Využitie NGS na nekultivačnú charakterizáciu mikroflóry fermentovaných potravín

Využitie NGS na nekultivačnú charakterizáciu mikroflóry fermentovaných potravín

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
80%
Prevedenie (dizajn)
60%
Diskusná interakcia
70%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Zuzana Farkas PhD.100%100%100%
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.60%20%40%
ISBN: 978-80-972360-2-1

Využitie NGS na nekultivačnú charakterizáciu mikroflóry fermentovaných potravín

Zuzana Čaplová1 , Tomáš Kuchta , Katarína Šoltys2 , Janka Koreňová ,
1 Národné poľnohospodárske a potravinárske centrum ,Výskumný ústav potravinársky, Lužianky, Slovenská republika
2 Prírodovedecká fakulta Univerzity Komenského, Katedra molekulárnej biológie
godalova@vup.sk

Bryndza je čerstvý syr, ktorý sa vyrába z čerstvého vykysnutého ovčieho hrudkového syra alebo z jeho zmesi s čerstvým vykysnutým syrom z kravského mlieka, pričom podiel ovčej zložky je najmenej 50 hmot. % [2]. Môže sa vyrábať z pasterizovaného alebo nepasterizovaného mlieka, čo ovplyvňuje zastúpenie mikroorganizmov v produkte ako aj organoleptické vlastnosti [1,3,4]. V našej práci sme sa zamerali na využitie veľkokapacitného paralélneho sekvenovania na identifikáciu mikroflóry v bryndzi. Pomocou univerzálnych primerov sme amplifikovali úsek génu kódujúceho 16S rRNA (v prípade analýzy prokaryotickej mikroflóry) a medzerníkovú oblasť ITS (internal transcribed spacer, ITS1/ITS2, v prípade analýzy eukaryotickej mikroflóry). Z amplifikovaných frakcií metagenómu sme vytvorili knižnice a analyzovali ich na prístroji Illumina MiSeq v Univerzitnom vedeckom parku (Univerzita Komenského, Bratislava). Získané sekvencie sme analyzovali pomocou programu CLC Genomics Workbench a porovnali ich s databázami GenBank a UNITE. Analyzovali sme tri vzorky priemyselne vyrábanej bryndze. Vzorka A bola vyrobená z pasterizovaného mlieka a podiel ovčej zložky bol minimálne 50%; vzorka B bola vyrobená z nepasterizovaného mlieka a podiel ovčej zložky bol minimálne 50%; vzorka C bola vyrobená z nepasterizovaného mlieka a podiel ovčej zložky bol 100%. Vo všetkých troch vzorkách dominoval spomedzi prokaryontov rod Lactoccocus, ktorý sa vyskytuje na začiatku procesu zrenia [5,6]. Najväčší podiel bol prítomný vo vzorke A, ktorá bola vyrobená z pasterizovaného mlieka a tento mikroorganizmus pochádzal pravdepodobne zo štartovacej kultúry. Rod Streptococcus dominoval vo výrobku B. Bryndze vyrobené z nepasterizovaného mlieka obsahovali okrem baktérií mliečneho kysnutia tiež baktérie z čeľade Enterobacteriaceae, ktoré môžu predstavovať zdravotné riziko pre konzumenta. Ostatné detegované rody sú bežné kontaminanty prostredia výrobní. Pri eukaryotických mikroorganizmoch dominovala čeľaď Dipodascaceae, kde významný podiel tvoril rod Dipodascus vyskytujúci sa bežne na povrchu hrudky syra. Zachytili sme tiež kontaminanty ako Trichosporon spp., Mucor spp. a Candida spp.

Poďakovanie: 

Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-16-0264.

Zdroje: 

[1] Chebeňová-Turcovská, V. et al., International Journal of Food Microbiology. 2011,73-78.
[2] Keresteš, J., Selecký, J., Otava v.o.s.,2005, 368.
[3] Pangallo, D. et al., International Journal of Food Microbiology, 170, 2014, 38-43.
[4] Planý, M. et al., Nova Biotechnologica et Chimica, 15, 2016, 23-34.
[5] Šaková, N. et al., Journal of Food and Nutrition Research, 54, 2015, 239-251.
[6] Valík, Ľ., Bratislava : Malé centrum, 2004, 273-338.

