Pseudomonas spp. and other psychrotrophic microorganisms in inspected and non-inspected Brazilian Minas Frescal cheese: proteolytic, lipolytic and AprX production potential

ABSTRACT: The most consumed cheese in Brazil, Minas Frescal cheese (MFC) is highly susceptible to microbial contamination and clandestine production and commercialization can pose a risk to consumer health. The storage of this fresh product under refrigeration, although more appropriate, may favor the growth of spoilage psychrotrophic bacteria. The objective of this study was to quantify and compare Pseudomonas spp. and other psychrotrophic bacteria in inspected and non-inspected MFC samples, evaluate their lipolytic and proteolytic activities and their metalloprotease production potentials. Twenty MFC samples were evaluated: 10 inspected and 10 non-inspected. Counts of psychrotrophic bacteria and Pseudomonas spp., evaluation of the proteolytic and lipolytic potential of the isolates, and identification of potential producers of alkaline metalloprotease (AprX) were assessed. The mean total psychrotrophic counts were 1.07 (±2.18) × 109CFU/g in the inspected samples and 4.5 (±5.86) × 108CFU/g in the non-inspected, with no significant difference (p=0.37). The average score of Pseudomonas spp. was 6.86 (±18.6) × 105 and 2.08 (±3.65) × 106 CFU/g for the inspected and non-inspected MFC samples, respectively, with no significant difference (p=0.1). Pseudomonas spp. represented 0.06% and 0.004% of psychrotrophic bacteria found in inspected and non-inspected MFC samples, respectively. Collectively, 694 psychrotrophic strains and 47Pseudomonas spp. were isolated, of which 59.9% and 68.1% were simultaneously proteolytic and lipolytic, respectively. Of the 470 psychrotrophs isolated from inspected and 224 from non-inspected cheese samples, 5.74% and 2.23% contained aprX, respectively, while 100 and 86.96% of the Pseudomonas spp. isolates in inspected and non-inspected cheese samples contained the gene. The production potential of AprX did not, however, determine the proteolytic activity on plates of these isolates under the conditions evaluated in this study. Of total, 65.63% of the psychrotrophs that contained aprX gene were confirmed as Pseudomonas spp., using genus-specific PCR. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene of the other psychrotrophs that were potential producers of AprX identified them as Serratia spp. (n=7), Raoultella ornithinolytica (n=1), and Acinetobacter schindleri (n=1) in the inspected samples and Psychrobacter sanguinis (n=1) and Leuconostoc mesenteroides (n=1) in the non-inspected samples. The production conditions of Brazilian MFC of these samples, while meeting the legal determinations, are not sufficient to control Pseudomonas and other spoilage-related psychrotrophs. Thus, stricter hygienic measures are required during the formal production of this type of cheese.

RESUMO: O mais consumido no Brasil, o queijo Minas Frescal (QMF) é altamente suscetível à contaminação microbiana e a produção e comercialização clandestina podem representar um risco para a saúde do consumidor. O armazenamento deste produto fresco sob refrigeração, embora mais apropriado, pode favorecer a multiplicação de bactérias psicrotróficas deteriorantes. O objetivo deste estudo foi quantificar e comparar Pseudomonas spp. e outras bactérias psicrotróficas em amostras de QMF inspecionadas e não inspecionadas, avaliar o potencial lipolítico, proteolítico e de produção de metaloprotease alcalina. Vinte amostras de QMF foram avaliadas: 10 inspecionadas e 10 não inspecionadas. Foram avaliadas as contagens de bactérias psicrotróficas e Pseudomonas spp., o potencial proteolítico e lipolítico dos isolados e a identificação de potenciais produtores de metaloprotease alcalina (AprX). A média total das contagens de bactérias psicrotróficas foi de 1,07 (±2,18) × 109UFC/g nas amostras inspecionadas e 4,5 (±5,86) × 108UFC/g nas não inspecionadas, sem diferença significativa (p=0,37). A média de Pseudomonasspp. foi de 6,86 (±18,6) × 105 e 2,08 (±3,65) × 106UFC/g para as amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente, sem diferença significativa (p=0,1). Pseudomonas spp. representaram 0,06% e 0,004% de bactérias psicrotróficas encontradas em amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente. Das amostras inspecionadas e não inspecionadas, foram isoladas 694 colônias psicrotróficas e 47 Pseudomonasspp., dos quais 59,9% e 68,1% foram simultaneamente proteolíticos e lipolíticos, respectivamente. Dos 470 isolados de psicrotróficos das amostras de queijo inspecionados e dos 224 isolados das não inspecionadas, 5,74% e 2,23% continham o gene aprX, respectivamente, enquanto 100 e 86,96% das Pseudomonasspp. isoladas em amostras de queijo inspecionadas e não inspecionadas continham o potencial de expressão de AprX. Esse potencial, no entanto, não determinou a atividade proteolítica em placas desses isolados nas condições avaliadas neste estudo. Do total, 65,63% dos psicrotróficos que continham o gene aprX foram confirmados como Pseudomonasspp., utilizando PCR gênero-específico. A análise filogenética do gene 16S rRNA dos outros psicrotróficos que foram produtores potenciais de AprX os identificou como Serratia spp. (n=7), Raoultella ornithinolytica (n=1) e Acinetobacter schindleri (n=1) nas amostras inspecionadas e Psychrobacter sanguinis (n=1) e Leuconostoc mesenteroides (n=1) nas amostras não inspecionadas. As condições de produção do QMF dessas amostras, atendendo às determinações legais, não são suficientes para controlar a Pseudomonas e outros psicrotróficos relacionados à deterioração. Assim, medidas higiênicas mais rígidas são necessárias durante a produção formal deste tipo de queijo.

