Effect of probiotic adjunct cultures on microbiological aspects and fermentative parameters of Mantiqueira Highlands Artisanal Cheese

Os queijos artesanais, elaborados com leite cru, são apreciados por suas características sensoriais peculiares. Com objetivo de assegurar a inocuidade destes produtos, a legislação brasileira estabeleceu padrões microbiológicos sanitários para estes alimentos. Microorganismos probióticos são conhecidos por sua capacidade de modular favoravelmente a microbiota do hospedeiro por meio da produção de substâncias antimicrobianas, em especial, os ácidos orgânicos e bacteriocinas. Assim, o presente estudo buscou avaliar a utilização de micro-organismos probióticos como alternativa para melhorar a qualidade microbiológica de queijos artesanais usando o Queijo Artesanal da Serra da Mantiqueira como modelo. Para tanto, foi incorporada à microbiota do leite uma preparação composta de 16 cepas de micro-organismos probióticos, obtendo-se uma concentração final de 3x106 UFC/ml de leite. A estratégia adotada consistiu em comparar os queijos inoculados com micro-organismos probióticos em relação aos queijos não inoculados (controle), durante o período de maturação de 45 dias, em três estações do ano (inverno, verão e outono). As amostras foram coletadas nos dias 1, 15, 30 e 45 para a determinação dos parâmetros: umidade, pH, concentrações de carboidratos, ácidos orgânicos e análises microbiológicas. Avaliou-se também a composição da microbiota dos queijos pela técnica do pirossequenciamento dos genes do rRNA 16S. Os resultados permitiram verificar que os gêneros predominantes na microbiota dos queijos foram Streptococcus, Lactobacillus e Lactococcus , em diferentes níveis nas três estações do ano. Foi possível observar que a incorporação das culturas probióticas resultou em diferentes efeitos nas estações avaliadas no que se refere às concentrações de carboidratos e ácido cítrico, bem como de ácidos orgânicos ao final dos 45 dias de maturação, possivelmente devido à variabilidade da microbiota verificada nas diferentes estações. No tocante às características microbiológicas, observou-se que, durante o período de maturação, 95% dos queijos confeccionados nas diferentes condições apresentaram padrões de qualidade em conformidade com o estabelecido na legislação, no que se refere às concentrações de coliformes termotolerantes, estafilococos coagulase positivos, Salmonella sp e Listeria sp independentemente da incorporação das culturas probióticas. Entretanto, a adição das culturas probióticas reduziu a carga microbiana de gêneros da família Enterobacter iaceae , em especial Enterobacter , Citrobacter , Klebsiella , Kluyvera e Obesumbacterium durante processo de maturação. Especificamente, o emprego das culturas probióticas resultou em redução do percentual total de Enterobacter iaceae na microbiota dos queijos de 0,41% para 0,17% no verão, e de 12,42% para 6,71% no outono. Neste contexto, a adição de culturas probióticas pode constituir alternativa viável para melhoria da qualidade microbiológica de queijos elaborados com leite cru por meio do incremento do potencial antagônico da microbiota sobre espécies de micro-organismos potencialmente patogênicos, toxigênicos e deteriorantes, além de agregar valor ao produto final.Artisanal cheeses, made with raw milk, are appreciated for their sensorial profiles, which differentiates them from industrialized cheeses. In order to ensure safety to consumers, Brazilian legislation established microbiological standards for these products. Probiotics are well known for their ability to favorably modulate the host\'s microbiota by producing antimicrobial compounds, mainly organic acids and bacteriocins. Therefore, this study aimed to evaluate the use of probiotic microorganisms as an alternative to improve the microbiological quality of artisanal cheeses through inhibition of contaminating microorganisms, using Mantiqueira Highlands Artisanal Cheese as a model. To do so, a preparation consisting of 16 probiotic strains was added to the milk, at a final concentration of 3x106 CFU/ml. Additionally, the effects of this practice on pH, carbohydrates and organic acids concentrations over a 45 day ripening period were evaluated. Analyses of cheese bacterial community composition were also undertaken by means of 16S rRNA gene pyrosequencing. The strategy consisted of comparing cheeses made with probiotic cultures with a control group, to which no probiotic culture was added. Over a 45 day ripening period, in three seasons (winter, summer and autumn), samples were collected at days 1, 15, 30 and 45 in order to conduct pH, moisture, carbohydrate, organic acids, microbiological and pyrosequencing analyses. The results showed that the addition of probiotic cultures resulted in distinct effects in the different seasons regarding carbohydrate and organic acids concentrations, possibly due to variability in bacterial community composition. The results also demonstrated that 95% of cheeses were deemed acceptable according to Brazilian law regarding coliforms, positive coagulase staphylococci, Salmonella sp. and Listeria sp, regardless of adding probiotics. However, the incorporation of probiotic microorganisms resulted in reduced populations of genera belonging to Enterobacteriaceae family, especially Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Kluyvera and Obesumbacterium, throughout the whole ripening process. Specifically, the addition of probiotic cultures reduced the total percentage of Entercobacteriaceae from 0,41% to 0,17% in the summer, and from 12,42% to 6,71% in the fall. In this context, the use of probiotic microorganisms may represent a viable alternative for improving microbiological quality of raw milk cheeses by means of incrementing the antagonistic potential of cheese microbiota towards potentially pathogenic and toxigenic microorganisms