Biodiversidade e caracterização tecnológica de bactérias láticas isoladas de queijos Minas artesanal da região Entre Serras da Piedade ao Caraça

Abstract

Bactérias ácido-láticas (BAL) são um grupo diverso de bactérias encontradas em alimentos, especialmente derivados lácteos, produzindo ácido lático na fermentação de carboidratos. São gram-positivas, formadoras de esporos, predominantemente anaeróbicas facultativas e desempenham um papel crucial na produção de queijos, influenciando sabor, aroma e textura, além de possuírem propriedades antimicrobianas. O estudo focou na diversidade de BAL em queijo Minas artesanal (QMA) da região Entre Serras da Piedade ao Caraça, utilizando métodos genotípicos para identificação de isolados e fenotípicos para avaliação do potencial tecnológico na indústria de laticínios. Inicialmente foi realizado uma análise microbiológica geral dos queijos de 4 fazendas da região de estudo com contagem de patógenos (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella e Listeria monocytogenes) nos tempos 0,30 e 60 e também contagem de BAL nos tempos 0, 7, 21, 30, 45 e 60. Com isso, vimos que, após 30 dias de maturação os queijos se encontravam seguros para consumo, com redução das contagens de patógenos a níveis aceitáveis e, as contagens de BAL tiveram aumento ao longo do tempo de maturação, demonstrando sua forte influência na redução das contagens dos patógenos, além de revelar a importância da etapa de maturação para esse tipo de queijo. Depois disso, foi selecionado uma fazenda específica e foram obtidos 956 isolados da coleção de culturas do Inovaleite (Laboratório de Leite e Derivados, Universidade Federal de Viçosa), provenientes de QMA da região de estudo, em diferentes tempos de maturação. Os isolados foram purificados e testados quanto a produção de catalase e coloração de Gram. O DNA foi extraído e realizado o sequenciamento do gene 16S rRNA, e os isolados identificados foram submetidos à REP-PCR para avaliar a diversidade genética da espécie Lacticaseibacillus paracasei. Os isolados de L. paracasei foram testados para características tecnológicas. Os resultados do sequenciamento identificaram seis gêneros: Lactiplantibacillus, Lacticaseibacillus, Enterococcus, Pediococcus, Weissella e Lactococcus, com Lactiplantibacillus sendo o mais frequente. Os isolados de L. paracasei (n=197) foram agrupados em 31 clusters e 31 perfis únicos após a REP-PCR, indicando alta diversidade entre os isolados. Em relação aos testes tecnológicos, na produção de diacetil, quatro isolados (770, 500, 38 e 743) apresentaram alta produção de diacetil. A atividade proteolítica foi positiva para todos os isolados, com destaque para o isolado 743. Todos os isolados demonstraram capacidade fermentativa, com padrões de coagulação uniformes na maioria. Quanto à capacidade de acidificação, todos os isolados foram eficazes, com variação na redução do pH, destacando-se dois isolados que reduziram o pH entre 1,5 e 2,0 unidades em 24 horas (703 e 401), enquanto outros reduziram mais de 2,0 unidades. Esses resultados sugerem a viabilidade de uso desses isolados na produção de derivados lácteos fermentados, devido às suas capacidades tecnológicas distintas. Conclui-se que, a diversidade de BAL na região é rica e ainda pouco explorada, indicando potencial para encontrar outros isolados com variadas características. A fazenda estudada apresentou dominância de um gênero específico de BAL pelo método analisado, que pode ser melhor explorado para oferecer benefícios à indústria de alimentos. Dos 55 isolados analisados nos testes tecnológicos, a maioria demonstrou bom potencial tecnológico, indicando viabilidade para uso na indústria de laticínios. No entanto, sua aplicação depende das funções desejadas no produto final, exigindo estudos mais avançados e detalhados para melhor caracterizar o potencial tecnológico das BAL. Palavras-chave: Bactérias ácido láticas. Queijo Minas artesanal. Potencial tecnológico.Lactic acid bacteria (LAB) are a diverse group of bacteria found in foods, especially dairy products, producing lactic acid in the fermentation of carbohydrates. They are gram-positive, spore-forming, predominantly facultative anaerobic and play a crucial role in cheese production, influencing flavor, aroma and texture, in addition to having antimicrobial properties. The study focused on the diversity of LAB in artisanal Minas cheese (QMA) from the Entre Serras da Piedade to Caraça region, using genotypic methods to identify isolates and phenotypic methods to evaluate technological potential in the dairy industry. Initially, a general microbiological analysis was carried out on cheeses from 4 farms in the study region with pathogen counts (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella and Listeria monocytogenes) at times 0, 30 and 60 and also BAL counts at times 0, 7, 21, 30, 45 and 60. With this, we saw that, after 30 days of maturation, the cheeses were safe for consumption, with a reduction in pathogen counts to acceptable levels and, BAL counts increased over the maturation time, demonstrating their strong influence in reducing pathogen counts, in addition to revealing the importance of the maturation stage for this type of cheese. After that, a specific farm was selected and 956 isolates were obtained from the Inovaleite culture collection (Milk and Derivatives Laboratory, Federal University of Viçosa), from QMA in the study region, at different maturation times. The isolates were purified and tested for catalase production and Gram staining. The DNA was extracted and the 16S rRNA gene was sequenced, and the identified isolates were subjected to Rep-PCR to evaluate the genetic diversity of the species Lacticaseibacillus paracasei. L. paracasei isolates were tested for technological characteristics. The sequencing results identified six genera: Lactiplantibacillus, Lacticaseibacillus, Enterococcus, Pediococcus, Weissella and Lactococcus, with Lactiplantibacillus being the most common. L. paracasei isolates (n=197) were grouped into 31 clusters and 31 unique profiles after Rep-PCR, indicating high diversity among isolates. Regarding technological tests, in the production of diacetyl, four isolates (770, 500, 38 and 743) showed high production of diacetyl. Proteolytic activity was positive for all isolates, especially isolate 743. All isolates demonstrated fermentative capacity, with uniform coagulation patterns in the majority. Regarding acidification capacity, all isolates were effective, with variation in reducing pH, highlighting two isolates that reduced pH between 1.5 and 2.0 units in 24 hours (703 and 401), while others reduced it more of 2.0 units. These results suggest the feasibility of using these isolates in the production of fermented dairy products, due to their distinct technological capabilities. It is concluded that the diversity of BAL in the region is rich and still little explored, indicating the potential to find other isolates with varied characteristics. The farm studied showed dominance of a specific genus of LAB using the analyzed method, which can be better explored to offer benefits to the food industry. Of the 55 isolates analyzed in technological tests, the majority demonstrated good technological potential, indicating viability for use in the dairy industry. However, its application depends on the desired functions in the final product, requiring more advanced and detailed studies to better characterize the technological potential of BAL. Keywords: Lactic Acid Bacteria. Artisanal Minas Cheese. Techonological potential.