Culture independent approach for the evaluation of presence and activity of microorganisms in food

Abstract

Il complesso rapporto tra microrganismi ed alimenti, ha suscitato grande interesse a partire dalla scoperta dell’esistenza dei batteri. Sino ad oggi, questa relazione è stata oggetto di numerosi studi che, soprattutto tramite l’uso di metodi tradizionali basati sulla coltivazione, hanno tentato di descriverla. Tuttavia, approfondire la conoscenza della struttura e delle dinamiche delle comunità microbiche nel loro complesso, consentirebbe una miglior comprensione di come gli ecosistemi alimenti siano influenzati dalla crescita e dal metabolismo microbico. A titolo di esempio, un maggior controllo sulla composizione microbica, renderebbe possibile selezionare microrganismi responsabili di migliori proprietà organolettiche, consentirebbe di prevenire un deterioramento della qualità e di garantire la sicurezza igienica dell’alimento. Tentando di fare luce su quanto lasciato in ombra dalle tecniche colturali, scopo di questa tesi di dottorato è stata la ricerca di nuovi approcci di studio della microbiologia degli alimenti Al fine di ottenere una miglior conoscenza della composizione e delle dinamiche microbiche, tecniche non colturali come FISH (fluorescence in situ hybridization), LH-PCR (lenght heterogeneity polymerase chain reaction) e altre basate su colorazioni fluorescenti, sono state impiegate per l’analisi di differenti matrici alimentari quali Parmigiano Reggiano, birra e siero innesto per Parmigiano Reggiano.

The relation between microorganisms and food excited much interest since the existence of bacteria has been observed. So far, many efforts have been put in trying to investigate this association, especially through traditional, culture-based methods. However, further the knowledge of structure and dynamics of the whole microbial community, would promote better understanding of how food ecosystems are influenced by microbial growth and metabolism. For instance, greater control over microflora composition would make it possible to better select for specific organoleptic properties, to prevent quality defects or spoilage and to guarantee food safety. Trying to shed light on what traditional culture-dependent methods left hanging, aim of this PhD thesis, was to find new ways to study microorganisms in food. Fluorescent staining, FISH (fluorescence in situ hybridization) and LH-PCR have been used to gain a deeper knowledge of microbial composition and dynamics of different food matrices, such as artisanal beer, Parmigiano Reggiano natural whey starter and Parmigiano Reggiano cheese.