Prospects for the use of probiotic organisms to develop alternative strategies for disinfection and prevention of infectious diseases

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Introduction: An important feature of microorganisms is the ability to adapt to adverse external influences, including the development of multiple antimicrobial resistance, leading to such negative consequences for humans as nosocomial infections, problems with cleaning rooms, medical and industrial equipment. The active use of chemical disinfectants for high-quality disinfection and cleaning has a number of disadvantages, including the risks of pathogens with new mechanisms of resistance to antimicrobial agents. The search for new, effective and safe antimicrobial agents as an alternative to chemical disinfectants is relevant. The use of probiotic strains of microorganisms, including lactic acid bacteria, in this capacity may be a promising area of research.Objective: to analyze the literature data on studies of the potential of probiotic organisms, including lactic acid bacteria, to develop alternative disinfection and prevention strategies.Materials and methods: This review of the subject field has been prepared based on the guiding principles of PRISMA-ScR. SCOPUS, Google Scholar, and RSCI databases were used. The works in Russian and English were considered, for the period 1995-2023.Results: The review included 89 articles exploring the disadvantages of traditional disinfection methods and the search for alternative sanitation strategies. The description of various solutions for the introduction of probiotic purification methods is systematized – using bacteriophages, probiotic microorganisms of R. Bacillus and representatives of lactic acid bacteria as active agents.Conclusions: A system of sanitary measures based on probiotic biodesinfectants, including lactic acid bacteria, can be included among the tools for countering pathogens, including their biofilms and forms with multidrug resistance. The introduction of a probiotic hygienic cleaning system, without having a negative impact on the environment, can increase the effectiveness of traditional hygienic preventive measures both in medical institutions and in production.

Авторлар туралы

Svetlana Kishilova

All-Russian Dairy Research Institute

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: s.a.kishilova@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-9498-4757

