Studio del potenziale di batteri lattici produttori di batteriocine nel controllo di Listeria monocytogenes in salumi fermentati

Foodborne illness continues to be a major public health problem. Among these, listeriosis is one of the most dangerous, caused by Listeria monocytogenes, a ubiquitous and resistant microorganism. In fermented cured meats, although typical product conditions, such as pH, reduced water activity, salt, nitrites and competitive microbiota contribute to limiting their proliferation, L. monocytogenes can still pose a risk. In relation to this, some studies have highlighted the efficacy of lactic acid bacteria starter cultures with bioprotective activity in limiting the growth of Listeria monocytogenes. In particular, three scientific articles were examined in which the activity of different lactic acid bacteria (LAB) producing bacteriocins was evaluated to verify their effectiveness in counteracting the growth and development of L. monocytogenes in fermented salami. The efficacy of the strain Lactobacillus curvatus 54M16 was evaluated by observing its activity in vitro and in situ. In in vitro experiments, this strain completely inhibited the pathogen. In the production of fermented sausages, the anti-listeria activity was lower when the pathogen had been inoculated. However, analysis of 16S rRNA showed that Lb. curvatus 54M16 can dominate the bacterial ecosystem, reducing the presence of spoilage bacteria. Its use could therefore help improve the safety of fermented sausages, when combined with other preservation methods. Also in the field of fermented sausages, the strains Lactiplantibacillus paraplantarum BPF2 and Pediococcus acidilactici ST6 were tested. The products obtained were compared with a sample obtained using a commercial starter and a spontaneously fermented control sample. In addition, the BPF2 and ST6 strains were able to decrease the rancidity level of the product. A test against L. monocytogenes was also performed, the data of which confirmed the efficacy in inhibiting L. monocytogenes by the two bacteriocinogenic strains tested. This study demonstrated the promising application of these native strains in the meat industry as starter cultures to improve sensory differentiation and recognition of typical fermented sausages. The effects of bacteriocin-producing LAB were evaluated in a fermented sausage with low nitrate content. The anti-listeria activity of four strains of lactic acid bacteria was tested in vitro and in a meat model, as an alternative to reduce nitrites. The highest inhibition was observed for Pediococcus acidilactici MP14 and for commercial starter, especially when grown in co-culture. Lactococcus lactis MP11 showed lower, pH-dependent anti-listeria activity. In a fermented sausage model prepared without and with 50% of the maximum level of sodium nitrite allowed by the European Union, both pediococci confirmed the activity observed in vitro, reducing the number of Listeria both in the absence and in the presence of nitrite. Therefore, P. acidilactici MP14, isolated from a hand-fermented sausage, showed potential interest for biopreservation applications. In conclusion, the use of lactic acid bacteria (LAB) as anti-Listeria cultures in fermented sausages represents a promising strategy, also demonstrating a high ability to inhibit spoilage microorganisms, thus opening up the possibility of reducing the use of nitrites and nitrates.

Le malattie di origine alimentare continuano a rappresentare un grave problema di salute pubblica. Tra queste, la listeriosi è una delle più pericolose, causata da Listeria monocytogenes, microrganismo ubiquitario e resistente. Nei salumi fermentati, sebbene le condizioni tipiche del prodotto, quali il pH, la ridotta attività dell'acqua, il sale, i nitriti e il microbiota competitivo contribuiscano a limitarne la proliferazione, L. monocytogenes può comunque rappresentare un rischio. In relazione a ciò Alcuni studi hanno evidenziato l'efficacia di colture starter di batteri lattici con attività bioprotettiva nel limitare la crescita di Listeria monocytogenes. Nell’elaborato di tesi sono stati esaminati in particolare tre articoli scientifici in cui è stata valutata l’attività di diversi batteri lattici (LAB) produttori di batteriocine per verificarne l'efficacia nel contrastare la crescita e lo sviluppo di L. monocytogenes nei salami fermentati. È stata valutata l’efficacia del ceppo Lactobacillus curvatus 54M16 osservando la sua attività in vitro e in situ. Negli esperimenti in vitro, questo ceppo ha inibito completamente il patogeno. Nella produzione di salsicce fermentate, l'attività anti-listeria è risultata minore quando il patogeno era stato inoculato. Tuttavia, l'analisi del 16S rRNA ha mostrato che Lb. curvatus 54M16 può dominare l'ecosistema batterico, riducendo la presenza di batteri deterioranti. Il suo impiego potrebbe contribuire quindi nel migliorare la sicurezza delle salsicce fermentate, se associato ad altri metodi di conservazione. Sempre nell’ambito delle salsicce fermentate, sono stati testati i ceppi Lactiplantibacillus paraplantarum BPF2 e Pediococcus acidilactici ST6. I prodotti ottenuti sono stati confrontati con un campione ottenuto utilizzando uno starter commerciale e un campione di controllo fermentato spontaneamente. Inoltre, i ceppi BPF2 e ST6 sono stati in grado di diminuire il livello di rancidità del prodotto. È stato anche effettuato un test contro L. monocytogenes, i cui dati hanno confermato l'efficacia nell'inibizione di L. monocytogenes da parte dei due ceppi batteriocinogenici testati. Questo studio ha dimostrato la promettente applicazione di questi ceppi autoctoni nell'industria della carne come colture starter per migliorare la differenziazione sensoriale e il riconoscimento delle tipiche salsicce fermentate. Gli effetti di LAB produttori di batteriocine sono stati valutati in una salsiccia fermentata a basso contenuto di nitrati. L'attività anti-listeria di quattro ceppi di batteri lattici è stata testata in vitro e in un modello di carne, come alternativa per ridurre i nitriti. La più alta inibizione è stata osservata per Pediococcus acidilactici MP14 e per lo starter commerciale, soprattutto quando coltivati in co-cultura. Lactococcus lactis MP11 ha mostrato un'attività anti-listeria inferiore, dipendente dal pH. In un modello di salsiccia fermentata preparato senza e con il 50% del livello massimo di nitrito di sodio consentito dall'Unione Europea, entrambi i pediococchi hanno confermato l'attività osservata in vitro, riducendo il numero di Listeria sia in assenza che in presenza di nitrito. Pertanto, P. acidilactici MP14, isolato da una salsiccia fermentata artigianalmente, ha mostrato un potenziale interesse per applicazioni di bioconservazione. In conclusione, l'utilizzo dei batteri lattici (LAB) come colture anti-Listeria nelle salsicce fermentate rappresenta una strategia promettente, dimostrando anche un'elevata capacità di inibire i microrganismi alteranti, aprendo così la possibilità di ridurre l'uso di nitriti e nitrati.