Caratterizzazione di lieviti autoctoni isolati da formaggi spagnoli a denominazione d’origine protetta a latte crudo di pecora per applicazioni tecnologiche

La Torta del Casar e il Queso de Serena sono formaggi spagnoli DOP. Questi sono prodotti nella regione dell’Estremadura, nel sud-ovest della Spagna, con latte crudo di pecora, aggiunto di caglio vegetale da Cynara cardunculus L. (cardo). In questi formaggi artigianali, caratterizzati dall’assenza di trattamento termico e di microrganismi starter nella produzione, la qualità dipende principalmente dalla fermentazione spontanea sviluppata dal microbiota naturale presente nelle materie prime, il latte e il coagulante vegetale, e l’ambiente. Presentano un microbiota complesso dominato principalmente da diverse specie di batteri lattici (LAB) e in misura minore da cocchi gram-positivi, catalasi-positivi, enterobatteri e lieviti.

I batteri lattici causano una rapida acidificazione attraverso la fermentazione del lattosio e sono coinvolti nei processi biochimici che avvengono durante la maturazione del formaggio, giocando un ruolo importante nelle caratteristiche organolettiche finali. Tuttavia, i formaggi a latte crudo sono caratterizzati da un complesso profilo aromatico associato anche alle attività metaboliche del diverso microbiota endogeno diverso dai LAB. I recenti progressi nello studio dell’intera popolazione microbica hanno evidenziato l‘importanza dei lieviti nella maturazione dei formaggi. I formaggi offrono condizioni fisico-chimiche ideali per la loro crescita, grazie alla loro alta concentrazione di sale e alla bassa temperatura, attività dell’acqua e pH.

Inoltre, la capacità del lievito di metabolizzare il lattosio e il galattosio, o l’assimilazione degli acidi succinico, lattico e citrico, ne favorisce la presenza in formaggi. Infatti, è stato riportato che sulla superficie del formaggio, la crescita del lievito è favorita dall’ambiente aerobico, raggiungendo livelli elevati intorno ai 6-8 log cfu/cm2 dopo pochi giorni di maturazione. Lì, il lievito può consumare lattato e produrre NH3 dagli aminoacidi, portando ad un aumento del pH che aiuta a stabilire batteri gram-positivi tolleranti al sale e sensibili all’acido. Tuttavia, nella parte interna del formaggio, la disponibilità di ossigeno diminuisce e le condizioni per la crescita del lievito sono più restrittive. Solo le specie di lievito in grado di fermentare il lattosio residuo, galattosio o entrambi hanno un vantaggio competitivo. Le specie associate all’ambiente del formaggio mostrano attività proteolitiche e lipolitiche rilevanti che possono contribuire positivamente allo sviluppo dell’aroma del formaggio.

Infatti, De Freitas ha riferito che i lieviti aggiunti di Kluyveromyces lactis a circa 5 log cfu/g migliorano la formazione di composti aromatici volatili. Ad un livello simile, Yarrowia lipolytica modifica il profilo aromatico e contribuisce alla qualità del formaggio Tetilla. Allo stesso modo, l’uso della coltura aggiuntiva Geotrichum candidum durante la fabbricazione di formaggi a pasta molle e semiduri pastorizzati dà come risultato un gusto e un aroma più vicini a quelli ottenuti dai formaggi a latte crudo. In questo contesto, ceppi di Debaryomyces hansenii, K. lactis, Kluyveromyces marxianus e G. candidum sono ora disponibili in commercio per questo scopo.

Tuttavia, i lieviti possono anche causare il deterioramento dei prodotti lattiero-caseari. Diversi difetti, come gli off-flavor di lievito, la formazione di occhiature, gonfiore precoce e la pigmentazione marrone, sono stati collegati alla proliferazione del lievito e possono avere effetti dannosi sull’aspetto e le caratteristiche sensoriali del formaggio.

Sebbene la Torta del Casar e il Queso de Serena siano formaggi DOP di alto valore, la mancanza di standardizzazione nei loro processi di caseificazione implica che la diversità e l’abbondanza microbica possono variare durante la maturazione, determinando caratteristiche organolettiche eterogenee a seconda del lotto o dell’industria casearia. L’uso di

L’uso di colture coadiuvanti autoctone adattate al processo di caseificazione può contribuire a superare questi problemi, riducendo la variabilità dei prodotti finali e preservando i loro tipici profili sensoriali. La maggior parte degli sforzi in questo tipo di formaggi sono stati condotti attraverso la selezione di colture LAB autoctone con capacità tecnologica.

I lieviti coinvolti nel processo di maturazione dei formaggi artigianali sono stati isolati durante il processo di maturazione, tipizzati e caratterizzati per alcune importanti proprietà tecnologiche.

Un totale di 508 isolati di lievito sono stati ottenuti e identificati mediante analisi di amplificazione PCR ancorata alla sequenza intersingola e successivo sequenziamento dello spaziatore interno trascritto ITS1/ITS2 5.8S rRNA. Sono state identificate un totale di 19 specie di lievito che rappresentano 8 generi identificati. Debaryomyces hansenii, Pichia kudriavzevii, Kluyveromyces lactis e Yarrowia lipolytica erano le specie predominanti. Sono stati selezionati 157 isolati, per genotipizzazione e origine, per la caratterizzazione tecnologica.

