Maso je potravina, která v syrovém stavu rychle podléhá bakteriální zkáze. Kažení masa je charakterizováno rozkladem bílkovin na peptidy, aminokyseliny a dusíkaté sloučeniny, jako je amoniak. Hladiny těkavých dusíkatých bází (TVB-N), peptidů rozpustných v kyselině trichloroctové (TCA) a amoniaku mohou sloužit jako indikátory rozkladu bílkovin masa během kažení.
Existuje řada bakteriálních skupin, bakteriálních rodů nebo druhů, které jsou zapojené do kažení masa během jeho skladování. Pokud není maso balené, nebo je chráněné pouze tzv. prostým balením, kdy je maso pod fólií stále obklopené vzdušnou atmosférou, představují aerobní bakterie rodu Pseudomonas hlavní mikrobiotu, která se podílí na kažení masa. Bakterie Pseudomonas spp. dominují za aerobních podmínek díky své psychrotrofní povaze a hojné produkci lipáz a proteáz, což jim poskytuje konkurenční výhodu v získávání živin.
Rod Pseudomonas zahrnuje několik významných druhů zapojených do kažení masa v chladírenských teplotách, jako jsou Pseudomonas fragi, P. putida, P. lundensis a P. fluorescens. Ačkoli jsou jejich metabolické aktivity a role v kažení dobře popsány, předchozí studie nedokázaly identifikovat potenciální vnitrodruhové interakce mezi druhy rodu Pseudomonas, které se finálně do kažení masa promítnou.
Je známo, že mikrobiální interakce – jako je antagonismus, mutualismus a komensalismus – ovlivňují charakteristiky kažení masa. Identifikace klíčových metabolických genů zodpovědných za produkci látek způsobujících kažení je nezbytná pro vývoj strategií k prodloužení údržnosti a k oddálení výskytu projevů spojených s kažením masa. Základní geny v bakteriích Pseudomonas spp., včetně těch, které se podílejí na syntéze ribozomů a bazálním metabolismu, jsou obecně konzervované. V jejich expresi ale existují mezidruhové variability a genetická divergence je dále poháněna horizontálním přenosem genů a adaptací na prostředí. Čínští autoři (Yang et al., 2026) se pokusili odhalit interakce mezi dvěma druhy rodu Pseudomonas během procesu kažení vepřového masa.
Čerstvé vepřové maso (m. longissimus dorsi) bylo nakrájené na kousky 3 cm × 3 cm × 3 cm a následně ozářené dávkou 6 kGy za účelem kompletní inaktivace přítomných mikroorganismů. Maso bylo potom cíleně kontaminováno monokulturou P. fragi, nebo P. putida, příp. jejich směsnou kulturou 1:1 s úrovní kontaminace 3,0-3,5 log KTJ/g. Efekt použitých bakteriálních kmenů na kažení vepřového masa byl sledován během skladování po dobu 5 dnů při 4 °C.
Byla vyslovena hypotéza, že geny aprE u druhu P. fragi a secY u P. putida hrají klíčovou roli v kažení způsobeném těmito dvěma druhy. Jak gen aprE u P. fragi, tak secY u P. putida byly identifikovány jako geny spojené se zvýšenou sekrecí proteáz, respektive transportem proteinů. Vzhledem k jejich funkční homologii a klíčovým rolím pozorovaným u obou druhů byly tyto dva geny následně vybrány pro cílené mutace, aby se v experimentech dále objasnil jejich přínos při kažení chlazeného vepřového masa. V bakteriálních buňkách byly záměrně vyřazeny geny aprE a secY metodou homologní rekombinace a získány mutanty P. fragi ΔaprE, nebo P. putida ΔsecY.
Ve srovnání s P. fragi v jednodruhové kultuře vykazoval P. fragi ve směsné kultuře (P. fragi + P. putida) významně zvýšenou expresi genů kódujících transportní proteiny související s transportem aminokyselin. Tyto výsledky naznačily, že aktivita transportních systémů pro produkty degradace proteinů u P. fragi byla za podmínek směsné kultivace zvýšena. Kromě toho byla ve směsné kultuře významně zvýšena exprese genů zapojených do metabolismu síry. U P. putida byla zaznamenána zvýšená exprese genů kódujících ribozomální proteiny 50S a 30S ve směsné kultuře, což naznačuje vysoce aktivní translační procesy při směsné kultivaci s P. fragi. Tyto transkriptomické výsledky dohromady ukázaly, že směsná kultura P. fragi a P. putida podporuje transport proteinů a zároveň snižuje metabolismus sacharidů, což odráží kooperativní posun směrem k proteolytickému využití živin.
Směsné kultury P. fragi a P. putida, které vykazovaly nejvýznamnější potenciál kažení, vedly k tomu, že hodnota TVB-N u vepřového masa překročila prahovou hodnotu pro maso (15 mg/100 g) již po 4 dnech skladování. Naproti tomu jak jednodruhové skupiny, tak skupiny se směsnou kulturou obsahující mutantní kmeny zůstaly blízko této prahové hodnoty nebo pod ní.
Výsledky odhalily kooperativní metabolický posun směrem k proteolytickému využití živin během kultivace směsné kultury, charakterizovaný zvýšeným transportem a sekrecí proteinů a sníženým metabolismem sacharidů. To naznačuje, že během kažení vepřového masa směsnou kulturou P. fragi a P. putida, kdy došlo k vyčerpání glukózy a kyseliny mléčné v mase, dochází k metabolickému přechodu směrem k degradaci bílkovin a využití aminokyselin, což vede k intenzivnějšímu procesu kažení masa. Sekrece extracelulárních proteáz bakteriemi rodu Pseudomonas dále usnadňuje pronikání do tkání, což vede k hlubšímu narušení svalových vláken.
Zjištění autorů studie poskytla nový vhled do molekulárních mechanismů řídících mikrobiální synergii v ekosystémech kažení potravin a identifikovala geny jako slibné cíle pro strategie kontroly kažení v oboru zpracování masa.
[Yang et al. Discovery and functional validation of critical genes mediating synergistic spoilage between Pseudomonas fragi and Pseudomonas putida in fresh pork. International Journal of Food Microbiology 451 (2026) 111692]
