Characterisation and use in food matrices of Lactobacillus casei group strains

Several strains belonging to L. casei group, from international collections and universities (University of Udine, University of Basilicata, University of Molise, University of Stellenbosch-South Africa, etc.), were selected. All strains were then subjected to technological characterization and the study of safety traits. Specifically it has been evaluated: their ability to growth at different temperatures or pH values and different concentrations of NaCl or ethanol; ability to produce biogenic amines, by qualitative analysis and the search of genes involved in their production (hdc, agdi, odc and tyrdc); presence of gene implicated in the production of ethyl carbamate (arcABC genes); ability to produce bacteriocins and monoamine oxidase; antibiotic resistance; hemolytic activity. After that, the effect of anaerobic, aerobic, respiratory and acidic condition of growth on the cellular structure was investigated. Strains previously selected were analysed using Transmission Electron Microscopy (TEM). Due to the results obtained during this study, the project focused on assessing the effect of two conditions of adaptation (anaerobic and respiratory) and technological stress (milk fermentation) applied to two selected strains, previously identified as belonging to the species L. casei and L. paracasei. The following analysis were carried out: fermentative capabilities of the strains; samples shelf life; antibiotic resistance; hemolytic activity; bacteriocins production; competition with pathogens; resistance of the stressed cells to in vitro digestion. In the simulated gastro-intestinal tract the viable but non-colturable cells (VBNC) were also investigated. Also the proteolysis in fermented milk and the antimicrobial ability of the soluble fraction have been further investigated. Moreover, the study was also aimed at evaluating the activity into salami of a selected strain of L. casei adapted in the two different conditions (anaerobic and respiratory). The following characteristics were analysed: fermentative capabilities of the strain; evaluation of the chemical/physical parameters (aw, pH, color, weight loss); changes in salami micro - flora depending on inocula; presence during the ripening of the inoculated strain (DGGE); antioxidant activity and volatile molecules profile (GC-MS / SPME); proteolysis (SDS - page); evaluation of VBNC

Ceppi appartenenti all’L. casei group, provenienti da collezioni internazionali e universitarie (Università di Udine, Università della Basilicata, Università del Molise, Università di Stellenbosh-Sud Africa, ecc), sono stati selezionati per la sperimentazione. Tutti i ceppi sono stati poi sottoposti a caratterizzazione tecnologica e alla valutazione della loro salubrità. In particolare sono state valutate: le loro abilità di crescita a diverse temperature, diverse concentrazioni di NaCl e etanolo, e a diversi pH; capacità di produrre ammine biogene, sia qualitativamente, sia ricercando i geni coinvolti nella loro produzione (hdc, agdi, odc e tyrdc), ed etil - carbammato (geni arcABC); capacità di generare batteriocine e mono-ammino ossidasi; resistenza agli antibiotici; attività emolitica. Dopo di che è stato studiato l’effetto della crescita in condizioni di anaerobiosi, aerobiosi e respirazione abbinata a pH acido (3.2) sulla struttura cellulare. Ceppi selezionati da studi precedenti, sono stati analizzati tramite Transmission Electron Microscopy (TEM). Dagli esiti conseguiti, il progetto si è quindi focalizzato sulla valutazione dell’effetto di due delle tre condizioni di adattamento (anaerobiosi e respirazione) e di stress tecnologici (fermentazione del latte) applicati a due ceppi selezionati e precedentemente identificati come appartenenti alle specie L. casei e L. paracasei. Sono state studiate le seguenti caratteristiche: capacità fermentative dei ceppi; shelf – life dei campioni; antibiotico resistenza; attività emolitica; produzione di batteriocine; capacità antimicrobica della frazione solubile del latte; competizione con patogeni (co-inoculo ceppi selezionati con Listeria monocytogenes ATCC7644, Staphylococcus aureus DSM 4910, Escherichia coli DSA, Salmonella enteritidis DSA e Bacillus cereus DSA); resistenza alla digestione in vitro. Nel tratto gastro-intestinale simulato è stata svolta anche la ricerca di cellule viable but not culturable (VBNC). Successivamente sono state studiate l'attività proteolitica nel latte fermentato e le capacità antimicrobiche della frazione solubile del latte. Inoltre, l’attività di ricerca si è rivolta alla valutazione dell'attività fermentativa di un ceppo selezionato di L. casei inoculato in salami e adattato nelle due diverse condizioni. Sono state valutate le seguenti caratteristiche: valutazione di parametri chimico/fisici dei salami (aw, pH, colore, perdita di peso); cambiamenti nella flora microbica all’interno dei salami a seconda dell’inoculo;presenza durante la maturazione del ceppo inoculato (DGGE); attività antiossidante e profilo delle molecole volatili (GC-MS/SPME); proteolisi (SDS – page); valutazione delle cellule viable but not culturable (VBNC)