Световният институт по кимчи (World Institute of Kimchi) обяви резултатите от ново проучване, което напълно променя досегашните представи за ролята на бактериофагите в процеса на хранителна ферментация. Вирусите, които дълго време са били считани за "пречка" и основна причина за забавяне или провал на ферментацията, всъщност играят ключова роля като помощници, които улесняват оцеляването на лактобацилите (LAB).
Обръщане на традиционната представа за фагите
Бактериофагите са вируси, които инфектират бактериите. В индустрията за ферментирали храни те традиционно са разглеждани като основен проблем, тъй като пречат на култивирането на стартерните LAB култури. Настоящото изследване обаче преобръща тази хипотеза, доказвайки, че бактериофагите не са просто вируси, които унищожават бактерии, а по-скоро доставчици на гени, които подпомагат оцеляването на лактобацилите във ферментационната среда.
Микробен контрол на трафика и екологично пространство
Използвайки метагеномен анализ и анализ на мрежата от съвместно възникване, изследователският екип, ръководен от д-р Те-Уонг Уон от Световния институт по кимчи, установи, че бактериофагите селективно инфектират определени видове лактобацили по време на ферментационния процес. По този начин те индиректно помагат на другите лактобацили да си осигурят екологично пространство за развитие.
Чрез този механизъм бактериофагите допринасят за поддържане на стабилността и разнообразието на LAB популациите, като ефективно контролират баланса между тях. Този процес е определен като вид "микробен контрол на трафика", който смекчава конкуренцията между лактобацилите по време на ферментацията. Именно тази функция на фагите се оказва ключова за запазване на уникалния вкус и постоянното качество на кимчи.
Адаптация към стресова среда чрез генен трансфер
Особено важен момент е директното подобряване на жизнеспособността на лактобацилите в екстремните условия на ферментация. С напредването на процеса, стресът на околната среда се засилва поради промени в pH и натрупване на метаболити. Учените откриха, че бактериофагите прехвърлят "гени за адаптация към стрес" на лактобацилите, като по този начин им помагат бързо да се приспособят към променящата се среда.
Екипът идентифицира шест ключови гена, предавани от фагите, които са от съществено значение за оцеляването на лактобацилите през целия ферментационен процес и гарантират неговото завършване. Тези гени включват:
- Гени, свързани с DnaB-подобна хеликаза, която е важна за стабилността на репликацията на ДНК.
- Транспортери на никотинамид мононуклеотид, които са критични за оптимизирането на енергийния метаболизъм.
- Дезоксинуклеозид киназа, необходима за синтеза и възстановяването на ДНК.
Научни основи за бъдещ контрол
Д-р Уон, ръководител на изследването, коментира: "Открихме, че бактериофагите, които дълго време бяха смятани за проблемни в млечната индустрия заради инфекциите на стартерните култури, всъщност са скрити помощници за поддържане на баланса на ферментационната екосистема и подобряване на качеството на кимчи."
Това проучване не само осигурява по-дълбоко научно разбиране на взаимодействията фаг-гостоприемник във ферментационната екосистема, но и полага научната основа за разработване на стратегии за микробен контрол за прецизно управление на ферментационните процеси в бъдеще.
Източник: National Research Council of Science and Technology
