Switch Language

PhageGuard featured in VMT magazine

PhageGuard featured in VMT magazine

February 23, 2018
Micreos Food safety and Phage technology are featured in the most recent edition of VMT magazine (edition 2,  february 2018). VMT is the leading magazine in the Netherlands for food professionals, and has been for over 125 years. The edition features a novel tool for food producers against inevitable pathogens, namely phages. It is found that hygiene precautions and HACCP-systems are no longer sufficient to deal with listeria contaminations. With 2,536 cases of listeriosis alone in the EU in 2016 and considering the high mortality rate, the industry’s need for a smart solution for this worrisome and rising trend is underlined. In the article Dirk de Meester from Micreos Food Safety elaborates on this new technology and the benefits they have to offer. PhageGuard Listex uses phage technology and is mainly being used preemptively in the industry. Other interesting phage-related topics covered are all the potential phage technology has to offer such as its use as an alternative to antibiotics in the fight against antibiotic resistance. Promising developments ligned up for the future.

Phage as a specific weapon against listeria

Fagen zijn de natuurlijke vijand van een bacterie. Ze houden van dezelfde omstandigheden als Listeria.

Phages are the natural enemy of bacteria. They thrive in the same conditions as Listeria.

Natural enemy mainly used preventively

Food producers have a new biological weapon in the fight against inevitable pathogens: phages. It appears that their hygiene precautions and HACCP-systems are no longer sufficient to deal with a listeria contamination, for example. Phages can now also be used.

The 28 Member States of the European Union reported a total of 2,536 cases of listeriosis in 2016. This is stated in the EU report of the European Center for Disease Prevention and Control, ECDC, published at the end of last year. Nineteen Member States also reported their listeria victims. There were 247.  And although nine Member States reported no figures, you can assume that in the EU every day one inhabitant dies by food contaminated with listeria. It is worrisome that the tide of this trend does not appear to be turning. The number has been growing for years: compared to 2015, there was an increase of no less than 9.3 percent in 2016.

What are phages?

A phage is the natural enemy of a bacterium. They have kept bacteria in check for billions of years. Every 48 hours they kill 50 percent of the total bacterial population in the world. They are the most common microorganism. You can find one billion phages in as little as one ml of sea water. Phages are completely harmless to people. In addition, they are very specific, that is to say that every bacterium has its own type of phage. A phage adheres to the receptors on the cell wall of the bacterium and injects its DNA into the cell. The metabolism of the cell is taken over, causing the cell to create new phages instead of cells. This leads to the death of the bacterium after which the duplicated phages are released and find new bacteria to attach themselves to.Lytic cycle of bacteriophages

Legislation

The European Commission has a draft text for the use of PhageGuard Listex for applications that decontaminate products of animal origin. The Commission is expected to grant its approval in the coming months. When PhageGuard Listex is used preventively to prevent contamination – which is the case in most applications – a regulation exists under Additives legislation Nr. 1333/2008. According to Article 2.a, this Regulation does not apply to processing aids. They are therefore exempt for use and do not need to be declared. This also applies to products of animal origin. The Ministry of Health has confirmed this in writing to Micreos Food Safety.

Phage against listeria

Preventive spraying of salmon sides must greatly reduce the initial contamination of supplied salmon.

Preventive spraying of salmon sides must greatly reduce the initial contamination of supplied salmon.

The fish-, meat-, cheese-, vegetable- and fruit industries produce many ready-to-eat products. These are often categorized as risk products. Even when products are refrigerated, listeria can grow to extents which could cause consumers to become seriously ill or even prove fatal when consumed. This applies in particular to consumers belonging to certain risk-groups: young people, the elderly, pregnant women and people with a weakened immune system. Due to billions of years of evolution, phages prefer the same type of conditions listeria. The company Micreos Food Safety successfully applies PhageGuard Listex (Figure 1), a phage that specifically targets listeria. Depending on the process, the best time for administration is determined. A 1-5 percent solution in tap water can very easily be sprayed on the surface of the product. Experimentally, this can best be done before or during slicing of the product.
PhageGuard can be used on all types of products, it is completely safe. It is also organic, kosher and halal. Moreover, it is clean label; meaning the manufacturer does not have to mention phage use on the label. They are considered to be process aids because once applied the pages lose their effect within 24 hours. This is due to the fact that the protein wall of phages easily adheres to the proteins of the product, which immobilize the phages so they cannot find new bacteria. See also legislative framework.

