مادة حافظة طبيعية للحوم: يلزم إجراء مزيد من الأبحاث لتطبيق أوسع لبكتيريا حمض اللاكتيك
يمكن أن يؤدي التلوث الميكروبي والتدهور الكيميائي للأطعمة القابلة للتلف مثل اللحوم ومنتجات اللحوم إلى مخاطر صحية بين المستهلكين وخسائر اقتصادية في صناعة اللحوم. لمعالجة هذه المشكلات ، يمكن أن تعمل LAB ومستقلباتها النشطة ، البكتريوسينات ، كبديل طبيعي للمضادات الحيوية والمواد الحافظة الكيميائية المستخدمة عادةً في منتجات اللحوم.
على سبيل المثال ، يمكن استخدام البكتريوسينات المنقاة أو المنقاة جزئيًا كمضافات غذائية ، بينما يمكن إضافة الخلايا المنتجة للبكتريوسين كمزارع واقية لإنتاج منتجات اللحوم المخمرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لسلالات LAB الحية خصائص مضادة للميكروبات ، وتحسن صحة الأمعاء ، وتؤدي إلى تغييرات حسية مرغوبة في منتجات اللحوم.
ومع ذلك ، نظرًا للطيف الضيق المضاد للميكروبات والتباين في الاستقرار في مصفوفات الطعام المختلفة ، فإن التطبيقات واسعة النطاق لـ LAB والبكتريوسينات كانت محدودة حتى الآن. لحل هذه المشكلة ، تُستخدم تقنيات الهندسة الحيوية والتقنيات الحيوية للجمع بين فئتين أو أكثر من البكتريوسينات لتطوير بكتريوسينات جديدة عالية الكفاءة.
يمكن أن يعزز هذا النهج سلامة الأغذية ومدة الصلاحية والخصائص الحسية في منتجات اللحوم ، فضلاً عن تعزيز العمر الافتراضي. بناءً على هذه المعلومات ، أجرى باحثون في الهند وإسبانيا مراجعة للتوليف الحيوي لفئات مختلفة من بكتيريا LAB ، وآليات عملها ، ودورها في الحفاظ على منتجات اللحوم.
الحفاظ الحيوي بمساعدة البكتريوسين
لاحظت المراجعة أن الحفظ الحيوي لمنتجات اللحوم بواسطة البكتريوسينات هو “منطقة واعدة ، بسبب خصوصيتها العالية تجاه مسببات الأمراض المقاومة للأدوية المتعددة” ،مما يعني أنه يمكن استخدامها كبديل للمضادات الحيوية.
كما أنها في الغالب مستقرة الحرارة ، عديمة اللون ، عديمة الرائحة ، مستقرة عبر نطاق واسع من الأس الهيدروجيني ، ويمكن تعطيلها بواسطة الإنزيمات المحللة للبروتين ، مما يؤدي إلى استخدامها كأداة للتكنولوجيا الحيوية في الصناعات الغذائية والصيدلانية.
وقد أظهرت البكتريوسينات المنقى أو المنقى جزئيًا “نشاط قوي للجراثيم ضد مسببات الأمراض الغذائية الرئيسية إيجابية الجرام”.على سبيل المثال ، أظهرت بكتريوسين بلانتريسين المنقى ، المعزول من لحم البقر الإندونيسي وتطبيقه كبديل للنتريت ، “نتائج إيجابية ضد الإشريكية القولونية في كرات اللحم المخزنة في ظروف مبردة لمدة ستة أيام” ، دون تغيير التغيرات الغذائية والفيزيائية.
علاوة على ذلك ، أظهرت بكتريوسين BacFL31 المنقى جزئيًا والمعزول من Enterococcus faecium نتائج إيجابية ضد ثلاثة أنواع من البكتيريا المسببة للأمراض في لحم الديك الرومي المطحون ، وعززت مدة صلاحيتها حتى 14 يومًا عند 4 درجات مئوية.
