Каждый год в молочной промышленности России обнаруживают 10-15 новых модификаций вирусов, которые атакуют молочнокислые бактерии. Единственный способ борьбы с такими инфекциями - раннее обнаружение и тщательное исследование. Для предотвращения развития вирусов и экономических потерь производителей Группа компаний «СОЮЗСНАБ» создала свой собственный научно-исследовательский центр фагомониторинга. В России нет аналогов такого центра.

В центре фагомониторинга ГК "СОЮЗСНАБ" проводится анализ отечественных и зарубежных вирусных популяций. Исследуются их разнообразие, морфология и генетика с использованием системы раннего обнаружения.

Если предприятия молочной отрасли замечают замедление сквашивания, изменение органолептических характеристик сгустков или нестандартную ферментацию, они обращаются в центр ГК "СОЮЗСНАБ". Биотехнологи сразу рекомендуют клиенту использовать ротационную культуру, а образцы поступившего материала отправляются в центр фагомониторинга для расследования. Важно быстро реагировать на такую угрозу, чтобы предотвратить прекращение работы предприятия.

Специальным оборудованием в центре фагомониторинга изолируются бактериофаги в жидкой части образца. Это позволяет определить их титр и провести анализ для выявления степени разрушения культуры.

По результатам исследования клиенту предлагаются варианты решения проблемы: временное прекращение использования культуры до смены вирусной фонограммы с заменой закваски, проведение санитарной обработки без замены закваски либо продолжение работы без дополнительных действий. В случае накопленных данных о разрушении некоторых штаммов бактерий, биотехнологи проводят работы по укреплению иммунитета этих штаммов.

Учеными разработан и внедрен научно обоснованный подход к интенсификации ферментационных процессов, позволивший существенно повысить продуктивность культивирования заквасочных штаммов молочнокислых бактерий.
Работу провели специалисты НИЦ ППиФ ГК «СОЮЗСНАБ». Максимальная достигнутая плотность культуры на начальной стадии стационарной фазы роста составила 1×10¹¹ КОЕ/мл, что соответствует увеличению биомассы более чем в 100 раз и подтверждает эффективность разработанной методологии для высокоплотного культивирования мезофильных молочнокислых микроорганизмов.

Достижение таких показателей стало возможным благодаря переходу к принципам точного биопроцессинга и системного управления ростом культуры. В рамках работы были реализованы элементы метаболического инжиниринга с учетом эффектов субстратного ингибирования, что позволило прогнозировать и контролировать динамику накопления биомассы. Одновременно проведена оптимизация состава питательных сред с подбором критически значимых источников углерода, пептидов, витаминов и микроэлементов, а также внедрен постоянный мониторинг параметров биореактора с динамическим регулированием условий культивирования.

Научная новизна разработки заключается в отказе от традиционного эмпирического подхода к оптимизации ферментации, основанного на изменении отдельных параметров, и переходе к комплексной модели управления процессом. Все физико-химические и физиологические параметры роста рассматриваются как взаимосвязанные и регулируются на основе обратной связи, что обеспечивает достижение и воспроизводимость предельно высоких плотностей культуры.

Разработанная методика позволяет существенно сократить продолжительность ферментационного цикла и повысить выход активной биомассы, одновременно улучшая функциональные свойства клеток, выращенных в оптимизированных условиях. Более полная конверсия питательных субстратов в целевой продукт снижает удельные затраты и минимизирует образование побочных продуктов ферментации.

Полученные результаты имеют значение не только для молочной промышленности, но и для других направлений биотехнологии, связанных с производством пробиотиков и стартовых культур. Внедрение разработанного подхода обеспечивает переход к качественно новому уровню управляемости, эффективности и воспроизводимости биотехнологических процессов.
Разработка НИЦ ППиФ ГК «СОЮЗСНАБ» демонстрирует возможность стабильного получения сверхвысокой плотности заквасочных культур на промышленном уровне.

Российские ученые завершили трехлетнее масштабное исследование бактериофагов, угрожающих Lactococcus lactis — ключевой бактерии мезофильных заквасочных культур для производства кисломолочных продуктов. Проект развернули на базе ГК «СОЮЗСНАБ» с целью разработки эффективных стратегий для решения глобальной проблемы, которая мешает молочным предприятиям по всему миру.

«Сбои в ферментации, вызванные бактериофагами, — острая проблема, которая приводит к остановке производств, финансовым потерям и нарушению поставок культур. От метаболической активности Lactococcus lactis зависит ферментация молочных продуктов, однако микроорганизм крайне восприимчив к заражению бактериофагами, уничтожающими популяцию. Несмотря на повсеместность проблемы данные о разнообразии фагов на российских молочных предприятиях ограничены. Мы запустили самое масштабное исследование за последние 20 лет, чтобы систематически изучить их разнообразие и экологическое воздействие», — поделилась Русанова Елена Петровна, руководитель НИЦ ППиФ на базе ГК «СОЮЗСНАБ».

