생물 보호

생물보존은 식품을 보존하고 유통기한을 ^[1]연장하는 방법으로 자연 또는 제어된 미생물이나 항균제를 사용하는 것이다.식품의 생물 보존은, 특히 음식 부패 미생물에 억제되는 유산균(LAB)을 이용한 것으로, 처음에는 무의식적으로 행해져 왔지만, 결국에는 점점 더 견고한 과학적 ^[2]토대를 가지고 있다.유익한 박테리아 또는 이들 박테리아에 의해 생성된 발효물을 생물 보존에 사용하여 부패를 억제하고 병원체를 ^[3]식품에서 비활성화하는 것이다.유기산 생성과 같이 미생물이 다른 생장을 방해할 수 있는 다양한 작용 모드가 있으며, 이로 인해 pH의 감소와 비분리산 분자, 과산화수소를 포함한 다양한 작은 억제 분자의 항균 활성 ^[2]등이 발생한다.그것은 점점 ^[1]더 주목을 받고 있는 양성 생태학적 접근법이다.

생물 보존제 및 작용 방식

유산균

특히 관심을 끄는 것은 유산균(LAB)이다.젖산세균은 길항성을 가지고 있어 생물 방부제로 특히 유용하다.LAB가 영양소를 놓고 경쟁할 때, LAB의 대사물에는 젖산과 아세트산, 과산화수소, 펩타이드 박테리오신과 같은 활성 항균제가 포함되어 있는 경우가 많습니다.일부 LAB는 특히 효과적인 ^[4][5]방부제인 항균성 니신을 생산합니다.

오늘날 LAB 박테리오신은 허들 기술의 필수적인 부분으로 사용되고 있습니다.그것들을 다른 방부제 기술과 함께 사용하면 부패균과 다른 병원체를 효과적으로 제어할 수 있고 본질적으로 내성이 있는 그램 음성 ^[1]박테리아를 포함한 다양한 생물들의 활동을 억제할 수 있습니다."유산균과 프로피오니박테리아는 식품 ^[6]부패의 효모와 곰팡이를 일으키는 부패에 대한 효율로 광범위하게 연구되어 왔다.

효모균

유산균 외에 효모균은 영양소 경쟁, 고농도 에탄올 생산 및 내성에 의존하는 길항작용, 그리고 많은 종류의 항균성 화합물들의 합성 등으로 인해 생물 보존 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.인스톨 식품은 미생물을 부패시킬 뿐만 아니라 식물, 동물,^[11] 인간의 병원체에 대해서도 부패시킨다.

생물 방부제로 사용하기에 적합한 박테리아/효모는 반드시 식품을 발효시킬 필요는 없다.하지만 미생물의 성장에 적합한 조건이라면, 생물 방부제 박테리아는 영양소를 얻기 위해 음식 속의 부패와 병원성 박테리아와 경쟁할 것입니다.신진대사의 산물로서 산과 다른 항균제, 특히 박테리오신을 생산해야 한다.젖산균과 같은 생물 방부제 박테리아는 ^[3]사람에게 무해해야 한다.

박테리오파지

박테리오파지(그리스어로 '박테리아 식인'이라는 뜻)는 박테리아를 ^[12]감염시키는 바이러스이다.알려진 박테리오파지의 대부분은 비리온 캡시드 안에 이중가닥 DNA 게놈을 나타내며 꼬리가 있는 파지목인 Caudovirales에 속합니다.꼬리가 있는 페이지는 세 개의 패밀리로 더 나눌 수 있습니다.꼬리가 매우 짧은 것이 특징인 포도바이러스과, 길고 곧고 수축성 있는 꼬리를 보이는 미오바이러스과, 길고 유연한 꼬리로 식별 가능한 십호바이러스과.종 다양성 측면에서 경미하지만 많은 응용 분야를 가진 또 다른 잘 연구된 파지 그룹은 DNA ^[12]분자를 둘러싼 나선형 단백질 층에 의해 장식된 단일 가닥 DNA 게놈을 나타내는 필라멘트 파지에 의해 표현된다.박테리오파지는 자연에 널리 분포되어 있으며 또한 사람이나 동물과 관련된 미세 꽃으로부터 분리될 수 있다.그들은 ^[13]총 1031개의 화상으로 지구상에서 가장 풍부한 자기 복제 실체를 나타내는 박테리아 숙주 종보다 10배 더 많다.원치 않는 박테리아에 대해 페이지를 사용한다는 생각은 발견 직후에 발전했다.1950년대 유기 화학의 발전으로, 광범위한 항생제의 탐사와 개발은 박테리오파지 연구에 대한 관심을 대체했다.몇몇 실험실에서 박테리오파지 분리제가 특정 세균 병원체를 통제하기 위한 적합성을 테스트하고 있다.파지 요법이 의학 연구 분야에서 일상적으로 적용되는 조지아주 트빌리시에 있는 박테리오파지 연구소에서 이 연구의 중요한 진전이 이루어졌다.오늘날 항생제 내성 박테리아 치료는 어려운 일이다.최근에는 항생제 적용이 효과적으로 이루어지지 않는 감염성 질환의 항생제 내성 병원체 감정에 비추어 박테리오파지에 대한 연구가 더욱 탄력을 받고 있어 박테리오파지의 활용에 대한 연구가 ^[12]강도 높게 검토되고 있다.박테리오파지는 최근 미국에서 ^[14]육류 제품에 적용하기 위해 독성의 결여와 인간의 건강에 미치는 다른 해로운 영향 때문에 일반적으로 안전하다고 인정받고 있다.