Pseudomonas spp. and other psychrotrophic microorganisms in inspected and non-inspected Brazilian Minas Frescal cheese: proteolytic, lipolytic and AprX production potential / Pseudomonas spp. e outros micro-organismos psicrotróficos em queijos Minas Frescal inspecionados e não inspecionados: potencial proteolítico, lipolítico e produção de AprX

The most consumed cheese in Brazil, Minas Frescal cheese (MFC) is highly susceptible to microbial contamination and clandestine production and commercialization can pose a risk to consumer health. The storage of this fresh product under refrigeration, although more appropriate, may favor the growth of spoilage psychrotrophic bacteria. The objective of this study was to quantify and compare Pseudomonas spp. and other psychrotrophic bacteria in inspected and non-inspected MFC samples, evaluate their lipolytic and proteolytic activities and their metalloprotease production potentials. Twenty MFC samples were evaluated: 10 inspected and 10 non-inspected. Counts of psychrotrophic bacteria and Pseudomonas spp., evaluation of the proteolytic and lipolytic potential of the isolates, and identification of potential producers of alkaline metalloprotease (AprX) were assessed. The mean total psychrotrophic counts were 1.07 (±2.18) × 109CFU/g in the inspected samples and 4.5 (±5.86) × 108CFU/g in the non-inspected, with no significant difference (p=0.37). The average score of Pseudomonas spp. was 6.86 (±18.6) × 105 and 2.08 (±3.65) × 106 CFU/g for the inspected and non-inspected MFC samples, respectively, with no significant difference (p=0.1). Pseudomonas spp. represented 0.06% and 0.004% of psychrotrophic bacteria found in inspected and non-inspected MFC samples, respectively. Collectively, 694 psychrotrophic strains and 47Pseudomonas spp. were isolated, of which 59.9% and 68.1% were simultaneously proteolytic and lipolytic, respectively. Of the 470 psychrotrophs isolated from inspected and 224 from non-inspected cheese samples, 5.74% and 2.23% contained aprX, respectively, while 100 and 86.96% of the Pseudomonas spp. isolates in inspected and non-inspected cheese samples contained the gene. The production potential of AprX did not, however, determine the proteolytic activity on plates of these isolates under the conditions evaluated in this study...(AU)

