Влияние штаммов лактобактерий, используемых при производстве кисломолочных продуктов, на возбудителей пищевых токсикоинфекций

РезюмеИзучена антагонистическая активность 33 штаммов лактобацилл, выделенных из промышленно приготовленных кисломолочных продуктов, заквасочных культур, биологически активных добавок к пище и продуктов естественной ферментации. Антагонистическую активность изучали диффузионным методом на агаре с лунками. Высокую степень антагонистического действия наряду с промышленными штаммами проявили штаммы, полученные из продуктов естественной ферментации.

Ключевые слова:лактобактерии, кисломолочные продукты

Микробиологическая безопасность пищи остается ведущей проблемой гигиены, поскольку частота инфекций пищевого происхождения растет во многих странах мира [5]. В РФ причиной вспышек острых кишечных инфекций в последние годы обычно бывает пищевой фактор, в основном недоброкачественные кисломолочные продукты [1]. В связи с этим в настоящее время особое внимание должно быть направлено на подавление развития новых и вновь возникших патогенных микроорганизмов, таких как вероцитотоксигенные E. coli, Listeria monocytogenes, антибиотикоустойчивые Salmonella, которые способны проявлять устойчивость в кисломолочных продуктах, в частности сырах [8]. Использование лактобацилл, оказывающих, как известно, выраженное антимикробное действие на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, является в настоящее время одним из перспективных направлений в лечении и профилактике ряда заболеваний, прежде всего желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), при которых возникает нарушение его микрофлоры [3].

Целью настоящего исследования была оценка антагонистической активности лактобактерий (ЛАБ), используемых при производстве кисломолочных пищевых продуктов по отношению к возбудителям пищевых токсикоинфекций.

Материал и методы

В работе были использованы штаммы ЛАБ, входящие в состав заквасочной микрофлоры различных кисломолочных продуктов и биологически активных добавок к пище (БАД) промышленного изготовления, отобранных в торговой сети, и штаммы, выделенные из продуктов естественной ферментации (творог домашний, кисломолочный напиток, а также сквашенные при участии полезной микрофлоры овощи и фрукты: моченые яблоки, капуста квашеная), приобретенных у частных лиц в Центральной России.

Штаммы последовательно культивировали в бульонах М17 (Merck), MRS (Merck) при 30-37 С в течение 24-48 ч [6]. Таксономическую принадлежность штаммов подтверждали путем комплексного анализа культурально-морфологических и биохимических свойств по ГОСТу 10444.11-89 с использованием панелей из 49 тестов APICHL 50 (BioMerieux, Франция). В качестве тест-культур применяли вероцитотоксигенный штамм E. coli О157:Н7, штамм L. monocytogenes 766, возбудитель некротизирующего энтероколита новорожденных Enterobacter sakazakii, а также антибиотикорезистентный штамм Salmonella typhimurium. Для выращивания данных тест-культур использовали дрожжевой триптонсоевый агар. Антагонистическую активность ЛАБ изучали диффузионным методом на агаре с лунками с определением величин зон задержки роста тесткультур [2]. Тест-штаммы выращивали на дрожжевом триптон-соевом агаре, готовили взвесь по стандарту мутности № 10, откуда по 100 мкл добавляли в 100 мл среды [7]. Зараженный агар по 25 мл разливали в чашки Петри, затем пробивали лунки, в которые вносили взвесь штамма-антагониста. Диаметр лунки составлял 9 мм. Чашки выдерживали 2 ч при комнатной температуре для диффузии метаболитов ЛАБ до начала роста тест-штаммов патогенов и далее инкубировали при 37 С. В качестве контроля в лунки вносили бульон MRS. Все анализы осуществлены в 4-кратной повторности. Измерения зон торможения осуществляли кронциркулем (зона торможения включала диаметр лунки).

Полученные данные обработаны статистически по Стьюденту с вычислением средней арифметической (М) и ее ошибки (m) с помощью компьютерной программы Excel.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, способностью ингибировать все 4 тест-культуры обладали штаммы Lactobacillus rhamnosus (76, 65), Lactobacillus paracasei (66, 47, 46, 97, 98, 92) и Lactobacillus plantarum (42), выделенные из пробиотических кисломолочных продуктов промышленного приготовления и заквасочной культуры, причем данные штаммы характеризовались наибольшими величинами зон задержки роста.

Из общего числа исследованных штаммов ЛАБ 2 штамма формировали зоны задержки роста в отношении 3 изученных тест-штаммов; 3 штамма - в отношении 2 тест-культур; 1 штамм проявлял ингибирующее действие только в отношении 1 штамма-патогена. У 7 штаммов ЛАБ в условиях данного эксперимента антимикробное действие не проявлялось.