Doeltreffendheid PhageGuard Listex tegen listeria in diverse voedingsmiddelen na zes dagen bewaren bij 6 °C (bron: Swiss Federal Institute of Technology Zürich).

Figure 1. Efficacy of PhageGuard Listex against listeria in various foods after six days of storage at 6 ° C (source: Swiss Federal Institute of Technology Zurich).

Biofilms threat

Although cleaning teams thoroughly clean and disinfect equipment and production areas, listeria can nest in many production environments, even in a (non-removed) biofilm. Such biofilms pose a real threat to food production as they are formed by microorganisms that produce extracellular polymers that facilitate adhesion and matrix formation. These biofilms grow further in a layered formation from which periodically organisms escape. Cleaning and disinfection are not sufficient because the bacteria present in the biofilm are not reached. Figure 2 shows that phages in the presence of different food substrates show a superior reduction compared to chemical cleaning agents. A logical explanation is that phages themselves consist mainly of proteins that do not react directly to the organic substrate of the biofilm. Therefore they have more time compared to detergents that simply wash-by the surface to search for listeria through the water channels of the biofilm.

Figuur 2. Behaalde reducties bij gebruik van drie verschillende desinfectiemethodes bij drie verschillende soorten biofilms (bron: WUR-publicatie N. Chaitiemwong e.a., Journal of Food Protection 2014).

Figure 2. Achieved reductions when using three different disinfection methods for three different types of biofilms (source: WUR publication N. Chaitiemwong et al., Journal of Food Protection 2014).

Antibiotics make no distinction

Phages are widely appreciated as an alternative to antibiotics for animals and humans. The simplicity with which antibiotics can be used has led to excessive use and the emergence of antibiotic resistance of certain bacteria. Simple infections are therefore suddenly no longer treatable with antibiotics. But there is another drawback for which increasingly more attention is being paid: antibiotics also kill the good bacteria.
Here two aspects can be distinguished. Firstly, antibiotics, in contrast to phages that are specific, place the pressure of resistance on the total population of all bacteria. Secondly, antibiotics kill the bad but also the good bacteria because of the broad effect. Research into the human microbiome is still in its infancy. The billions of bacteria that live in humans are not enemies but each other’s allies. Humans live with them in a win-win relation. Thanks to these bacteria, vitamins and nutrients are absorbed in the small intestine, the immune system is trained and infections, allergies and even type 2 diabetes are prevented. This symbiosis could also be the key to a better understanding and treatment of diseases such as asthma and autism. Due to the specific effect, the use of phages has no negative effect on the microbiome of humans.

Use preventively

The chance of contamination with listeria in the production line is real. Spraying phages on cutting lines, for example on the blade of the cutting line, is a good way to limit the risk of cross contamination during production. The use of phages is mainly aimed at prevention. Due to their very specific adhesion to certain bacteria, phages are unsuitable for masking any form of poor hygiene. In almost all cases, the level of contamination during production is low and sample analyzes indicate contamination levels of less than 10 cfu per gram of listeria. This means that HACCP systems generally speaking function well, with quality audits guaranteeing a new lower limit. Rarely is there a large outbreak in the Netherlands which can be attributed to one product batch. Increasingly, it appears to be incidental cases of listeria contamination. There is room for developments in hygienic design, but that is at odds with the trend of convenience-/ready to eat  foods. More complex machines with more moving parts and a higher level of processing also mean bigger- and new risks.

New applications

Producers who use phages once do not discontinue use. A company that is confronted with a recall is faced with high costs. Apart from that, a recall has devastating effects on the image of a brand. A bankruptcy can certainly not be ruled out.
We can discern two different groups of manufacturers that use the product. The first group consists of manufacturers who indicate that they have an acute problem and need help. The second group does not suffer from a bacterium, but wants to use PhageGuard to prevent contamination of the production environment and product. They want to be able to offer the security of a safe product.
The use of phages to protect products against listeria is such a major breakthrough in the food industry that a product has now been developed to kill salmonella: PhageGuard S. In addition, products against E.coli 0157 and campylobacter are already under development by Micreos Food Safety. Phages are a new tool in the toolbox.