Әдебиет тізімі

  1. Варганов, В. А. (2008). Стабилизаторы «СТМ». Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья, (3), 206–213.
  2. Виноградова, Ю. В. (2018). Теоретические и практические аспекты процесса кристаллизации лактозы в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром. Молочнохозяйственный вестник, 3(31), 79–90.
  3. Галстян, А. Г., Илларионова, Е. Е., Радаева, И. А., Туровская, С. Н., Червецов, В. В., Петров, А. Н. (2012). Новый национальный стандарт на вареное сгущенное молоко с сахаром. Молочная промышленность, (8), 36–37.
  4. Гнездилова, А. И., Куренкова, Л. А. (2014). Реологические характеристики консервированного молочного продукта со сложным углеводным составом. Молочнохозяйственный вестник, 1(13), 56–63.
  5. Голубева, Л. В., Пожидаева, Е. А., Матвиенко, А. А. (2020). Формирование состава молокосодержащих консервов с сахаром. Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством, 1(1), 130–133. https://doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-130-133
  6. Косова, И. А. (2010). Молокосодержащий продукт «Мастер Сгущёнов». Молочная промышленность, (10), 54–55.
  7. Писарева, Е. В. (2016). Исследование стабилизационных систем для сгущенных молочных консервов. Ползуновский вестник, (1), 29–33.
  8. Радаева, И. А. Гордезиани, В. С., Шулькина, С. П. (1986). Технология молочных консервов и заменителей цельного молока: Справочник. Агропромиздат.
  9. Радаева, И. А., Илларионова, Е. Е., Туровская, С. Н. (2020). К вопросу изучения микроструктурных изменений молочных консервов в процессе длительного хранения. Инновационные технологии обработки и хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов: Сборник научных трудов ученых и специалистов к 90-летию ВНИХИ (с. 445–452). Амирит.
  10. Рябова, А. Е., Галстян, А. Г., Малова, Т. И., Радаева, И. А., Туровская, С. Н. (2014). К вопросу о гетерогенной кристаллизации лактозы в технологиях сгущенных молочных продуктов с сахаром. Техника и технология пищевых производств, 1(32), 78–83.
  11. Рябова, А. Е., Хуршудян, С. А., Семипятный, В. К. (2018). Совершенствование методологии оценки консистенции продуктов, склонных к спонтанной кристаллизации сахаров. Пищевая промышленность, 12, С. 74-76.
  12. Туровская, С. Н., Галстян, А. Г., Петров, А. Н., Радаева, И. А., Илларионова, Е. Е., Семипятный, В. К., Хуршудян, С. А. (2018). Безопасность молочных консервов как интегральный критерий эффективности их технологии. Российский опыт. Пищевые системы, 2(1), 29–54. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2018-1-2-29-54
  13. Фатьянов, Е. В., Царьков, И. В., Тё, Р. Е. (2011). Влияние водных растворов углеводов на активность воды. Молочная промышленность, (12), 52–53.
  14. Червецов, В. В., Гнездилова, А. И. (2011). Интенсификация процессов кристаллизации при производстве молочных продуктов. Россельхозакадемия.
  15. Arbuckle, W. S. (1986). Ice cream (4th ed.). Springer Science+Business Media. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7222-0
  16. Bayarri, S., González-Tomás, L., & Costell, E. (2009). Viscoelastic properties of aqueous and milk systems with carboxymethyl cellulose. Food Hydrocolloids, 23(2), 441–450. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2008.02.002
  17. Ben Said, L., Gaudreau, H., Dallaire, L., Tessier, & M., Fliss, I. (2019). Bioprotective culture: A new generation of food additives for the preservation of food quality and safety. Industrial Biotechnology, 15(3), 138–147. https://doi.org/10.1089/ind.2019.29175.lbs
  18. Das, D., Linn, S., Sormoli, M. E., & Langrish, T. A. G. (2013). The effects of WPI and Gum Arabic inhibition on the solid-phase crystallisation kinetics of lactose at different concentrations. Food Research International, 54(1), 318–323. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.07.038
  19. Fakhreeva, A. V., Gusakov, V. N., Voloshin, A. I., Tomilov, Y. V., Nifant’ev, N. E., & Dokichev, V. A. (2016). Effect of sodium-carboxymethylcellulose on inhibition of scaling by calcium carbonate and sulfate. Russian Journal of Applied Chemistry, 89(12), 1955–1959. https://doi.org/10.1134/s1070427216120053
  20. Gao, X., Guo, C., Hao, J., Zhao, Z., Long, H., & Li, M. (2020). Adsorption of heavy metal ions by sodium alginate based adsorbent-a review and new perspectives. International Journal of Biological Macromolecules, 164, 4423–4434. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.046
  21. Ghorbani Gorji, E., Waheed, A., Ludwig, R., Toca-Herrera, J. L., Schleining, G., & Ghorbani Gorji, S. (2018). Complex Coacervation of Milk Proteins with Sodium Alginate. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(12), 3210–3220. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03915
