Effect of bactofugation of raw milk on total bacterial and aerobic spore counts and on microbial diversity of sporeformers / Efeito da bactofugação do leite cru nas contagens bacteriana total, esporos aeróbios e na diversidade microbiana de formadores de esporos

ABSTRACT

This study describes the effect of bactofugation (10,000 × g in a continuous flow of 10,000 L/h) of three batches of raw milk on total bacterial count (TBC) and aerobic spore count, and it also shows the effect on the microbial diversity of spore-forming bacteria by analysing their genetic variability through molecular approaches. Given that milk must be preheated to approximately 55 °C before being bactofuged, for comparison, the three batches were evaluated at different stages as refrigerated raw, preheated, and bactofuged milk. For preheated milk, it was found that bactofugation caused a significant reduction (p < 0.05) of 99.52% (from 4.5 × 106 to 2.1 × 104 CFU/mL) in the mean TBC and of 95% (from 333 to 17 CFU/mL) in the aerobic mesophilic spore count. Due to the effect of bactofugation on preheated milk, a reduction of 82% was observed in both TBC and aerobic spore count. With respect to diversity, 107 isolates from raw milk, prior to bactofugation, and 16 isolates from bactofuged milk were recovered and grouped into 40 and 8 clusters, respectively. The predominant species detected in raw and preheated milk were Bacillus toyonensis (63% - 20 clusters) and Lysinibacillus fusiformis (15% - 8 clusters). Proportionally, B. toyonensis (69% - 6 clusters) and L. fusiformis (25% - 1 cluster) were predominant in bactofuged milk. B. pumilus, L. varians, B. flexus, B. invictae, and B. megaterium, bacteria with a known milk spoilage potential, were isolated from milk prior to bactofugation, and they reduced to undetectable levels in bactofuged milk. Bactofugation of milk, therefore, reduces the TBC and aerobic spore count, with a significant effect in reducing the microbial diversity of spore-forming bacteria, proportional to their incidence in raw milk. Therefore, bactofugation can be an alternative to increase the shelf life and technological potential of milk.(AU)

RESUMO

Esse estudo descreve o efeito da bactofugação (10,000 × g em fluxo contínuo de 10,000 L/h) de três lotes de leite cru nas contagens bacterianas totais (CBT) e de esporos aeróbios, verificando também o efeito sobre a diversidade microbiana dos formadores de esporos por abordagem molecular de variabilidade genética. Como o leite a ser bactofugado deve ser pré-aquecido (≈55ºC), os três lotes foram avaliados enquanto cru refrigerado, pré-aquecido e bactofugado. Em associação com o pré-aquecimento, foi verificado que a bactofugação promoveu a redução significativa (p < 0.05) de 99,52% (4,5 x 106 para 2,1 x 104 UFC/mL) na contagem bacteriana total e 95% (333 para 17 UFC/mL) dos esporos aeróbios mesófilos. Considerando o efeito isolado da bactofugação sobre o leite já pré-aquecido, foi observada a redução de 82% tanto para CBT quanto para formadores de esporos. Em relação à diversidade, foram recuperados 107 isolados do leite anterior à bactofugação e 16 isolados do leite bactofugado, agrupados em 40 e 8 clusters, respectivamente. Foi observado predomínio das espécies Bacillus toyonensis (63% - 20 clusters) e Lysinibacillus fusiformis (15% - 8 clusters) no leite cru e pré-aquecido e, proporcionalmente, B. toyonensis (69% - 6 clusters) e L. fusiformis (25% - 1 cluster) no leite bactofugado. Bacillus pumilus, Lysinibacillus varians, B. flexus, B. invictae, e B. megaterium, isolados do leite antes da bactofugação e com potencial deteriorante conhecido, foram reduzidos a níveis indetectáveis no leite bactofugado. A bactofugação do leite, portanto, reduz a CBT e as contagens de esporos aeróbios, também com efeito significativo na redução da diversidade de formadores de esporos, proporcionalmente, conforme a sua incidência no leite cru, tendo potencial para ser utilizado como alternativa para aumento da vida útil e potencial tecnológico do leite.(AU)