O mais consumido no Brasil, o queijo Minas Frescal (QMF) é altamente suscetível à contaminação microbiana e a produção e comercialização clandestina podem representar um risco para a saúde do consumidor. O armazenamento deste produto fresco sob refrigeração, embora mais apropriado, pode favorecer a multiplicação de bactérias psicrotróficas deteriorantes. O objetivo deste estudo foi quantificar e comparar Pseudomonas spp. e outras bactérias psicrotróficas em amostras de QMF inspecionadas e não inspecionadas, avaliar o potencial lipolítico, proteolítico e de produção de metaloprotease alcalina. Vinte amostras de QMF foram avaliadas: 10 inspecionadas e 10 não inspecionadas. Foram avaliadas as contagens de bactérias psicrotróficas e Pseudomonas spp., o potencial proteolítico e lipolítico dos isolados e a identificação de potenciais produtores de metaloprotease alcalina (AprX). A média total das contagens de bactérias psicrotróficas foi de 1,07 (±2,18) × 109UFC/g nas amostras inspecionadas e 4,5 (±5,86) × 108UFC/g nas não inspecionadas, sem diferença significativa (p=0,37). A média de Pseudomonasspp. foi de 6,86 (±18,6) × 105 e 2,08 (±3,65) × 106UFC/g para as amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente, sem diferença significativa (p=0,1). Pseudomonas spp. representaram 0,06% e 0,004% de bactérias psicrotróficas encontradas em amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente. Das amostras inspecionadas e não inspecionadas, foram isoladas 694 colônias psicrotróficas e 47 Pseudomonasspp., dos quais 59,9% e 68,1% foram simultaneamente proteolíticos e lipolíticos, respectivamente. Dos 470 isolados de psicrotróficos das amostras de queijo inspecionados e dos 224 isolados das não inspecionadas, 5,74% e 2,23% continham o gene aprX, respectivamente, enquanto 100 e 86,96% das Pseudomonasspp. isoladas em amostras de queijo inspecionadas e não inspecionadas continham o potencial de expressão de AprX...(AU)

Pseudomonas spp. and other psychrotrophic microorganisms in inspected and non-inspected Brazilian Minas Frescal cheese: proteolytic, lipolytic and AprX production potential / Pseudomonas spp. e outros micro-organismos psicrotróficos em queijos Minas Frescal inspecionados e não inspecionados: potencial proteolítico, lipolítico e produção de AprX

The most consumed cheese in Brazil, Minas Frescal cheese (MFC) is highly susceptible to microbial contamination and clandestine production and commercialization can pose a risk to consumer health. The storage of this fresh product under refrigeration, although more appropriate, may favor the growth of spoilage psychrotrophic bacteria. The objective of this study was to quantify and compare Pseudomonas spp. and other psychrotrophic bacteria in inspected and non-inspected MFC samples, evaluate their lipolytic and proteolytic activities and their metalloprotease production potentials. Twenty MFC samples were evaluated: 10 inspected and 10 non-inspected. Counts of psychrotrophic bacteria and Pseudomonas spp., evaluation of the proteolytic and lipolytic potential of the isolates, and identification of potential producers of alkaline metalloprotease (AprX) were assessed. The mean total psychrotrophic counts were 1.07 (±2.18) × 109CFU/g in the inspected samples and 4.5 (±5.86) × 108CFU/g in the non-inspected, with no significant difference (p=0.37). The average score of Pseudomonas spp. was 6.86 (±18.6) × 105 and 2.08 (±3.65) × 106 CFU/g for the inspected and non-inspected MFC samples, respectively, with no significant difference (p=0.1). Pseudomonas spp. represented 0.06% and 0.004% of psychrotrophic bacteria found in inspected and non-inspected MFC samples, respectively. Collectively, 694 psychrotrophic strains and 47Pseudomonas spp. were isolated, of which 59.9% and 68.1% were simultaneously proteolytic and lipolytic, respectively. Of the 470 psychrotrophs isolated from inspected and 224 from non-inspected cheese samples, 5.74% and 2.23% contained aprX, respectively, while 100 and 86.96% of the Pseudomonas spp. isolates in inspected and non-inspected cheese samples contained the gene. The production potential of AprX did not, however, determine the proteolytic activity on plates of these isolates under the conditions evaluated in this study. Of total, 65.63% of the psychrotrophs that contained aprX gene were confirmed as Pseudomonas spp., using genus-specific PCR. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene of the other psychrotrophs that were potential producers of AprX identified them as Serratia spp. (n=7), Raoultella ornithinolytica (n=1), and Acinetobacter schindleri (n=1) in the inspected samples and Psychrobacter sanguinis (n=1) and Leuconostoc mesenteroides (n=1) in the non-inspected samples. The production conditions of Brazilian MFC of these samples, while meeting the legal determinations, are not sufficient to control Pseudomonas and other spoilage-related psychrotrophs. Thus, stricter hygienic measures are required during the formal production of this type of cheese.(AU)