  22. Keogh, M. K., Lainé, K. I., & O’Connor, J. F. (1996). Rheology of sodium caseinate-carrageenan mixtures. Journal of Texture Studies, 26(6), 635–652. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.1996.tb00987.x
  23. Malkaj, P., Pierri, E., & Dalas, E. (2005). The crystallization of Hydroxyapatite in the presence of sodium alginate. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 16(8), 733–737. https://doi.org/10.1007/s10856-005-2610-9
  24. Pirsa, S., & Hafezi, K. (2023). Hydrocolloids: Structure, preparation method, and application in food industry. Food Chemistry, 399, 133967. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133967
  25. Portnoy, M., & Barbano, D. M. (2021). Lactose: Use, measurement, and expression of results. Journal of Dairy Science, 104(7), 8314–8325. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18706
  26. Prajapati, V. D., Jani, G. K., Moradiya, N. G., Randeria, N. P., Nagar, B. J., Naikwadi, N. N., & Variya, B. C. (2013). Galactomannan: A versatile biodegradable seed polysaccharide. International Journal of Biological Macromolecules, 60, 83–92. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.05.017
  27. Sánchez-García, Y. I., Gutiérrez-Méndez, N., Salmerón, I., Ramos-Sánchez, V. H., Leal-Ramos, M. Y., & Sepúlveda, D. R. (2021). Mutarotation and solubility of lactose as affected by carrageenans. Food Research International, 142, 110204. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110204
  28. Smykov, I., Gnezdilova, A., Vinogradova, Y., Muzykantova, A., & Lyamina, A. (2019). Cooling curve in production sweetened concentrated milk supplemented with whey: Influence on the size and microstructure of lactose crystals. Food Science and Technology International, 25(6), 451–461. https://doi.org/10.1177/1082013219830494
  29. Sutton, R. L., & Wilcox, J. (1998). Recrystallization in model ice cream solutions as affected by stabilizer concentration. Journal of Food Science, 63(1), 9–11. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1998.tb15663.x
  30. Takeuchi, H., Yasuji, T., Yamamoto, H., & Kawashima, Y. (2000). Temperature- and Moisture-Induced Crystallization of Amorphous Lactose in Composite Particles with Sodium Alginate Prepared by Spray-Drying. Pharmaceutical Development and Technology, 5(3), 355–363. https://doi.org/10.1081/pdt-100100551
  31. Varganov, V. A. (2008). Stabilizers "STM". Actual issues of processing of meat and dairy raw materials, (3), 206-213.
  32. Vinogradova, Y. V. (2018). Theoretical and practical aspects of the process of lactose crystallization in the production of condensed canned milk with sugar. Molochnokhozyaystvenny vestnik, 3(31), 79-90.
  33. Galstyan, A. G., Illarionova, E. E., Radaeva, I. A., Turovskaya, S. N., Chervetsov, V. V., Petrov, A. N. (2012). New national standard for boiled condensed milk with sugar. Dairy Industry, (8), 36-37.
  34. Gnezdilova, A. I., Kurenkova, L. A. (2014). Rheological characteristics of canned milk product with complex carbohydrate composition. Molochnokhozhivniy vestnik, 1(13), 56-63.
  35. Golubeva, L. V., Pozhidaeva, E. A., Matvienko, A. A. (2020). Formation of the composition of milk-containing canned products with sugar. Actual issues of the dairy industry, intersectoral technologies and quality management systems, 1(1), 130-133. https://doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-130-133
  36. Kosova, I. A. (2010). Milk-containing product "Master Sguschenov". Dairy Industry, (10), 54-55.
  37. Krupennikova, V. E., Radnaeva, V. D., Tanganov, B. B. (2011). Determination of dynamic viscosity on the Brookfield RVDV-II+ Pro rotational viscometer. Methodical instruction. VSGTU.
  38. Pisareva, E. V. (2016). Study of stabilization systems for condensed milk canned products. Polzunovsky vestnik, (1), 29-33.
  39. Radaeva, I. A. Gordeziani, V. S., Shulkina, S. P. (1986). Technology of canned milk and whole milk substitutes: Reference book. Agropromizdat.
  40. Radaeva, I. A., Illarionova, E. E., Turovskaya, S. N. (2020). To the question of studying microstructural changes of canned milk in the process of long-term storage. Innovative technologies of processing and storage of agricultural raw materials and food products: Collection of scientific works of scientists and specialists to the 90th anniversary of VNIHI (pp. 445-452). Amirit.
  41. Ryabova, A. E., Galstyan, A. G., Malova, T. I., Radaeva, I. A., Turovskaya, S. N. (2014). To the question of heterogeneous crystallization of lactose in technologies of condensed milk products with sugar. Technics and technology of food production, 1(32), 78-83.
  42. Ryabova, A. E., Khurshudyan, S. A., Semipyatny, V. K. (2018). Improvement of methodology for assessing the consistency of products prone to spontaneous crystallization of sugars. Food Industry, 12, P. 74-76.