Diskusia

Dobry den, mohli by ste, prosim vas, oddiskutovat ake vsetky faktory ovplyvnuju mikrofloru bryndze? Zavazi napr. aj sezonnost, jarna bryndza moze byt ina ako letna? Suvisi to aj so stravou a krmivom pre kravy a ovce? Co este, ake ine faktory by ste vyzdvihli? Vopred dakujem za odpovede, ZB

Dobrý deň,
ďakujem Vám za položenú otázku. Zastúpenie mikroorganizmov samozrejme ovplyvňujú viaceré faktory. Ako prvé treba brať do úvahy celkovú vitalitu a zdravie dojnice. Pretože akákoľvek infekcia sa môže dostať do mlieka a tým aj do výrobku. Je dokázané, že na chuť bryndze má okrem mikroorganizmov vplyv aj paša, ktorú dojnica dostáva. Mlieko sa na jednotlivé účely starostlivo vyberá. Strava má za následok zmeny chemického zloženia mlieka, čo vytvára pachute v mlieku, ktoré potom prechádzajú aj do syra. Naopak vyvážená kŕmna dávka s pastvou sladkých trávnatých porastov je vhodné na výrobu, do mlieka sa dostávajú prírodné látky rastlinného pôvodu ako fenoly, flavonoidy, terpenoidy, esenciálne mastné kyseliny a iné.. Rozdiel medzi jarnou tzv. májovou a letnou bryndzou je v chuti. Májová bryndza je jemnejšia a lahodnejšia, čo ovplyvňuje spomínaná paša dojnice (jarný porast). Tento fakt môže ovplyvniť aj zloženie mikroflóry v bryndzi, resp. pomer prítomných mikroorganizmov môže byť iný v májovej a v letnej bryndzi.
Zastúpenie jednotlivých druhov varíruje aj vplyvom technologického postupu, od teploty prostredia, pH syra, ako aj sekundárnou infekciou z výrobne, kde môže dochádzať ku kontaminácií výrobku zo zle ošetrených povrchoch. Je samozrejme aj dôležité brať do úvahy pasterizáciu mlieka, kde pri nepasterizovanom mlieku dochádza väčšej dynamike/interakcií medzi mikroorganizmami.ZC

Dobrý deň, chcela by som sa spýtať na validitu výsledkov získaných z troch vzoriek - je možné výsledky zo "single" stanovení považovať za typické charakteristiky týchto troch druhov bryndze. Druhá otázka je otázka zvedavého spotrebiteľa - veľa spotrebiteľov vyhľadáva a preferuje nepasterizovanú brynzdu. Ako by ste opísali výhody a nevýhody pasterizovaného a nepasterizovaného, inak totožného, výrobku?
Ďakujem.
iwa

Dobrý deň,
ďakujem Vám za otázku. Uvedená analýza priemyselne vyrábanej Slovenskej bryndze sa postupne rozširuje o ďalších výrobcov, takže časom získame lepší profil mikroorganizmov v závislosti od pasterizácie, postupu výroby ako aj od oblasti.
Pre účel obmedzenia a zničenia patogénnych baktérií, je mlieko, ktoré je určené na konzumáciu ošetrené. Bryndza z pasterizovaného mlieka môže mať vyrovnanejšiu kvalitu a dlhšiu údržnosť, ak je dodržiavaná technologická disciplína. Je možné použiť pasterizáciu a následne pridať štartovacie kultúry. Avšak takýto výrobok už nemusí mať plnú chuť a vôňu ako v prípade nepasterizovanej bryndzi. Bryndza z nepasterizovaného mlieka môže mať lepšiu organoleptickú kvalitu, ktorá sa ale dosť mení od šarži k šarži. Táto má tiež pestrejšiu mikroflóru, čo je ale dvojsečné. Renomovaní výrobcovia bryndze z nepasterizovaného mlieka však zaručujú mikrobiologickú bezpečnosť. Pre zachovanie originality a tradičnosti mliečnych výrobkov je vhodné pôvodne vyskytujúce sa baktérie analyzovať a vytvárať z nich štartovacie kultúry, ktoré je možné pridať po pasterizácií.
V jednom našom experimente sme pridávali do nepasterizovaného mlieka kyslo mliečne baktérie a zaznamenali sme zníženie koliformných baktérií a koagulázopozitivných stafylokokov. Možno aj táto cesta by bola vhodná pre zachovanie originality výrobku ako aj kladúci dôraz na bezpečnosť výrobku.