O mais consumido no Brasil, o queijo Minas Frescal (QMF) é altamente suscetível à contaminação microbiana e a produção e comercialização clandestina podem representar um risco para a saúde do consumidor. O armazenamento deste produto fresco sob refrigeração, embora mais apropriado, pode favorecer a multiplicação de bactérias psicrotróficas deteriorantes. O objetivo deste estudo foi quantificar e comparar Pseudomonas spp. e outras bactérias psicrotróficas em amostras de QMF inspecionadas e não inspecionadas, avaliar o potencial lipolítico, proteolítico e de produção de metaloprotease alcalina. Vinte amostras de QMF foram avaliadas: 10 inspecionadas e 10 não inspecionadas. Foram avaliadas as contagens de bactérias psicrotróficas e Pseudomonas spp., o potencial proteolítico e lipolítico dos isolados e a identificação de potenciais produtores de metaloprotease alcalina (AprX). A média total das contagens de bactérias psicrotróficas foi de 1,07 (±2,18) × 109UFC/g nas amostras inspecionadas e 4,5 (±5,86) × 108UFC/g nas não inspecionadas, sem diferença significativa (p=0,37). A média de Pseudomonasspp. foi de 6,86 (±18,6) × 105 e 2,08 (±3,65) × 106UFC/g para as amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente, sem diferença significativa (p=0,1). Pseudomonas spp. representaram 0,06% e 0,004% de bactérias psicrotróficas encontradas em amostras QMF inspecionadas e não-inspecionadas, respectivamente. Das amostras inspecionadas e não inspecionadas, foram isoladas 694 colônias psicrotróficas e 47 Pseudomonasspp., dos quais 59,9% e 68,1% foram simultaneamente proteolíticos e lipolíticos, respectivamente. Dos 470 isolados de psicrotróficos das amostras de queijo inspecionados e dos 224 isolados das não inspecionadas, 5,74% e 2,23% continham o gene aprX, respectivamente, enquanto 100 e 86,96% das Pseudomonasspp. isoladas em amostras de queijo inspecionadas e não inspecionadas continham o potencial de expressão de AprX. Esse potencial, no entanto, não determinou a atividade proteolítica em placas desses isolados nas condições avaliadas neste estudo. Do total, 65,63% dos psicrotróficos que continham o gene aprX foram confirmados como Pseudomonasspp., utilizando PCR gênero-específico. A análise filogenética do gene 16S rRNA dos outros psicrotróficos que foram produtores potenciais de AprX os identificou como Serratia spp. (n=7), Raoultella ornithinolytica (n=1) e Acinetobacter schindleri (n=1) nas amostras inspecionadas e Psychrobacter sanguinis (n=1) e Leuconostoc mesenteroides (n=1) nas amostras não inspecionadas. As condições de produção do QMF dessas amostras, atendendo às determinações legais, não são suficientes para controlar a Pseudomonas e outros psicrotróficos relacionados à deterioração. Assim, medidas higiênicas mais rígidas são necessárias durante a produção formal deste tipo de queijo.(AU)

Quality of goat"s milk produced on farms in the Paraná State - Brazil / Qualidade do leite de cabra produzido em fazendas do Paraná - Brasil

The consumption of goats milk has increased significantly in Brazil. In 2014, its production was 153 thousand tons, and the Paraná state is responsible for the production of 380 thousand liters. Although the government regulates goat milk, this raw material is not widely studied in Brazil. The objective of this work was to study its microbiological and physicochemical characteristics. A total of 32 samples from 8 Paraná State farms were analyzed. The microbial indicators of hygiene, psychrotrophic bacteria, L. monocytogenes and Salmonella spp. were evaluated. We used physicochemical tests of goats milk that were established by the Brazilian legislation. In addition, phosphatase activity, pH, conductivity, boiling test, and urea content were measured. The average concentrations of mesophilic aerobes, coliforms, E. coli, coagulase positive Staphylococcus and psychrotrophic microorganisms were 4.10, 2.38, 0.65, 2.06 and 4.02 log CFU mL-1, respectively. The samples did not present L. monocytogenes and Salmonella spp. In the physicochemical analysis, 90.63% of the samples presented at least one parameter outside the legal standards. In the somatic cell count, 73.33% of the samples had counts higher than 1 x 106 cells mL-1. Raw goats milk produced in Paraná has high coliform and psychrotrophic counts, indicating poor hygiene during milking. The fluctuating values of the physicochemical data indicate that additional studies are required to determine the parameters that reflect the Brazilian conditions of goat milk production.(AU)

