АНТИМИКРОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА: АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД К ПРОДЛЕНИЮ СРОКОВ ХРАНЕНИЯ
https://doi.org/10.21323/2414-438X-2017-2-3-4-20
Аннотация
В настоящей статье рассмотрена проблема высоких потерь сырья и продуктов в пищевой индустрии. Представлен краткий перечень существующих причин микробиологической порчи и подходов к ее минимизации, включая технологические, физические и химические. В качестве альтернативы существующим подходам рассмотрены природные антимикробные вещества, о существовании которых известно уже более 60 лет. Антимикробные пептиды являются эволюционно древним фактором врожденного иммунитета и обнаруживаются в клетках и тканях позвоночных и беспозвоночных животных, растениях, грибах и бактериях. Представлены подходы к их классификации, особенности строения и механизмов действия. Систематизирована информация из ведущих мировых баз данных The Antimicrobial Peptide Database и Uni Prot Protein Database о наличии антимикробных веществ в тканях свиней и крупного рогатого скота, включая их молекулярную массу и белков-предшественников (при наличии), изоэлектрическую точку, заряд, аминокислотную последовательность и долю гидрофобной части в ней, а также спектр активности: антибактериальная, противогрибковая, противовирусная, противопаразитарная и пр. На основе проведенного обзора предложены альтернативные источники их выделения и намечена перспектива создания технологии повышения хранимоспособности пищевой продукции.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 17–76–10033).
Об авторах
Екатерина Александровна Лукинова
Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН
Россия
старший лаборант Экспериментальной клиники-лаборатории биологически активных веществ животного происхождения, Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 26 Тел.: +7–495–676–92–11
Россия
старший лаборант Экспериментальной клиники-лаборатории биологически активных веществ животного происхождения, Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 26 Тел.: +7–495–676–92–11
Елена Александровна Котенкова
Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН
Россия
кандидат технических наук, научный сотрудник Экспериментальной клиники-лаборатории биологически активных веществ животного происхождения, Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 26 Тел.: +7–495–676–92–11
Россия
кандидат технических наук, научный сотрудник Экспериментальной клиники-лаборатории биологически активных веществ животного происхождения, Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 26 Тел.: +7–495–676–92–11
Александр Николаевич Макаренко
Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца
Украина
доктор медицинских наук, профессор кафедры гистологии и эмбриологии Национального медицинского университета им. А.А. Богомольца 02000, г. Киев, пр. Победы, 34, морфологический корпус. Тел.: +380–454–49–89
Украина
доктор медицинских наук, профессор кафедры гистологии и эмбриологии Национального медицинского университета им. А.А. Богомольца 02000, г. Киев, пр. Победы, 34, морфологический корпус. Тел.: +380–454–49–89
Список литературы
1. Научные подходы к управлению качеством Продовольственные потери и пищевые отходы в контексте устойчивых продовольственных систем. Доклад Группы экспертов высокого уровня по вопросам продовольственной безопасности и питания, 2014. — С. 1–142. [Электронный ресурс: http://www.fao.org/3/a-i3901r.pdf. Дата обращения: 17.09.2017]
2. Костенко, Ю.Г. Руководство по санитарно-микробиологическим основам и предупреждению рисков при производстве и хранении мясной продукции / Ю.Г. Костенко // Мясная индустрия.—2015.—№ 6. — С. 44–47.
3. Kameník, J. The microbiology of meat spoilage: a review / J. Kameník // Maso International — Journal of Food Science and Technology.— 2013. — Р.1–9. [Электронный ресурс: http://www.maso-international.cz/wp-content/uploads/2013/08/masointernational‑2013–1-page‑003–010.pdf. Дата обращения: 17.09.2017]
4. Encyclopedia of Meat Sciences, Second Edition/edited M. Dikeman and C. Devine // London: Academic Press, 2014.— 1712 p.
5. Костенко, Ю.Г. Санитарно-микробиологические аспекты производства охлажденной свинины длительного срока годности / Ю.Г. Костенко, Д.С. Батаева, М.А. Краснова // Мясная индустрия. — 2014.— № 4. — С. 66.
6. Чернуха, И.М. О продлении сроков хранения мясного сырья./ И.М. Чернуха, А.Н. Макаренко, Л.В. Федулова, Г.С. Толмачева // Мясная индустрия.— 2012.—№ 10. — С. 12–14.
7. Preserved Meat Guide [Электронный ресурс: http://www.dartagnan.com/preserved-meat-methods.html. Дата обращения: 15.08.2017]
8. Сязин, И.Е. Особенности криоконсервирования и криосепарации пищевого сырья. / И.Е. Сязин // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.—2011.— № 66(02). — С. 1–12.
9. Золотокопова, С.В. Теоретическое обоснование механизма консервирующего действия компонентов коптильных экстрактов. /С.В. Золотокопова, И.А. Палагина // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология.—2007.— № 3. — С. 36–42.