L. monocytogenes, 대장균 O157:H7 및 S. 장내 혈청형에 특화된 파지 제제가 상용화되었고 식품 또는 표면 오염 ^[14]제거 프로토콜의 일부로 적용되도록 승인되었다.

육식 생물 보존

육류 가공에서, 생물 보존은 발효육 제품에서 광범위하게 연구되어 왔고 육류 제품을 ^[15][16][17]바로 먹을 수 있다.동물의 건강과 생산성을 개선하거나 병원성 유기체를 줄이기 위해 토착 또는 인위적으로 도입된 미생물 집단을 사용하는 것은 프로바이오틱 또는 경쟁 강화 ^[18]접근법이라고 불린다.개발된 경쟁 강화 전략에는 경쟁 배제, 위장 건강을 향상시키는 미생물 보충제(프로바이오틱스) 추가, 기존(또는 도입된) 상응하는 미생물 집단을 위장에서 경쟁 우위를 제공하는 제한적 비숙주 소화 영양소(프리바이오틱스) 추가가 포함된다.신장관^[16]각각의 접근방식은 자연적인 미생물 경쟁을 이용하여 병원균에 대한 토종 미생물 생태계의 활동을 활용한다.일반적으로, 경쟁 강화 전략은 식용 동물의 ^[16]내장에 있는 병원균을 줄이기 위한 자연적인 '친환경' 방법을 제공한다.

해산물 생물보호구역

수산물은 단백질, 비타민, 무기질, 오메가3 지방산, 타우린 등과 같은 다양한 가치 있는 영양소의 원천이다.그러나 수산물은 인간의 중독과 감염과도 관련이 있다.식중독의 약 10~20%는 생선 ^[19]섭취에 기인한다.소비자 수요의 변화로 인해 염분 함량, 조리 온도 및 진공 포장(VP)/대기 변형 포장(MAP)을 포함한 순한 기술에 비해 해산물에 적용되는 전통적인 공정(소금, 흡연 및 통조림)의 매력이 낮아졌습니다.이 제품들은 보통 신선한 해산물로 만들어지며 가공을 진행하면 교차 ^[19]오염의 위험이 높아집니다.이러한 가벼운 처리는 보통 미생물을 파괴하기에 충분하지 않으며, 경우에 따라서는 LPFP의 긴 유통 수명 동안 정신 내성의 병원성 및 부패 박테리아가 발생할 수 있습니다.이들 제품 중 상당수는 날것으로 먹기도 하기 때문에 미생물의 존재를 최소화하고 미생물의 성장을 막는 것이 식품 품질과 ^[19]안전을 위해 필수적이다.식품의 미생물 안전과 안정성은 허들이라고 불리는 ^[20]방부제 인자의 적용에 기초하고 있다.해산물의 섬세한 식감과 풍미는 요리와 같은 오염 제거 기술과 펄스 빛, 고압, 오존, 초음파 같은 최근의 가벼운 기술에 매우 민감합니다.자연 방부제 수요로 인해 공정이 아닌 성분인 화학 방부제가 소비자들의 호응을 얻지 못하고 있다.각광받는 대안으로는 바이오프리저베이션 ^[20][21][22]기술이 있다.어류가공에서는 항균제를 첨가하거나 어근의 산도를 높임으로써 생물보존을 실현한다.대부분의 박테리아는 pH가 4.5 ^[19]미만일 때 증식을 멈춘다.전통적으로 산도는 발효, 양념 또는 아세트산, 구연산 또는 젖산을 식품에 직접 첨가함으로써 증가해왔다.다른 방부제로는 아질산염, 아황산염, 소르베이트, 벤조산염, 에센셜 ^[4]오일이 있다.보호 미생물, 박테리오파지 또는 박테리오신을 생물 보존을 위해 해산물 제품에 적용하는 연구가 유제품이나 육제품에 비해 덜 문서화된 주된 이유는 아마도 생물 보존의 초기 단계가 해산물 ^[19]제품 사이에서 그다지 개발되지 않은 발효 식품에서 주로 발생했기 때문일 것이다.해산물에서 잠재적인 보호세균의 선택은 해산물 매트릭스에 대한 적응이 필요하기 때문에 어렵다(당분이 부족하고 신진대사 활동이 산화에 의해 제품의 초기 특성을 변화시켜서는 안 되며, 감각 ^[19]거부반응을 일으킬 수 있는 부패를 유발해서는 안 된다.신선해산물 또는 가공해산물에서 식별된 미생물 중 LAB는 생체보호 양식 또는 ^[19]박테리오신 생산에 가장 높은 잠재력을 제공하는 카테고리로 남아 있다.

