Бактериофаги: скрытые помощники в ферментации кимчи

Исследование Всемирного института кимчи подтвердило, что бактериофаги, ранее считавшиеся «вредителями» в процессе ферментации пищи, на самом деле играют ключевую роль помощников, способствующих выживанию молочнокислых бактерий (LAB).

Бактериофаги — это вирусы, поражающие бактерии. В индустрии ферментированных продуктов их долго считали основной причиной задержек или сбоев брожения, так как они мешают культивированию LAB-стартеров. Однако данное исследование опровергает это предположение, доказывая, что фаги — не просто вирусы, убивающие бактерии, а поставщики генов, поддерживающих выживание LAB в ферментационной среде.

С помощью метагеномного анализа и анализа сетей совместной встречаемости команда доктора Тэ-Вуна Хвона из Всемирного института кимчи обнаружила, что бактериофаги избирательно заражают определённые типы LAB в процессе ферментации, тем самым помогая другим LAB закрепиться в экологической нише.

Таким образом, фаги способствуют поддержанию стабильности и разнообразия популяций LAB и играют роль в контроле их баланса. Это своего рода механизм «микробного регулирования трафика», который смягчает конкуренцию между LAB в процессе брожения. Эта функция фагов играет ключевую роль в сохранении уникального вкуса и стабильного качества кимчи.

Особенно важно, что бактериофаги напрямую повышают выживаемость LAB в экстремальных условиях ферментации. По мере прогрессирования брожения усиливается стресс из-за изменения pH и накопления метаболитов. Фаги передают LAB «гены адаптации к стрессу», помогая им быстро приспособиться к меняющейся среде.

Также были идентифицированы шесть ключевых генов (включая гены, связанные с DnaB-подобной хеликазой, необходимой для стабильности репликации ДНК; транспортерами никотинамидмононуклеотида, критически важными для оптимизации энергетического метаболизма; и дезоксинуклеозидкиназой, необходимой для синтеза и репарации ДНК), которые позволяют LAB выживать на протяжении всего процесса ферментации с помощью фагов, обеспечивая завершение брожения.

Это исследование не только углубило научное понимание взаимодействий «фаг-хозяин» в ферментационной экосистеме, но и заложило научную основу для разработки стратегий микробного контроля для точного управления процессами ферментации в будущем.

Доктор Хвон, руководивший исследованием, заявил: «Мы обнаружили, что бактериофаги, которые долгое время считались проблемными в молочной промышленности из-за заражения заквасочных культур, на самом деле являются скрытыми помощниками в поддержании баланса ферментационной экосистемы и улучшении качества кимчи».

Результаты исследования опубликованы в журнале LWT.