Fagen specifiek wapen tegen listeria

Phages are the natural enemy of bacteria. They thrive in the same conditions as Listeria.

Fagen zijn de natuurlijke vijand van een bacterie. Ze houden van dezelfde omstandigheden als Listeria.

Natuurlijke vijand vooral preventief ingezet

Voedselproducenten beschikken over een nieuw biologisch wapen in de strijd tegen onvermijdelijke pathogenen: fagen. Hun hygiënemaatregelen en HACCP-systeem blijken niet meer afdoende om bijvoorbeeld een listeriabesmetting het hoofd te bieden. Nu kunnen ook fagen worden ingezet.

De 28 lidstaten van de Europese Unie hebben in 2016 in totaal 2.536 gevallen van listeriosis gerapporteerd. Dat staat in het EU-rapport van het Europees Centrum voor ziektepreventie en –bestrijding, ECDC, dat eind vorig jaar is verschenen. Negentien lidstaten rapporteerden ook hun listeriaslachtoffers. Dat waren er 247. En hoewel negen lidstaten geen cijfers rapporteerden, mag je ervan uitgaan dat in de EU elke dag één inwoner per dag overlijdt door met listeria besmette levensmiddelen. Zorgelijk is dat de trend niet te keren lijkt. Al jaren groeit het aantal: ten opzichte van 2015 was er in 2016 een stijging van maar liefst 9,3 procent.

Wat zijn fagen?

Een faag is de natuurlijke vijand van een bacterie. Al miljarden jaren houden ze bacteriën in toom. Iedere 48 uur doden ze 50 procent van de totale bacteriepopulatie in de wereld. Ze zijn het meest voorkomende micro-organisme. Je vindt er al één miljard in één ml zeewater. Fagen zijn voor mensen volledig ongevaarlijk. Daarnaast zijn ze zeer specifiek, dat wil zeggen dat iedere bacterie haar eigen type faag kent. Een faag hecht zich aan de receptoren op de celwand van de bacterie en injecteert zijn dna in de cel. Het metabolisme van de cel wordt overgenomen waardoor de cel nieuwe fagen gaat maken in plaats van cellen. Dit leidt tot de dood van de bacterie waarna de gedupliceerde fagen vrijkomen en nieuwe bacteriën zoeken om zich aan te hechten.Lytic cycle of bacteriophages

Wetgeving

Bij de Europese Commissie ligt een ontwerptekst voor het gebruik van PhageGuard Listex voor toepassingen die producten van dierlijke oorsprong decontamineren. Verwacht wordt dat de Commissie de komende maanden goedkeuring verleent. Wanneer PhageGuard Listex preventief wordt toegepast om besmetting te voorkomen – dat is bij de meeste toepassingen het geval – geldt dat deze zijn gereguleerd onder de Additievenwetgeving Nr. 1333/2008. Volgens artikel 2.a is deze verordening niet van toepassing op technische hulpstoffen. Ze zijn dus vrijgesteld voor gebruik en hoeven niet gedeclareerd te worden. Dit geldt ook voor producten van dierlijke oorsprong. Het ministerie van Volksgezondheid heeft dit schriftelijk aan Micreos Food Safety Bevestigd.

Faag tegen listeria

Preventive spraying of salmon sides must greatly reduce the initial contamination of supplied salmon.

Preventief sprayen van zalmzijdes moet de initiële besmetting van aangevoerde zalm sterk reduceren.

