Bezpieczniejsza mąka dzięki bakteriofagom? Obiecujące wyniki badań przemysłowych

Szczepy E. coli wytwarzające toksynę Shiga (STEC) w mące stały się w ostatnich latach poważnym wyzwaniem dla przemysłu młynarskiego. Zanieczyszczenie ziarna i mąki groźnymi bakteriami, takimi jak E. coli O157:H7, niesie ryzyko zdrowotne i ekonomiczne – od zatruć pokarmowych po kosztowne wycofania produktów. Dotychczasowe metody dezynfekcji, np. chemiczne środki (chlor, dwutlenek chloru, ozon czy kwasy organiczne) stosowane podczas przemiału, przynoszą zmienne efekty i mogą wpływać na jakość produktu. Pojawia się jednak alternatywa: fagoterapia, czyli wykorzystanie bakteriofagów – naturalnych wirusów atakujących bakterie – do eliminacji patogenów w żywności. Najnowsze badania pokazują, że komercyjny koktajl fagowy może skutecznie zredukować obecność E. coli O157:H7 podczas przemysłowego przemiału pszenicy, nie pogarszając jakości mąki.

Skuteczność potwierdzona w badaniach laboratoryjnych

Zespół badaczy sprawdził najpierw działanie fagów w warunkach laboratoryjnych. Pszenicę zaszczepioną E. coli O157:H7 poddano działaniu koktajlu fagowego o szerokim spektrum skierowanym przeciw tym bakteriom. Już kwadrans po aplikacji najwyższej dawki fagów odnotowano wyraźny spadek liczby patogenów, a po 4 godzinach osiągnięto redukcję rzędu 1,3 log (czyli około 95% mniej bakterii). Co istotne, efekt okazał się zależny od dawki – wyższe stężenia fagów przynosiły większe obniżenie liczebności E. coli. Wyniki tych testów potwierdziły, że preparat fagowy potrafi szybko obniżyć skażenie ziarna groźnym szczepem, torując drogę do prób w skali przemysłowej.

Próby przemysłowe: fagi redukują E. coli 

Kluczowym etapem produkcji mąki jest kondycjonowanie (temperowanie) ziarna, czyli nawilżanie go przed właściwym mieleniem. Badacze wykorzystali ten etap, dodając koktajl fagowy do wody używanej do nawilżania pszenicy w działającym młynie. Ze względów bezpieczeństwa ziarno zaszczepiono niepatogennym szczepem zastępczym E. coli, aby symulować obecność E. coli O157:H7. Rezultaty w warunkach przemysłowych okazały się obiecujące – fagi znacząco ograniczyły populację bakterii w trakcie całego procesu mielenia.

Przy najwyższym testowanym stężeniu fagów (około 10^7 PFU na gram ziarna) uzyskano łączną redukcję skażenia rzędu 3 log, co odpowiada niemal 99,9% eliminacji bakterii w końcowej mące. Nawet niższe dawki fagów (rzędu 10^6–10^6,5 PFU/g) zapewniły istotne efekty – redukcje od 1,4 do 2,2 log, proporcjonalnie do zastosowanej dawki. Co ważne, działanie koktajlu fagowego było skuteczne niezależnie od użytego systemu nawilżania ziarna – sprawdzono dwa różne urządzenia kondycjonujące i w obu przypadkach osiągnięto zbliżone wyniki.

Bez wpływu na jakość mąki i bezpieczeństwo pracy

Ważnym aspektem tej metody jest to, że nie pociąga ona za sobą negatywnych skutków ubocznych. Badania wykazały, że fagoterapia nie wpływa na właściwości wypiekowe mąki. Parametry takie jak chłonność wody przez mąkę czy wydajność glutenu pozostały na niezmienionym poziomie. Testy sensoryczne gotowych wyrobów (m.in. pieczonych ciastek i smażonych naleśników) nie wykazały różnic w smaku, zapachu, teksturze ani wyglądzie produktów z mąki potraktowanej fagami w porównaniu do produktów z mąki kontrolnej. Oznacza to, że zastosowanie bakteriofagów jest neutralne dla jakości i cech organoleptycznych żywności.

Co więcej, bakteriofagi są bezpieczne dla środowiska i personelu zakładu. Jako naturalne wirusy atakujące wyłącznie określone bakterie, nie są szkodliwe dla ludzi ani zwierząt i nie pozostawiają toksycznych substancji. W odróżnieniu od agresywnych środków chemicznych, fagi nie wydzielają żadnych oparów ani nie wymagają specjalnych środków ochrony osobistej przy stosowaniu. Ich wysoka specyficzność działania oznacza też, że nie niszczą pożytecznych mikroorganizmów obecnych w surowcu – np. naturalnej mikroflory ziarna czy drożdży piekarskich – co może być korzystne dla utrzymania naturalnych właściwości fermentacyjnych i profilu smakowego produktów.

Naturalna alternatywa dla chemicznych metod

Zastosowanie koktajlu fagowego w młynie jawi się jako atrakcyjna alternatywa dla tradycyjnych metod dezynfekcji ziarna. Wykorzystując biologiczny mechanizm eliminacji patogenów, młynarze mogą zwiększyć bezpieczeństwo mikrobiologiczne mąki bez obaw o pogorszenie jej jakości czy zagrożenie dla środowiska. Wyniki opisanych badań dowodzą, że fagoterapia jest w stanie skutecznie obniżyć ryzyko zanieczyszczenia mąki E. coli O157:H7 na skalę przemysłową.

Bakteriofagi wpisują się w szerszy trend poszukiwania naturalnych, przyjaznych środowisku rozwiązań w branży spożywczej. Choć technologia ta nadal wymaga dalszych testów i optymalizacji (np. doboru koktajlu fagowego przeciw różnym patogenom czy zapewnienia jego stabilności w realiach produkcyjnych), już teraz widać, że może ona uzupełnić lub zastąpić chemiczne środki stosowane w młynach. Dla producentów oznacza to możliwość zapewnienia wyższego poziomu bezpieczeństwa żywności, spełnienia oczekiwań regulatorów i konsumentów w zakresie naturalności oraz ograniczenia potencjalnych strat związanych z skażeniami.

Źródło: Journal of Food Protection (2025): Biocontrol of Two Escherichia coli O157:H7 Strains and a Nonpathogenic Surrogate E. coli in Wheat Grains and Wheat Milling Operations Using a Lytic Bacteriophage Cocktail.