10. Нестеренко, А.А. Посол мяса и мясопродуктов. /А.А. Нестеренко, А.С. Каяцкая // Вестник НГИЭИ. — 2012. — № 8. — С. 46–54.
11. Зайцева, Ю.А. Виды посола и его применение в мясоперерабатывающей промышленности. / Ю.А. Зайцева, Е.Г. Горина, А.В. Пономаренко // Молодой ученый.— 2014.— № 4. — С. 164–167.
12. Туниева, Е.К. Ингредиенты и упаковка на выставке ИФФА 2013: удобное потребление натуральных продуктов. / Е.К.Туниева // Все о мясе.— 2013.— № 3. — С. 5–7.
13. Туниева, Е.К. К вопросу безопасности пищевых добавок./ Е.К. Туниева // Все о мясе.—2015.— № 4. — С. 10–13.
14. Азимова, В.Т. Эндогенные антимикробные пептиды животного происхождения. / В.Т. Азимова, Н.И. Потатуркина-Нестерова, А.С. Нестеров // Современные проблемы науки и образования.— 2015.— № 6. [Электронный ресурс: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23025 Дата обращения: 15.08.2017].
15. Пантелеев, Е.В. Структурно-функциональное исследование антимикробных пептидов животного происхождения: Дис. канд. хим. наук. — Москва, 2015.— 130 с.
16. Овчинникова, Т.В. Структурно-функциональное исследование природных пептидных антибиотиков: Дис. док. хим. наук (в виде научного доклада). — Москва, 2011.— 68 с.
17. Bea Rde, L. Synthesis, antimicrobial activity and toxicity of analogs of the scorpion venom BmKn peptides. / L. Bea Rde, A.F. Petraglia, L.E. Johnson // Toxicon. — 2015. — V. 101. — P. 79–84.
18. Zhong, J. Transcriptomic analysis of the venom glands from the scorpion Hadogenes troglodytes revealed unique and extremely high diversity of the venom peptides. / J. Zhong, X.C. Zeng, X. Zeng, Y. Nie, L. Zhang, S. Wu, A. Bao // Journal of proteomics.—2017. — V. 150. — P. 40–62.
19. Bamdad, F. Preparation and characterization of antimicrobial cationized peptides from barley (Hordeumvulgare L.) proteins./ F. Bamdad, X. Sun, L.L. Guan, L. Chen // LWT — Food Science and Technology.—2015. — V.63.— № 1. — P. 29–36.
20. McDonald, M. Structure–function relationships in histidinerich antimicrobial peptides from Atlantic cod / M. McDonald, M. Mannion, D. Pike, K. Lewis, A. Flynn, A.M. Brannan, M.J. Browne, D. Jackman, L. Madera, M.R. Power Coombs, D.W. Hoskin, M.L. Rise, V. Booth // Biochimica et biophysicaacta. — 2015. — V. 1848.— № 7. — P. 1451–1461.
21. Shamova, O.V. Acipensins — novel antimicrobial peptides from leukocytes of the Russian sturgeon Acipenser gueldenstaedtii / O.V. Shamova, D.S. Orlov, S.V. Balandin, E.I. Shramova, E.V. Tsvetkova, P.V. Panteleev, Yu.F. Leonova, A.A. Tagaev, V.N. Kokryakov, T.V. Ovchinnikova // Acta Naturae. — 2014. — V. 6.— № 4. — P. 99–109.
22. Espinosa, E.P. Proteomic characterization of mucosal secretions in the eastern oyster, Crassostrea virginica. / E.P. Espinosa, A. Koller, B. Allam // Journal of Proteomics.— 2016. — V. 132. — P. 63–76.
23. Geng, X. Proteomic analysis of the skin of Chinese giant salamander (Andrias davidianus). / X. Geng, H. Wei, H. Shang, M. Zhou, B. Chen, F. Zhang, X. Zang, P. Li, J. Sun, J. Che, Y. Zhang, C. Xu // Journal of Proteomics.— 2015. — V.119. — P. 196–208.
24. Holden, W.M. Development of antimicrobial peptide defenses of southern leopard frogs, Ranas phenocephala, against the pathogenic chytrid fungus, Batrachochytrium dendrobatidis./ W.M. Holden, L.K. Reinert, S.M. Hanlon, M.J. Parris, L.A. RollinsSmith // Developmental & Comparative Immunology.— 2015. — V. 48.— № 1. — P. 65–75.
25. Conlon, J.M. Potential therapeutic applications of multifunctional host-defense peptides from frog skin as anti-cancer, antiviral, immunomodulatory, and anti-diabetic agents. /J.M. Conlon, M. Mechkarskа, M.L. Lukiс, P.R. Flatt // Peptides.— 2014. — V. 57. — P. 67–77.