De vis-, vlees-, kaas-, groente- en fruit– industrie produceren vele kant-en-klare producten. Dit zijn vaak risicoproducten. In het koelvak kan listeria namelijk doorgroeien tot aantallen waar consumenten ernstig ziek van kunnen worden of zelfs door kunnen overlijden. Dat geldt met name voor degenen behorend tot de risico groepen: jongeren, ouderen, zwangeren en mensen met een verzwakt immuunsysteem. Door miljarden jaren evolutie houden fagen van dezelfde omstandigheden als listeria. Het bedrijf Micreos Food Safety past PhageGuard Listex al succesvol toe (figuur1), een faag die zich richt tegen listeria. Afhankelijk van het proces wordt het beste moment van toedienen bepaald. Een 1-5 procent oplossing in kraanwater kan erg gemakkelijk op het oppervlak van het product worden gesproeid. Proefondervindelijk kan dat het beste gebeuren voor of tijdens het in plakken snijden van het product.
PhageGuard kan op alle soorten producten worden gebruikt, het is volledig veilig. Ook is het biologisch, kosher en halal. Bovendien hoeft de fabrikant de faag niet te vermelden op het etiket. Ze worden namelijk beschouwd als proceshulpstof omdat ze, eenmaal opgebracht, binnen 24 uur hun werking verliezen. Dat komt omdat de eiwitwand van fagen gemakkelijk verkleeft met de eiwitten van het product, waardoor de fagen immobiliseren en geen nieuwe bacteriën kunnen zoeken. Zie ook kader Wetgeving.

Figure 1. Efficacy of PhageGuard Listex against listeria in various foods after six days of storage at 6 ° C (source: Swiss Federal Institute of Technology Zurich).

Figuur 1. Doeltreffendheid PhageGuard Listex tegen listeria in diverse voedingsmiddelen na zes dagen bewaren bij 6 °C (bron: Swiss Federal Institute of Technology Zürich).

Biofilms dreiging

Hoewel Schoonmaakploegen apparatuur en productieruimtes grondig reinigen en desinfecteren, kan listeria zich in veel productieomgevingen toch nestelen, ook in een (niet-verwijderde) biofilm. Zulke biofilms leveren een contante dreiging voor de productie van levensmiddelen ze worden namelijk gevormd door micro-organimses die extracellulaire polymeren produceren die adhesie en matrixformatie faciliteren. Deze biofilms groeien verder in lagen waaruit periodieke organismes ontsnappen. Schoonmaak en desinfectie zijn dan niet afdoende omdat de aanwezige bacteriën in de biofilm niet worden bereikt. Figuur 2 toont dat fagen in aanwezigheid van verschillende voedingssubstraten een superieure reductie laten zien ten opzichte van chemische reinigingsmiddelen. Een logische verklaring is dat fagen zelf voornamelijk bestaan uit proteïnes die niet direct reageren op het organisch substraat van de biofilm. Ze hebben dus langer de tijd dan langsspoelende reinigingsmiddelen om door de waterkanalen van de biofilm op zoek te gaan naar listeria.

Figure 2. Achieved reductions when using three different disinfection methods for three different types of biofilms (source: WUR publication N. Chaitiemwong et al., Journal of Food Protection 2014).

Figuur 2. Behaalde reducties bij gebruik van drie verschillende desinfectiemethodes bij drie verschillende soorten biofilms (bron: WUR-publicatie N. Chaitiemwong e.a., Journal of Food Protection 2014).

Antibiotica maakt geen onderscheid

Fagen worden breed gewaardeerd als alternatief voor antibiotica voor dieren en mensen. De eenvoud waarmee antibiotica kunnen worden toegepast, heeft geleid tot excessief gebruik en het ontstaan van antibioticaresistentie van bepaalde bacteriën. Eenvoudige infecties zijn daardoor opeens niet meer te behandelen met antibiotica. Maar er is nog een ander nadeel waarvoor steeds meer aandacht komt: antibiotica doodt ook de goede bacteriën.
Twee aspecten zijn daarbij te onderscheiden. Ten eerste leggen antibiotica in tegenstelling tot fagen die specifiek zijn de resistentiedruk op de totale populatie van alle bacteriën. Ten tweede doden antibiotica juist vanwege de brede werking de kwade maar ook de goede bacteriën. Onderzoek naar het menselijk microbioom staat nog in de kinderschoenen. De miljarden bacteriën die in de mens wonen, zijn geen vijanden maar elkaars bondgenoten. De mens leeft met hen in een win-win relatie. Dankzij deze bacteriën worden vitamines en voedingsstoffen in de dunne darm opgenomen, wordt het immuunsysteem getraind en worden infecties, allergieën en zelfs diabetes type 2 voorkomen. Ook zou deze symbiose de sleutel kunnen zijn tot een beter begrip en behandeling van ziektes als astma en autisme. Door de specifieke werking heeft de inzet van fagen geen negatief effect op het microbioom van de mens.