В рамках исследования за три года проведен анализ 614 образцов молочной сыворотки с 74 предприятий по всей России. При отборе материала особое внимание уделялось регионам, где были зарегистрированы случаи нарушения ферментации.

С помощью современных методов молекулярной биологии и геномных инструментов ученые определили, что доминирующим типом является Skunavirus (55,79%), хотя ранее преобладал Ceduovirus. Ученые отмечают, что сдвиг коррелирует с аналогичными тенденциями, наблюдаемыми в Аргентине и США, что говорит о динамичной эволюции популяции фагов.
Также ученые обнаружили 8 новых фагов, обладающих высокой адаптацией, которая позволяет им более эффективно инфицировать бактериальные штаммы, используемые в ферментативных процессах. Все новые изоляты принадлежат к роду Ceduovirus и демонстрируют филогенетическое родство с ранее описанным фагом vB_Llc_bIBBp6/4. Однако анализ генов, кодирующих белки, отвечающие за распознавание хозяина, выявил две различные группы рецепторов: Pip-зависимые (c2-подобные) и YjaE-зависимые (bIL67-подобные). Геномный анализ показал высокую степень консервативности изолятов, но при этом выявил разнообразие в локусах, которые определяют специфичность к хозяину.

Результаты исследования станут основой для разработки стратегий и готовых решений для борьбы с бактериофагами, что позволит значительно снизить экономические потери молочной промышленности и обеспечить стабильность поставок качественных продуктов.

В России впервые за двадцать лет провели масштабное исследование бактериофагов молочной промышленности. Эти вирусы сокращают производство продукции до 10% и требуют создания устойчивых заквасок.

Научно-исследовательский центр пищевой промышленности и фармацевтики холдинга «СОЮЗСНАБ» собрал 6140 образцов молочной сыворотки на 74 предприятиях, потому что ранее там фиксировались сбои ферментации. Это позволило систематизировать данные о вирусах, поражающих Lactococcus ssp., а именно бактерии для производства сыров, творога и сметаны.
По международным оценкам, бактериофаги сокращают до 10% процессов ферментации. В России объем производства кисломолочной продукции и сыров превышает 5 млн тонн в год, поэтому потери исчисляются сотнями тысяч тонн и миллиардами рублей.

Одним из ключевых результатов стало выявление изменения доминирующих типов бактериофагов. Если ранее лидировала группа Ceduovirus, то теперь род Skunavirus занимает более половины выявленных случаев. Эта динамика совпадает с наблюдениями в США и Латинской Америке, поэтому проблема носит трансграничный характер.

Исследователи обнаружили восемь новых бактериофагов с высокой адаптацией к промышленным штаммам бактерий. Их вариативные механизмы распознавания клеток делают их устойчивыми к существующим методам защиты. Это фактически новое поколение фагов, которое быстрее адаптируется к промышленному производству.

По словам руководителя НИЦ ППиФ Елены Русановой, сбои ферментации из-за бактериофагов следует рассматривать как системный риск для индустрии. До последнего времени в России отсутствовала системная база данных по таким вирусам, поэтому возможности разработки эффективных мер защиты были ограничены.

Результаты исследования уже используются для создания новых заквасочных культур с повышенной устойчивостью к бактериофагам. В отрасли также обсуждаются ротация заквасок и ужесточение санитарных протоколов, включая контроль воздушной среды и дезинфекцию оборудования.

Эксперты подчеркивают, что географический фактор играет вторичную роль, потому что бактериофаги присутствуют повсеместно. Их активность определяется плотностью производства и технологическими особенностями предприятия, поэтому поиск «безопасных» регионов не является решением. Ключевым становится внедрение системного контроля.

На фоне растущего внимания к продовольственной безопасности стабильность ферментационных процессов влияет на себестоимость и качество продукции. В условиях конкурентного рынка это становится критическим фактором.

Исследование «СОЮЗСНАБ» переводит проблему бактериофагов из технологических нюансов в стратегические риски отрасли. Способность компаний управлять этим риском может стать одним из ключевых факторов их конкурентоспособности.

Специалисты НИЦ ППиФ на базе пищевого холдинга «СОЮЗСНАБ» совершили открытие в области биотехнологий, разработав уникальный дрожжевой экстракт на основе собственной коллекции микроорганизмов.

Исследование проводилось с использованием методов высокопроизводительного скрининга и других современных технологий, доступных НИЦ ППиФ. Ученые проанализировали более 120 штаммов дрожжей с помощью жидкостной хроматографии. Были разработаны и оптимизированы условия ферментации и экстракции, что позволило получить продукт с высокой концентрацией аминокислот.

Дрожжевой экстракт является основой питательных сред для микроорганизмов и позволяют увеличить их эффективность на 30%. Разработанный продукт в 1,5-2 раза превосходит куриный белок по содержанию незаменимых аминокислот — важнейших строительных блоков организма, которые он не может синтезировать самостоятельно. При использовании такого дрожжевого экстракта в основе питательных сред, ускоряется рост клеток, а также увеличивается выход биомассы от 5 до 30%.