O consumo de leite de cabra tem aumentado significativamente no Brasil. Em 2014, sua produção foi de 153 mil toneladas, e o estado do Paraná foi responsável pela produção de 380 mil litros. Embora o governo regulamenta o leite de cabra, essa matéria-prima não é amplamente estudada no Brasil. O objetivo deste trabalho foi estudar suas características microbiológicas e físico-químicas. Foram analisadas 32 amostras de 8 fazendas do estado do Paraná. Os indicadores microbianos de higiene, bactérias psicrotróficas, L. monocytogenes e Salmonella spp. foram avaliados. Foram realizados testes físico-químicos estabelecidos pela legislação brasileira para leite de cabra. Além disso, realizou-se o teste de ebulição e o teor de ureia. As concentrações médias de aeróbios mesofílicos, coliformes, E. coli, Staphylococcus coagulase positivo e microrganismos psicrotróficos foram de 4.10, 2.38, 0.65, 2.06 e 4.02 log UFC mL-1, respectivamente. As amostras não apresentaram L. monocytogenes e Salmonella spp. Na análise físico-química, 90.63% das amostras apresentaram pelo menos um parâmetro fora dos padrões legais. Na contagem de células somáticas, 73.33% das amostras tiveram contagens superiores a 1 x 106 células mL-1. O leite de cabra cru produzido no Paraná tem altas contagens de coliformes e psicrotróficos, indicando uma má higiene durante a ordenha. Os valores flutuantes dos dados físico-químicos indicam que são necessários estudos adicionais para determinar os parâmetros que refletem as condições brasileiras de produção de leite caprino.(AU)

Quality of goat"s milk produced on farms in the Paraná State - Brazil / Qualidade do leite de cabra produzido em fazendas do Paraná - Brasil

The consumption of goat’s milk has increased significantly in Brazil. In 2014, its production was 153 thousand tons, and the Paraná state is responsible for the production of 380 thousand liters. Although the government regulates goat milk, this raw material is not widely studied in Brazil. The objective of this work was to study its microbiological and physicochemical characteristics. A total of 32 samples from 8 Paraná State farms were analyzed. The microbial indicators of hygiene, psychrotrophic bacteria, L. monocytogenes and Salmonella spp. were evaluated. We used physicochemical tests of goat’s milk that were established by the Brazilian legislation. In addition, phosphatase activity, pH, conductivity, boiling test, and urea content were measured. The average concentrations of mesophilic aerobes, coliforms, E. coli, coagulase positive Staphylococcus and psychrotrophic microorganisms were 4.10, 2.38, 0.65, 2.06 and 4.02 log CFU mL-1, respectively. The samples did not present L. monocytogenes and Salmonella spp. In the physicochemical analysis, 90.63% of the samples presented at least one parameter outside the legal standards. In the somatic cell count, 73.33% of the samples had counts higher than 1 x 106 cells mL-1. Raw goat’s milk produced in Paraná has high coliform and psychrotrophic counts, indicating poor hygiene during milking. The fluctuating values of the physicochemical data indicate that additional studies are required to determine the parameters that reflect the Brazilian conditions of goat milk production.

O consumo de leite de cabra tem aumentado significativamente no Brasil. Em 2014, sua produção foi de 153 mil toneladas, e o estado do Paraná foi responsável pela produção de 380 mil litros. Embora o governo regulamenta o leite de cabra, essa matéria-prima não é amplamente estudada no Brasil. O objetivo deste trabalho foi estudar suas características microbiológicas e físico-químicas. Foram analisadas 32 amostras de 8 fazendas do estado do Paraná. Os indicadores microbianos de higiene, bactérias psicrotróficas, L. monocytogenes e Salmonella spp. foram avaliados. Foram realizados testes físico-químicos estabelecidos pela legislação brasileira para leite de cabra. Além disso, realizou-se o teste de ebulição e o teor de ureia. As concentrações médias de aeróbios mesofílicos, coliformes, E. coli, Staphylococcus coagulase positivo e microrganismos psicrotróficos foram de 4.10, 2.38, 0.65, 2.06 e 4.02 log UFC mL-1, respectivamente. As amostras não apresentaram L. monocytogenes e Salmonella spp. Na análise físico-química, 90.63% das amostras apresentaram pelo menos um parâmetro fora dos padrões legais. Na contagem de células somáticas, 73.33% das amostras tiveram contagens superiores a 1 x 106 células mL-1. O leite de cabra cru produzido no Paraná tem altas contagens de coliformes e psicrotróficos, indicando uma má higiene durante a ordenha. Os valores flutuantes dos dados físico-químicos indicam que são necessários estudos adicionais para determinar os parâmetros que refletem as condições brasileiras de produção de leite caprino.