Preventief inzetten

De kans op een besmetting met listeria in de productielijn is reëel. Fagen sprayen op snijlijnen, bijvoorbeeld  op het mes van de snijlijn, is een goede manier om het risico op kruiscontaminatie tijdens de productie te beperken. De inzet van fagen is vooral gericht op preventie. Vanwege hun zeer specifieke hechting aan bepaalde bacteriën zijn fagen ongeschikt om elke vorm van slechte hygiëne te maskeren. In bijna alle gevallen is het besmettingsniveau tijdens de productie laag en wijzen monsteranalyses besmettingsniveaus uit van minder dan 10 cfu per gram aan listeria. Dit betekent dat HACCP-systemen over het algemeen goed functioneren, waarbij kwaliteitsaudits een nieuwe ondergrens garanderen. Zelden is er in Nederland nog een grote uitbraak die toegeschreven kan worden aan één productpartij. Steeds vaker blijkt het te gaan om incidentele gevallen van listeriabesmetting. Er blijft ruimte voor ontwikkelingen in hygiënisch ontwerp, maar dat staat op gespannen voet met de trend van gemaksvoeding. Complexere machines met meer bewegende delen en een hogere mate van verwerking betekenen ook nieuwe risico’s.

Nieuwe toepassingen

Producenten die fagen eenmaal gebruiken, stoppen daar niet meer mee. Een bedrijf dat wordt geconfronteerd met een recall staat voor hoge kosten. Buiten dat heeft een recall een negatief imago tot gevolg. Een faillissement is zeker niet uit te sluiten.
Twee verschillende groepen fabrikanten gebruiken het middel. De eerste groep bestaat uit fabrikanten die aangeven dat zij een acuut probleem hebben en daarbij hulp nodig hebben. De tweede groep heeft geen last van een bacterie, maar wil PhageGuard graag gebruiken om besmetting van de productieomgeving en product te voorkomen. Ze willen dus de zekerheid een veilig product te kunnen aanbieden.
Het gebruik van fagen om producten te beschermen tegen listeria is zo’n grote doorbraak in de voedingsmiddelenindustrie dat er nu ook een product is ontwikkeld om salmonella af te doden: PhageGuard S. Daarnaast wordt er hard gewerkt om producten te ontwikkelen tegen E.coli 0157 en campylobacter. Fagen zijn een nieuw werktuig in de toolbox.

About Micreos & PhageGuardPhageGuard

Micreos is a pioneer in the field of targeted antibacterial technology. We develop cutting-edge proprietary products and technology, among which the PhageGuard product line. Our success is based on a history of successful collaborations with top universities, institutes and customers around the globe. Our innovative research is regularly featured in scientific journals and media publications worldwide.

For more information

Curious to find out how Phages can improve food safety at your facility, require more information, or simply interested in discussing Phage-use? Feel free to contact us using the information below.


Dirk de Meester
d.demeester@micreos.com
+31 (6) 4604 8503
or Contact us.

About VMT

Food, management and technology. VMT has been the professional medium for food professionals for more than 125 years. The unique combination of the trade journal, the website, the newsletters, the events and the books make VMT an authority and a fully fledged discussion partner for professionals in the food industry.

VMT’s target group encompasses the entire food industry. The readers of VMT are individuals, companies and institutions that concern themselves professionally with the production and processing of food products. Mainly geared towards management, process and production developers, quality managers and advisers. VMT is also being read in the supply sectors, retail, research institutions, educational and government institutions. Through magazine subscriptions, the website and the newsletters, more than 30,000 readers are reached every month.

VMT Magazine

VMT magazine is published 16 times a year and is the most well-known and read trade journal in the food industry. VMT reflects the developments in the food industry and the possibilities offered by food. News and the background information is provided to grant insight into what is truly going on in the sector. Insight into new developments, technology and trends. Managers speak about what drives them and the magazine contains cases that will inspire readers.

VMT has its own independent expert editors who are supported by an editorial advisory board. VMT also has various contact groups comprised of experts that broadly reflect the target group of VMT. In every edition you will find the latest developments in all sectors of the food industry, with the main view of: to inspire and share knowledge.

Share this news article
Posted : 2018 , News