  43. Turovskaya, S. N., Galstyan, A. G., Petrov, A. N., Radaeva, I. A., Illarionova, E. E., Semipyatny, V. K., Khurshudyan, S. A. (2018). Safety of canned milk as an integral criterion of the efficiency of their technology. Russian experience. Food Systems, 2(1), 29-54. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2018-1-2-29-54
  44. Fatyanov, E. V., Tsarkov, I. V., Tyo, R. E. (2011). Effect of aqueous solutions of carbohydrates on water activity. Dairy Industry, (12), 52-53.
  45. Chervetsov, V. V., Gnezdilova, A. I. (2011). Intensification of crystallization processes in the production of dairy products. Rosselkhozakademia.
  46. Arbuckle, W. S. (1986). Ice Cream. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7222-0
  47. Bayarri, S., González-Tomás, L., & Costell, E. (2009). Viscoelastic properties of aqueous and milk systems with carboxymethyl cellulose. Food Hydrocolloids, 23(2). 441–450. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2008.02.002
  48. Ben Said, L., Gaudreau, H., Dallaire, L., Tessier, & M., Fliss, I. (2019). Bioprotective culture: A new generation of food additives for the preservation of food quality and safety. Industrial Biotechnology, 15(3), 138–147. https://doi.org/10.1089/ind.2019.29175.lbs
  49. Das, D., Linn, S., Sormoli, M. E., & Langrish, T. A. G. (2013). The effects of WPI and Gum Arabic inhibition on the solid-phase crystallisation kinetics of lactose at different concentrations. Food Research International, 54(1), 318–323. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.07.038
  50. Fakhreeva, A. V., Gusakov, V. N., Voloshin, A. I., Tomilov, Y. V., Nifant’ev, N. E., & Dokichev, V. A. (2016). Effect of sodium-carboxymethylcellulose on inhibition of scaling by calcium carbonate and sulfate. Russian Journal of Applied Chemistry, 89(12), 1955–1959. https://doi.org/10.1134/s1070427216120053
  51. Gao, X., Guo, C., Hao, J., Zhao, Z., Long, H., & Li, M. (2020). Adsorption of heavy metal ions by sodium alginate based adsorbent-a review and new perspectives. International Journal of Biological Macromolecules, 164, 4423–4434. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.046
  52. Ghorbani Gorji, E., Waheed, A., Ludwig, R., Toca-Herrera, J. L., Schleining, G., & Ghorbani Gorji, S. (2018). Complex Coacervation of Milk Proteins with Sodium Alginate. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(12), 3210–3220. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03915
  53. Keogh, M. K., Lainé, K. I., & O’Connor, J. F. (1996). Rheology of sodium caseinate-carrageenan mixtures. Journal of Texture Studies, 26(6), 635–652. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.1996.tb00987.x
  54. Malkaj, P., Pierri, E., & Dalas, E. (2005). The crystallization of Hydroxyapatite in the presence of sodium alginate. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 16(8), 733–737. https://doi.org/10.1007/s10856-005-2610-9
  55. Pirsa, S., & Hafezi, K. (2023). Hydrocolloids: Structure, preparation method, and application in food industry. Food Chemistry, 399, 133967. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133967
  56. Portnoy, M., & Barbano, D. M. (2021). Lactose: Use, measurement, and expression of results. Journal of Dairy Science, 104(7), 8314–8325. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18706
  57. Prajapati, V. D., Jani, G. K., Moradiya, N. G., Randeria, N. P., Nagar, B. J., Naikwadi, N. N., & Variya, B. C. (2013). Galactomannan: A versatile biodegradable seed polysaccharide. International Journal of Biological Macromolecules, 60, 83–92. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.05.017
  58. Sánchez-García, Y. I., Gutiérrez-Méndez, N., Salmerón, I., Ramos-Sánchez, V. H., Leal-Ramos, M. Y., & Sepúlveda, D. R. (2021). Mutarotation and solubility of lactose as affected by carrageenans. Food Research International, 142, 110204. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110204
  59. Smykov, I., Gnezdilova, A., Vinogradova, Y., Muzykantova, A., & Lyamina, A. (2019). Cooling curve in production sweetened concentrated milk supplemented with whey: Influence on the size and microstructure of lactose crystals. Food Science and Technology International, 25(6), 451–461. https://doi.org/10.1177/1082013219830494
  60. Sutton, R. L., & Wilcox, J. (1998). Recrystallization in model ice cream solutions as affected by stabilizer concentration. Journal of Food Science, 63(1), 9–11. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1998.tb15663.x
  61. Takeuchi, H., Yasuji, T., Yamamoto, H., & Kawashima, Y. (2000). Temperature- and Moisture-Induced Crystallization of Amorphous Lactose in Composite Particles with Sodium Alginate Prepared by Spray-Drying. Pharmaceutical Development and Technology, 5(3), 355–363. https://doi.org/10.1081/pdt-100100551

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».