Размеры зон торможения варьировали в диапазоне 10,2-17,8 мм. Для оценки спектра и степени антагонистической активности ЛАБ нами был использован общий индекс антагонистической активности (IAA) по E. Klewicka [4]. Индекс выражен как сумма диаметров зон задержки роста всех взятых в опыт тест-культур. При этом диаметр задержки роста выше 14 мм соответствует максимальной степени (3 балла); 9-14 мм - высокой степени (2 балла); 8,9 мм и менее - слабой степени (1 балл); отсутствие антагонизма - 0 баллов. Из 33 испытанных штаммов найден 1 - Lactobacillus paracasei (66), выделенный из заквасочной культуры, который образовывал наибольшие по размеру зоны задержки роста, что соответствует максимальной степени антагонистической активности. 18 штаммов проявили высокую степень антагонизма. Обобщенные результаты представлены в табл. 2.

Видно, что 81% штаммов, выделенных из промышленно приготовленных кисломолочных продуктов и БАД, проявляют антагонистическую активность против изученных патогенных микроорганизмов, причем у 70,7% обнаруживается высокая степень антагонизма.

Из 6 испытанных штаммов Lactobacillus, выделенных из продуктов естественной ферментации, у 2 не обнаружена антагонистическая активность в отношении изученных тест-культур. В то же время штамм Lactobacillus rhamnosus (L.r.2.), выделенный из напитка смешанного брожения (Тверская область), проявлял ингибирующее действие в отношении всех тест-штаммов и образовывал наибольшие размеры зон торможения роста, особенно сильно выраженные против кишечных патогенов E. coli и Salmonella. Штамм L. plantarum (R-K), выделенный из моченых яблок, оказывал антимикробное действие в отношении 3 изученных тест-штаммов, кроме E. coli.

Характеризуя наличие антагонизма против конкретных патогенных микроорганизмов, можно сказать, что из общего числа исследованных нами штаммов ЛАБ антибактериальное действие в отношении вероцитотоксигенных E. coli О157:Н7 проявляет 50% штаммов. Причем наиболее высокие зоны задержки роста формировали всего 9 штаммов, в том числе промышленные штаммы 46, 47 - Lactobacillus paracasei, выделенные из пробиотического напитка кефирного типа, и штамм, выделенный из продуктов частного сектора L.r.2 - Lactobacillus rhamnosus. Штаммы Lactobacillus plantarum (44), Lactobacillus paracasei (66), Lactobacillus rhamnosus (53, 65) также формировали зоны задержки роста в отношении данного штамма-патогена, но меньшего размера. Полученные данные свидетельствуют о необходимости дальнейшего поиска культур ЛАБ-антагонистов вероцитотоксигенных эшерихий, поскольку эпидемиологическая значимость этих патогенов, обладающих кислотоустойчивостью, при производстве кисломолочных пробиотических продуктов и творога в последние годы растет, когда указанный возбудитель регистрируется в качестве этиологических агентов вспышек эшерихиоза от кисломолочных продуктов и творога.

Таблица 1. Размеры (в мм) зон торможения роста изученных штаммов лактобактерий (М±m)

Таблица 2. Общий индекс (IAA) антагонистической активности испытанных штаммов лактобацилл по E. Klewicka (баллы) [4]

В последние 10-15 лет также актуальной является проблема листериоза. Учитывая, что Listeria spp. - широко распространенный вид микроорганизмов на молокоперерабатывающих и сыродельных предприятиях, весьма актуальной представляется оценка степени антагонистической активности заквасочных и потенциальных стартовых культур в отношении данного патогена. Большинство (25 из 33) изученных культур ЛАБ обладали способностью подавлять рост L. monocytogenes. Наиболее активными из них были штаммы Lactobacillus paracasei (96, 91, 80, 81), выделенные из пробиотических йогуртов, а также 2 штамма L. plantarum (R-K), L. rhamnosus (L.r.2.), обнаруженные в продуктах естественной ферментации.

Интерес представляет оценка антимикробного действия штаммов Lactobacillus в отношении Enterobacter sakazakii, который расценивается как возбудитель энтероколита у новорожденных. Среди общего числа штаммов, выделенных из промышленно приготовленных кисломолочных продуктов и БАД, 60% штаммов проявляли ингибирующее действие в отношении данного патогена. 3 штамма из 6, выделенных из продуктов естественной ферментации, также проявили высокий ингибирующий эффект в отношении Enterobacter sakazakii.

Литература

1. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2008 году: Государственный доклад. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 467 с.

2. Drago L., Gismondo M.R., Lombardi A. et al. // FEMS Microbiol. Lett. - 1997. - Vol. 153. - P. 455-463.

3. Dunne C., Murphy L., Flynn S. et al. // Ant. Van Leeuwenhoek. - 1999. - Vol. 76. - P. 279-292.

4. Klewicka E., Libudzisz Z. // Pol. J. Food Nutr. Sci. - 2004. - N 2. - P. 169-174.

5. Oscariz J.C., Pissabarro A.G. // Microbiol. - 2001. - Vol. 4. - P. 13 -19 .

6. Otero M.C. // Methods Mol. Biol. - 2004. - Vol. 268. - P. 4 3 5 - 4 4 0 .

7. Polishcuk O.I., Koltucova N.V. et al. // Microbiol. - 1996. - Vol. 1. - P. 45-53.

8. Silva C. et al. // Mol. Biol. - 2004. - Vol. 268. - P. 387-399.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»