Characterization and Application of Natural Antimicrobials for Food and Feed Improvement

يعد تلوث الغذاء بالمیكروبات الممرضة أثناء مراحل تصنیعه وكذلك العدوى البكتیریة لحیوانات المزرعة المنتجة للأغذية سببا لمشاكل صحیة وخسائر اقتصادیة فادحة في جمیع أنحاء العالم؛ كما یمكن لھذه العوامل الممرضة أن تنتشر في البیئة وتصیب الحیوانات المجترة الأخرى وتنتقل للإنسان. ھذا وقد ساھم الاستخدام المفرط للمضادات الحیویة في المزارع بھدف الوقایة والعلاج من العدوى البكتیریة في ظھور المقاومة تجاھھا. من ناحیة أخرى، فإن استخدام الكیماویات كمواد حافظة للأغذیة یمثل خطرا على صحة الإنسان. ولھذا فإن من السبُل الواعدة لحل ھذه المشكلات ھو استخدام المضادات الطبیعیة للمیكروبات والفعالة ضد مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء مثل الببتیدات البكتیریة) البكتریوسینات (التي تنتجھا مجموعات متنوعة من البكتیریا والتي لاتُطور المیكروبات مقاومة حیالھا. ونظرا لأن السلالات البكتیریة المنتجة للبكتریوسینات غیر متوفرة بشكل تجاري كما أن عدد قلیل من البكتریوسینات النقیة متاحة بالأسواق بثمن باھظ ؛مما یحتم إنتاج ھذه البكتریوسینات من سلالات معزولة محلیا للاستفادة من تطبیقاتھا. وكخطوة أساسیة نحو استخدام البكتریوسینات المنقاة جزئیا كمواد حافظة للأغذیة أو كإضافات للأعلاف یقترح فریق المشروع مجموعة من الأھداف المتكاملة المحددة لتوصیف المستخلص الخام وكذلك الإنتیروسینات المنقاة جزئیا التي تنتجھا سلالة Enterococcus faecium والمعزولة مسبقا من حلیب الإبل مع التركیز على الإنتیروسینات التي تنتجھا. بالإضافة إلى ذلك، سیتم تقییم مدى ملاءمة ھذه المركبات وتطبیقھا كعوامل فعالة مضادة للمیكروبات في منتجات الألبان؛ وھو أمر لابد منه لضمان الجودة العالیة والسلامة لھذه المنتجات لتتناسب مع تطبیقاتھا الصناعیة. ویھدف ھذا المقترح إلى تطویر مضادات طبیعیة للمیكروبات معزولة محلیا لتطبیقھا بالكویت من أجل الحد من انتشار الجینات المقاومة للمضادات الحیویة غیر المرغوب فیھا وتقلیل خطر ظھور سلالات بكتیریة متعددة المقاومة للمضادات الحیویة في البیئة. والذي من شأنه أن یسھم في تحسین صحة حیوانات المزرعة وكذلك جودة الغذاء.

Food contamination by pathogens and the bacterial infection of animals in farms cause significant health issues and economic losses worldwide. These pathogens may be disseminated in the environment and infecting another ruminant and human. The excessive use of antibiotics in farms for prevention and treatment of bacterial infections led to the emergence of antimicrobial resistance. On the other hand, the use of chemical food preservatives is associated with human health risk. A promising avenue to overcome these issues is the use of natural antimicrobial agents active against foodborne pathogens such as bacteriocin, which are produced by bacteria and for which pathogens do not easily develop resistance. These molecules hold promise in several industrial fields including food, veterinary, and biomedical sectors. Since the bacterial strains producing bacteriocin are not available on the market and the few purified bacteriocin are very expensive, their application requires the production of these agents from local species. As an essential step towards the application of these agents as food and feed additives, the team propose specific aims to characterize the crude extract and the semi-purified Enterocins produced by an Enterococcus faecium strain previously isolated from raw camel milk with focus on the Enterocins. Furthermore, the suitability and the effective application of these compounds as antimicrobial agents in milk products will be evaluated. These steps are mandatory to achieve the highest quality and safest products suitable for industrial applications. This proposal will lead to the development of local natural antimicrobials for their utilization in Kuwait in order to reduce the prevalence of undesired antibiotic-resistance genes and minimize the risk of emergence of multi-drug resistant bacterial strains in the environment. This will improve the well-being of farm animals and the quality of food.