La valutazione della crescita dei lieviti isolati in condizioni di stress per la maturazione del formaggio ha mostrato che 87 hanno presentato prestazioni migliori. Tra questi, 71 isolati non erano in grado di catabolizzare la tirosina per produrre un pigmento marrone. L’analisi dei componenti principali delle caratteristiche biochimiche di questi isolati ha mostrato che 9 ceppi si distinguevano ceppi di K. lactis Pichia jadinii Yarrowia alimentaria, Y. Lipolytica e P. kudriavzevii. Questi ceppi hanno mostrato una forte attività proteolitica extracellulare su agar di latte scremato e un profilo enzimatico adeguato (forte attività aminopeptidasica e debole attività proteasica), suggerendo il loro grande potenziale per la proteolisi del formaggio. L’attività lipolitica extracellulare era principalmente limitata agli isolati di Yarrowia spp. e debolmente presente in P. kudriavzevii 373 e K. lactis 2725, anche se la caratterizzazione enzimatica tramite API-ZYM (bioMérieux SA) ha evidenziato che tutti possono contribuire, almeno in parte, al processo di lipolisi. Inoltre, questi ceppi erano in grado di assimilare lattosio, galattosio e glucosio a concentrazioni di NaCl superiori a quelle che si trovano normalmente nel formaggio.

Tuttavia, l’assimilazione di lattato e citrato era limitata a Y. lipolytica 2495, P. kudriavzevii 373, e P. jadinii 433, e può contribuire al processo alcalinizzante rilevante per i processi biochimici che hanno luogo nelle ultime fasi della maturazione. Al contrario, i ceppi di K. lactis hanno mostrato capacità acidificante e attività di β-galattosidasi e possono partecipare alle fasi iniziali della maturazione, insieme ai batteri lattici. Quindi, considerando le caratteristiche tecnologiche studiate, i 9 ceppi selezionati hanno presentato caratteristiche biochimiche adatte al loro potenziale utilizzo come colture aggiuntive, da sole o in combinazione con batteri starter autoctoni nel processo di caseificazione, per superare l’eterogeneità di questi formaggi DOP, preservando le loro caratteristiche sensoriali uniche.

Dallo studio è stato dimostrato che i lieviti contribuiscono significativamente alle caratteristiche sensoriali dei formaggi stagionati tradizionali. In questo studio, sono stati trovati i valori di conta dei lieviti simili a quelli riportati da altri autori in questo tipo di formaggio. Inoltre, sono state identificate le specie di lievito ed è stata rilevata la presenza di 19 specie diverse, principalmente associate ai generi Kluyveromyces, Debaryomyces, Pichia e Yarrowia. Questi generi sono abitanti comuni dell’ambiente del formaggio, e alcuni ceppi di essi sono stati proposti come potenziali colture aggiunte per l’applicazione nella produzione del formaggio. In questo contesto, questi formaggi DOP possono essere una ricca fonte di lieviti tecnologicamente rilevanti per sviluppare una una coltura starter che includa ceppi autoctoni selezionati per migliorare il processo di caseificazione e garantire l’autenticità e la qualità del formaggio. autenticità e qualità del formaggio.

In conclusione, sebbene per l’applicazione di una coltura starter che includa ceppi autoctoni selezionati i regolamenti dei formaggi DOP Torta del Casar e Queso de Serena debbano essere modificati, l’uso di tale coltura può contribuire a garantire la qualità, l’omogeneità e le caratteristiche sensoriali uniche dei prodotti finali. Questo studio rivela che un’alta diversità di specie di lievito è coinvolta nella maturazione dei formaggi morbidi di latte crudo di pecora DOP. Tra i 157 isolati selezionati sulla base dei loro profili genetici, 87 hanno mostrato un buon adattamento alle condizioni di stress del processo di maturazione del formaggio. La loro caratterizzazione tecnologica ha dimostrato che 9 ceppi K. lactis 2287, 2725, e 1507; P. jadinii 1731 e 433; Y. alimentaria 1204 e 2150; Y. lipolytica 2495; e P. kudriavzevii 373 – non sono stati in grado di causare la pigmentazione marrone e hanno presentato caratteristiche biochimiche molto adatte al loro potenziale utilizzo come colture ausiliarie, da sole o in combinazione con batteri starter autoctoni nel processo di caseificazione, per superare l’eterogeneità di questi formaggi DOP, preservando le loro caratteristiche sensoriali uniche.

Tuttavia, prima della loro applicazione industriale, sono necessari ulteriori studi in sistemi modello di formaggio per determinare il loro contributo ad un adeguato equilibrio di proteolisi, lipolisi e altri prodotti di reazione che hanno una grande influenza sulla struttura, il profilo aromatico e la qualità qualità dei prodotti finali.

Il presente articolo è una sinossi della ricerca Merchán, A. V., Ruiz-Moyano, S., Hernández, M. V., Benito, M. J., Aranda, E., Rodríguez, A., & Martín, A. (2022). Characterization of autochthonal yeasts isolated from Spanish soft raw ewe milk protected designation of origin cheeses for technological application. Journal of Dairy Science.