في الآونة الأخيرة ، بدأت تنقية البكتيريا الجديدة والتعرف عليها من LAB المختلفة لاستكشاف إمكاناتها الحافظة الحيوية في أنظمة غذائية مختلفة. وقد أدى ذلك إلى قيام الباحثين في آسيا وأوروبا بالإبلاغ عن الخصائص المثبطة للبكتريوسينات ضد مسببات الأمراض الغذائية الرئيسية في منتجات اللحوم ، فضلاً عن قدرتها على تعزيز العمر الافتراضي والحفاظ على المظهر ودرجة الحموضة وملمس عينات اللحوم.
الحماية من خلال التخمير
على الصعيد العالمي ، أجرى الباحثون أيضًا تجارب لعزل البكتيريا من اللحوم ومنتجات اللحوم. حددت دراسة أرجنتينية في النقانق المخمرة المختلفة بكتريوسين كان مستقرًا للحرارة وتم تعديل إنتاجه بتركيزات مختلفة من كلوريد الصوديوم ، بينما عزلت دراسة إيطالية 115 نوعًا من LAB المولود في اللحوم بخصائص مضادة للليستيريا.
أظهرت هذه العزلات خصائص وقائية بيولوجية ضد البكتيريا المسببة للأمراض ، وذكرت المراجعة ذلك “ليس فقط البكتريوسينات ، ولكن أيضًا الثقافات الحية ، لها خصائص الحفظ البيولوجي عن طريق إنتاج منتجات اللحوم المخمرة”.
في حين أن فعالية LAB والبكتريوسينات كمواد حافظة ومواد مضادة للميكروبات قد تم بحثها وإثباتها على نطاق واسع ، إلا أن تأثيرها على المستهلكين لم يتم توثيقه جيدًا. من بين أكثر من 335 جرثومة مسجلة في قاعدة بيانات الببتيد المضاد للميكروبات ، تمت الموافقة على واحد فقط (nisin) للاستخدام التجاري ، و “لم يتم التعرف على الحد الآمن للجرعة من المواد المضادة للميكروبات”.
ومع ذلك ، وجدت دراسة حديثة في جنوب إفريقيا في المختبر أن البكتريوسين nisin و plantaricin 423 يمكن أن يكون لهما آثار إيجابية على صحة الأمعاء البشرية. ولاحظ الاستعراض أن من أجل “حماية البكتريوسينات من التدهور في الجهاز الهضمي العلوي ، قد يساعد تغليف أو دمج البكتريوسينات في المصفوفات القائمة على النشا في التغلب على هذه القيود”.وأضاف أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتحديد “التركيز والجرعة المثلى من البكتريوسينات المطلوبة قبل الاستخدام المحتمل لهذه الببتيدات كبديل للمضادات الحيوية / المواد الحافظة الكيميائية في المصفوفات المختلفة”.
معايير البحث المستقبلية
خلصت المراجعة إلى أنه في تطبيق LAB والبكتريوسينات كمواد حافظة للحوم ، كانت هناك حاجة إلى مزيد من البحث التحليلي والمتقدم للتغلب على العوامل المحددة مثل الطيف الضيق المضاد للميكروبات ، وارتفاع تكلفة الإنتاج ، وانخفاض الإنتاجية ومتطلبات الجرعات العالية.
وأضافت أن البحث يجب أن يهدف إلى تطوير طرق فعالة من حيث التكلفة لتحسين إنتاج وتنقية LAB والبكتريوسينات ، وأن جميع الإضافات المقترحة يجب أن تكون “تم اختبارها من الناحية السمية (في المختبر وفي الجسم الحي) وتقييم آثارها التراكمية والتآزرية والمحتملة”قبل الحصول على الموافقة التنظيمية.
أخيرًا ، ذكر الاستعراض أنه نظرًا لأنه كان من المقرر إضافة LAB والبكتريوسينات إلى منتجات اللحوم للاستهلاك البشري ، فقد تم “ذات صلة بدراسة معدل الامتصاص ونمط التوزيع والأنشطة الأيضية لهذه الجزيئات البيولوجية”ولتحديد أفضل جرعة. هذا من شأنه أن يضمن أنه عند التطبيق ، فإن هذه الإضافات لن تغير الامتداد “القيم الفيزيائية والكيميائية والغذائية والسمات الحسية الكامنة”لمنتجات اللحوم.
