikiem patogennym odpowiadającym za choroby pokarmowe przenoszone przez żywność. Jest to enterohemolityczny (enterokrwotoczny) serotyp Escherichia coli. Uznawany za najbardziej zjadliwy dla człowieka, gdyż wywołujący krwotoczne zapalenie jelit. Wytwarza znaczne ilości toksyn zwanych werotoksynami VT, które powodują zatrucia pokarmowe, o objawach podobnych do zatrucia Shigella dysenteriae. Źródłem zatruć tymi bakteriami są najczęściej: surowe lub niedostatecznie ugotowane mięso, szczególnie wołowe, surowe mleko i produkty w niego otrzymane, woda i żywność zanieczyszczone odchodami. Preparat fagowy przeciw E. coli O157:H7 jest wysoce skuteczny w zmniejszaniu skażenia różnych produktów spożywczych (np. mielonej wołowiny, owoców, warzyw, itp.) bakteriami E. coli O157:H7. Zastosowanie preparatu fagowego nie ma wpływu na smak, kolor, fakturę i zapach chronionych nim owoców i warzyw. Jest skuteczny w szerokim zakresie warunków przechowywania żywności (np. 2-42°C). Zarówno FDA, jak również kanadyjskie i izraelskie instytucje rządowe dopuściły ten preparat do stosowania do czerwonego mięsa i przetworach z niego wytwarzanych przed rozdrobnieniem lub mieleniem (w przetwórstwie bez wymogów etykietowania).

Trzecim preparatem fagowym jest preparat na bazie bakteriofagów w celu zmniejszenia lub wyeliminowania ryzyka salmonellozy przenoszonej przez żywność. Choroby wywołane przez Salmonella spp. stanowią znaczne ryzyko dla ludzkiego zdrowia na całym świecie. Salmonella są bakteriami powszechnie występującymi: bytują w otoczeniu zwierząt (z hodowlanych szczególnie drób i trzoda chlewna) i w ich organizmach, wodzie i glebie, na owadach, na wszelkich powierzchniach (w tym warzywach i owocach), mogą zanieczyszczać surowe mięso, jajka, mleko i owoce morza. Objawy zatrucia pokarmowego mogą być obserwowane po spożyciu z pokarmem zaledwie kilku komórek Salmonella. Preparat dopuszczony przez FDA jest mieszanką naturalnie występujących bakteriofagów litycznych, które selektywnie niszczą komórki Salmonella, w tym szczepów należących do najbardziej patogennych serotypów: Typhimurium, Enteritidis, Heidelberg, Newport, Hadar, Kentucky, Thompson, Georgia, Agona, Grampian, Senftenberg, Alachua, Infantis, Reading oraz Schwarzengrund. Podobnie, jak wcześniej omawiane preparaty, preparat opracowany przeciwko komórkom bakterii z rodzaju Salmonella jest skuteczny w szerokim zakresie temperaturowych warunków przechowywania żywności (np. 2-42OC) i pozwala na redukcję populacji komórek patogenów o 1-3 rzędy logarytmiczne. Preparat stosuje się bezpośrednio do drobiu i ryb (jako pomoc w przetwórstwie bez wymogów etykietowania, może być używany tuż po uboju lub w późniejszych etapach przetwarzania), skorupiaków, świeżych i przetworzonych owoców i warzyw. Kanadyjskie i izraelskie ministerstwa zdrowia dopuszcza stosowanie tego preparatu na produktach drobiowych gotowych do spożycia przed krojeniem i na surowym drobiu przed mieleniem lub po mieleniu.

Obecnie trwają starania o dopuszczenie do stosowania kolejnych preparatów fagowych. Jednym z nich jest produkt skierowany przeciw bakteriom z rodzaju Shigella, w tym szczepy należące do trzech głównych gatunków patogennych: S. flexneri, S. sonnei i S. dysenteriae. Zatrucie pokarmowe wywołane przez Shigella nazywane jest szigelozą. Bakterie Shigella mogą występować w surowym mleku, drobiu, surowych warzywach i owocach, brudnej wodzie. Szacuje się, że w USA Shigella spp. odpowiadają za około 10% wszystkich przypadków zatruć pokarmowych. Preparat fagowy skierowany przeciwko tym bakteriom jest przeznaczony do obróbki żywności o dużym ryzyku zanieczyszczenia Shigella, m.in. gotowego do spożycia mięsa (w tym gotowanej wołowinie) i drobiu, ryb (w tym ryb wędzonych), skorupiaków, świeżych i przetworzonych owoców i warzyw oraz nabiału (w tym serów i jogurtów). W przypadku świeżych owoców i warzyw preparat fagowy można stosować na etapie końcowego płukania, przed procesem pakowania. W przypadku produkcji mrożonek można napylać go na warzywa lub owoce pomiędzy etapami ich blanszowania i zamrażania. Takie stosowanie preparatu zapobiega również powstawaniu biofilmu patogenów na powierzchniach maszyn przetwórczych. Jest skuteczny w szerokim zakresie warunków przechowywania żywności (np. 2-42°C). Preparat ma już przyznany przez FDA status GRAS.

Omawiane wyżej preparaty fagowe stają się coraz powszechniejszą alternatywą stosowaną przez producentów żywności do zabezpieczania produktów przed rozwojem patogenów. Amerykańska FDA przyznała im status GRAS dla wszystkich produktów. W 2011 r. EFSA uznała je za bezpieczne w użyciu. Są również zatwierdzone jako substancje pomocnicze w przetwórstwie przez prawodawstwo wielu krajów Ameryki Północnej, Ameryki Południowej, Europy, Australii i Oceanii. Preparaty fagowe są uważane za „czyste” preparaty (bez dodatków „E”) umożliwiające etykietowanie żywności jako produktów z „czystą etykietą”. Trwają prace nad kolejnymi preparatami, których stosowanie nie będzie się ograniczać tylko do przetwórstwa żywności. Biotechnolodzy zajmują się wykorzystaniem technologii bakteriofagowej w celu poprawy ogólnego zdrowia ludzi oraz zapewnienia bezpieczeństwa żywności opracowując suplementy diety.

Jeszcze kilkanaście lat temu wydawało się, że chłodzenie żywności skutecznie zapewni jej bezpieczeństwo, a przede wszystkim powstrzyma rozwój mikroflory patogennej. Okazało się, że na skutek intensywnego stosowania łańcucha chłodniczego i eliminacji z żywności mikroflory konkurencyjnej, pojawiły się w niej tzw. „nowe patogeny”, w tym Listeria monocytogenes, zdolne do rozwoju w niskiej temperaturze (0-4°C). Pomyślano też o zamrażaniu żywności. Jednak należy zdawać sobie sprawę, że nawet zamrażanie nie gwarantuje pełnego bezpieczeństwa – komórki bakterii z rodzaju Salmonella są w stanie przetrwać proces mrożenia i później stanowić zagrożenie dla ludzkiego zdrowia. Szacuje się, że w chwili obecnej głównymi przyczynami zgonów z powodu bakteryjnych patogenów pochodzenia żywnościowego są Listeria i Salmonella, w ślad za nimi Escherichia coli (szczególnie serotyp E. coli O157:H7 lub jemu pokrewne).


Strona 2 z 2