상용 어플리케이션 및 제품

전 세계적으로 다양한 파지 준비의 성공적인 실행이 있었다.식품에 대한 다양한 응용/배달 방법이 개발되었습니다.박테리오파지와 그 엔돌리신은 분무, 담그기 또는 고정화와 같은 여러 가지 방법으로 식품 시스템에 단독으로 또는 다른 ^[23]장애물과 함께 통합될 수 있다.파지 제제 LMP-1O2는 이후 "ListShield" Intralyx, Inc.로 상용화되었습니다.이는 170여 종의 "L. 모노사이토제네스"에 대해 효과가 있으며, 즉석 식품에 뿌렸을 때 리스테리아 오염을 현저하게(10~1000배) 감소시켜 식품의 일반적인 구성, 맛, 냄새 또는 색을 ^[14]바꾸지 않는 것으로 나타났다.인트랄리틱스사는 또한 S.^[24] 장기를 제어하기 위한 SalmoFresh와 SalmoLyse와 같은 파지 기반의 항균제제를 상용화했다.SalmoFresh는 Typhimurium, Enteritidis, Heidelberg, Newport, Hadar, Kentucky 및 Thompson에 속하는 가장 흔한/고병원성 혈청형에 속하는 균주를 선별적이고 특이적으로 살모넬라균을 죽이는 자연발생 박테리오파지의 혼합물을 사용하여 제조됩니다.제조사에 따르면, 살모프레시는 "살모넬라" 오염의 위험이 높은 식품을 치료하기 위해 특별히 고안되었다고 한다.특히 살모넬라 오염을 크게 줄이기 위해 붉은 고기와 가금류는 갈기 전에 처리할 수 있습니다.SalmoLyse는 SalmoFresh에서 파생된 변형된 파지 칵테일로, 원래 칵테일의 6개의 파지 중 2개가 ^[24]교체되었습니다.추가적인 박테리오파지 제제는 도축 전에 동물의 미생물 부하를 줄이기 위해 사용되며, 살모넬라 옴닐리틱스에 대항하는 BacWash 제품군과 같은 옴닐리틱스에서 시판되고 있습니다.또 다른 상업적 응용 프로그램인 네덜란드의 Micreos가 개발한 Listex_ P100은 FDA와 USDA에 의해 모든 식품에 사용할 ^[23]수 있는 안전(GRAS) 지위를 일반적으로 인정받았다.

또 다른 중요한 상업적 박테리오파지는 조지아 공화국 엘리아바 ^[14]연구소의 엘리아바 연구소가 개발한 농산물의 치료를 위해 광범위한 항살모넬라 및 대장균 파지 칵테일인 ELREKOSALI이다.

안전.

생물보존은 식품 및/또는 그 대사물 중 자연발생 미생물의 항균 잠재력을 오랜 안전사용의 역사를 가진 현명하게 이용한다.이 이론에는 박테리오신, 박테리오파지 및 박테리오파지 부호화 효소가 포함된다.식품과 사료 발효에서 젖산 박테리아가 오랫동안 전통적인 역할을 하는 것은 생물 보존에 박테리오신을 사용하는 것과 관련된 주요 요인이다.LAB와 그 박테리오신은 오랫동안 의도치 않게 섭취되어 왔고, 오랜 안전 사용의 역사를 남겼다.항균 스펙트럼 억제, 살균 작용 모드, 처리 조건(pH, NaCl, 열처리)에 대한 상대적 내성 및 진핵 세포에 대한 독성의 부족은 ^[25]식품에서 생물 방부제로서의 역할을 한다.새로운 항균제의 평가는 USDA에 의해 육류에서 이루어지며, USDA는 다른 적합성 데이터 중 FDA의 GRAS 평가에 의존한다.

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