26. Conlon, J.M. A family of antimicrobial and immunomodulatory peptides related to the frenatins from skin secretions of the Orinoco lime frog Sphaenorhynchuslacteus (Hylidae). / J.M. Conlon, M. Mechkarska, G. Radosavljevic, S. Attoub, J.D. King, M.L. Lukic, S. McClean // Peptides. — 2014. — V. 56. — P. 132–140.
27. Сычева, М.В. Применение электроаналитических и сепарационных методов исследования для оценки механизма биологической активности антимикробных пептидов из тромбоцитов курицы домашней. / М.В. Сычева, А.С. Васильченко, А.А. Кульсарин, Е.А. Рогожин, Ю.И. Пешкова, О.Л. Карташова // Бюллетень Оренбургского научного центра УрОРАН.— 2016.— № 1. — С. 1–8.
28. Shamova, O.V. Minibactenecins ChBac7.Nα and ChBac7. Nβ — antimicrobial peptides from leukocytes of the goat Capra hircus. / O.V. Shamova, D.S. Orlov, M.S. Zharkova, S.V. Balandin, E.V. Yamschikova, D. Knappe, R. Hoffmann, V.N. Kokryakov, T.V. Ovchinnikova // Acta Naturae. — 2016. — V. 8.— № 3. — P. 136–146.
29. Ильина, Е.И. Антимикробный пептид из лейкоцитов лисицы Vulpesvulpes. / Е.И. Ильина, М.Н. Берлов, Я.А. Дубровский, Е.Г. Богомолова, В.Н. Кокряков // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. Биология.— 2013. — № 2. — C. 56–63.
30. Юхнев, В.А. Поиск новых антимикробных пептидов из семейства кателицидинов и дефенсинов в лейкоцитах лося (Аlcesalces)./ В.А. Юхнев, М.А. Шартукова, Н.В. Луговкина, В.Н. Кокряков, О.В. Шамова // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. Биология. — 2014. — № 1. — C. 115–131.
31. Wan, J. Recombinant plect as in elicits similar improvements in the performance and intestinal mucosa growth and activity in weaned pigs as an antibiotic. / J. Wan, Y. Li, D. Chen, B. Yu, G. Chen, P. Zheng, X. Mao, J. Yu, J. He //Animal Feed Science and Technology. — 2016. — V.211. — P. 216–226.
32. The Antimicrobial Peptide Database [Электронный ресурс: http://aps.unmc.edu/AP/main.php. Дата обращения: 15.08.2017].
33. Wang, G. A database view of naturally occurring antimicrobial peptides: nomenclature, classification and amino acid sequence analysis. / G. Wang, X. Li, M. Zasloff // In Wang, G. (ed.)“Antimicrobial Peptides: Discovery, Design and Novel Therapeutic Strategies”. CABI, Oxfordshire, UK, 2010: P. 1–21.
34. Bahar, A.A. Antimicrobial peptides. / A.A. Bahar, D. Ren // Pharmaceuticals (Basel).— 2013. — V. 6.— № 12. — P. 1543–1575.
35. Brogden, K.A. Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria? / K.A. Brogden // Nature Reviews Microbiology.— 2005. — V. 3.— № 3. — P. 238–250.
36. Wang, G. Improved methods for classification, prediction, and design of antimicrobial peptides. / G. Wang // Methods in molecular biology. — 2015. — V. 1268. — P. 43–66.
37. Абатуров, А.Е. Катионные антимикробные пептиды системы неспецифической защиты респираторного тракта: дефензины и кателицидины. Дефензины — молекулы, переживающие ренессанс (часть 1)./ А.Е. Абатуров // Здоровье ребенка.— 2011. — V. 7.— № 34. — C. 161–171.
38. Wang, G. Human antimicrobial peptides and proteins. / G.Wang // Pharmaceuticals.— 2014. — V. 7.— № 5. — P. 545–594.
39. Wang, W.M. Effectsofwhole cigarette smoke on human beta defensins expression and secretion by oral mucosal epithelial cells. / W.M. Wang, P. Ye, Y. — J. Qian// Tobacco induced diseases.—2015. — V.13.— № 1. — P. 3.
40. Zhao, L. Defensins in innate immunity. / L. Zhao, W.Lu // Current Opinion in Hematology.—2014. — V.21.—№ 1. — P. 37–42.
41. Ващенко, В.И. Противомикробное и противовирусное действие дефенсинов человека: патогенетическое значение и перспективы применения в лекарственной терапии. / В.И. Ващенко, В.Н. Вильянинов, П.Д. Шабанов // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии.— 2016.— № 2. — C. 3–37.
42. Jarczak, J. Defensins: Naturalcomponentofhumaninnateimm unity. / J. Jarczak, E.M. Kościuczuk, P. Lisowski, N. Strzałkowska, A. Jóźwik, J. Horbańczuk, J. Krzyżewski, L. Zwierzchowski, E.Bagnicka // Human Immunology.— 2013. — V. 74.— № 9. — P. 1069–1079.
43. Bosch-Marcé, M. Preclinical safety evaluation of human platelets treated with antimicrobial peptides in severe combined immunodeficient mice. / M. Bosch-Marcé, K.V. Mohan, M.P. Gelderman, P.L. Ryan, E. Russek-Cohen, C.D. Atreya// Transfusion.— 2014. — V. 54. — № 3. — P. 569–576.
44. Ильяшенко, М.Г. Эндогенные антимикробные пептиды и их клинико-патогенетическая значимость при воспалительных инфекциях кишечника. / М.Г. Ильяшенко, Г.Н. Тарасова, А.И. Гусева // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — № 2. [Электронный ресурс: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5922. Дата обращения: 15.08.2017].
45. Будихина, А.С. Дефензины— мультифункциональные катионные пептиды человека. / А.С. Будихина, Б.В. Пинегин // Иммунопатология, аллергология, инфектология.—2008.— № 2. — C. 31–40.
46. Кокряков, В.Н. Физико-химические и функциональные свойства антимикробных белков и пептидов: Автореферат дис. док.биол. наук. — Санкт-Петербург, 1995.— 48 с.
47. Шамова, О.В. Физико-химическая характеристика и функциональные свойства дефенсинов и протегринов: Автореферат дис. канд. биол. наук. — Санкт-Петербург, 1995.— 24 с.
48. Шамова, О.В. Молекулярно-клеточные основы реализации биологической активности антимикробных пептидов лейкоцитов: Автореферат дис. док. биол. наук. — Санкт-Петербург, 2013.— 48 с.
49. Жаркова, М.С. Сочетанное действие белков и пептидов системы врожденного иммунитета и соединений различной химической природы в реализации их антибиотических свойств: Автореферат дис. канд. биол. наук. — Санкт-Петербург, 2016.— 24 с.
50. Tecle, T. Review: Defensins and cathelicidins in lung immunity. T. Tecle, S.Tripathi, K.L. Hartshorn // Innate immunity. — 2010. — V. 16.— № 3. — P. 151–159.
51. Skarnes, R.C. Characterization of leukin: an antibacterial factor from leucocytes active against gram-positive pathogens. / R.C. Skarnes, D.W. Watson // The Journal of Experimental Medicine. — 1956. — V. 104. — № 6. — P. 829.
52. Hirsch, J.G.Studies of the bactericidal action of phagocytin / J.G.Hirsch // The Journal of Experimental Medicine. — 1956. — V. 103. — № 5. — P. 613
53. Zeya, H.I. Antibacterial and Enzymic Basic Proteins from Leukocyte Lysosomes: Separation and Identification / H.I. Zeya, J.K. Spitznagel // Science. — V. 142. — № 3595. — P. 1085–1087.
54. Selsted, M.E. Primary Structures of Three Human Neutrophil Defensins. / M.E. Selsted, S.S.L. Harwig, T. Ganz, J.W. Schilling, R.1. Lehrer // Journal of Clinical Investigation.—1985. — V. 76. — P. 1436–1439.
55. De Smet, K. Human Antimicrobial Peptides: Defensins, Cathelicidins and Histatins. / K. De Smet, R. Contreras // Biotechnology Letters. — 2005. — V. 27. — № 18. — P. 1337–1347.
56. Uni Prot Protein Database [Электронный ресурс: http://www.uniprot.org/. Дата обращения: 15.08.2017].
57. Абатуров, А.Е. Катионные антимикробные пептиды системы неспецифической защиты респираторного тракта: дефензины и кателицидины. Дефензины — молекулы, переживающие ренессанс (часть 2)./ А.Е. Абатуров // Здоровье ребенка. — 2011. — V. 5.— № 35. — C. 137–144.
58. Кокряков, В.Н. Биология антибиотиков животного происхождения. — СПб.: Наука, 1999.— 162 с.
Рецензия
Для цитирования:
Лукинова Е.А., Котенкова Е.А., Макаренко А.Н. АНТИМИКРОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА: АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД К ПРОДЛЕНИЮ СРОКОВ ХРАНЕНИЯ. Теория и практика переработки мяса. 2017;2(3):4-20. https://doi.org/10.21323/2414-438X-2017-2-3-4-20
For citation:
Lukinova E.A., Kotenkova E.A., Makarenko A.N. ANTIMICROBIAL SUBSTANCES: AN ALTERNATIVE APPROACH TO THE EXTENSION OF SHELF LIFE. Theory and practice of meat processing. 2017;2(3):4-20. https://doi.org/10.21323/2414-438X-2017-2-3-4-20
Просмотров:
1177
Послать статью по эл. почте 