Fishery products have always been one of the most important food sources for humans. Compared to other matrices, these foodstuffs are extremely perishable. Alterations during storage are linked to various mechanisms, including autolysis, lipid oxidation, and microbial proliferation. The latter represents one of the most significant causes of fish deterioration. Particular attention should be paid to a specific microbial portion, the so-called Specific Spoilage Organisms (SSOs), which are among the major agents of degradative phenomena. Although SSOs have been studied for many years, information regarding the evolution of individual microbial genera and species during fish storage is still limited. The objective of this study was to characterize, using a culturomic approach, the evolution of these populations of spoilage microorganisms in two fish species, rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and Atlantic mackerel (Scomber scombrus), during storage in ice and at refrigeration temperatures. Dorsal muscle fillets obtained from fresh fish were stored at 0°C (in ice) and 4°C. At regular intervals, quantification of SSOs and histamine-producing bacteria (only for mackerel) was carried out, and colony identification was performed using MALDI-TOF mass spectrometry. The data obtained were analysed to understand the evolution of the relative abundances (RA) of each microbial genus during product storage. Results demonstrated a significant influence of storage temperature on SSOs. The critical level reported in the literature (6 Log CFU/g) was reached in mackerel after 10 days (at 0°C) and 3 days (at 4°C), while in trout fillets, it was reached after 6.4 days (at 0°C) and 2 days (at 4°C). Culturomic analysis revealed that, for mackerel fillets stored at 0°C, Psychrobacter was the dominant genus at the beginning of the experiment (RA=66.7%), but it was replaced over time by Pseudomonas and Shewanella, reaching 44.6% RA on the last day of storage. A similar but faster evolution was observed for samples stored at 4°C, with Shewanella reaching 60.4% RA by the third day. Histamine-producing bacteria were predominantly from the Pseudomonas genus. In trout fillets stored at 0°C, Chryseobacterium (RA=37.4%) and Acinetobacter (RA=26.4%) dominated initially but were replaced by Pseudomonas, consistently above 60% RA from the fifth day onwards. Samples stored at 4°C exhibited greater microbial diversity, with 19 identified genera, including Pseudomonas, Acinetobacter, Battiauxella, Carnobacterium, Aeromonas, and Serratia, observed until the end of storage. This study demonstrated the influence of storage temperature on the growth of SSOs in fish products, highlighting the importance of maintaining a temperature close to 0°C. The results also underscored the utility of the culturomic approach for characterizing SSOs and studying their evolution during fish product storage.
I prodotti della pesca rappresentano una delle più importanti fonti alimentari per l’uomo. Rispetto ad altre matrici, queste derrate alimentari sono estremamente deperibili. Le alterazioni durante lo stoccaggio sono legate a diversi meccanismi, tra cui l’autolisi, l’ossidazione lipidica e la proliferazione microbica. Quest’ultima rappresenta una delle più importanti cause di deterioramento del prodotto ittico. Particolare attenzione va rivolta ai cosiddetti Specific Spoilage Organisms (SSOs), ovvero microrganismi alteranti specifici, tra i maggiori responsabili dei fenomeni degradativi. Nonostante gli SSOs siano studiati da molti anni, le informazioni relative all’evoluzione dei singoli generi e specie microbiche durante lo stoccaggio dei pesci sono ancora limitate. L’obiettivo del presente studio è stato quello di caratterizzare tramite un approccio culturomico l’evoluzione di queste popolazioni di microrganismi alteranti in due specie ittiche, quali la trota iridea (Onchorynchus mykiss) e lo sgombro (Scomber scombrus), durante lo stoccaggio in ghiaccio e a temperature di refrigerazione. Filetti di muscolatura ottenuti da pesci freschi venivano stoccati a 0°C (in ghiaccio) e a 4°C. Ad intervalli regolari, si procedeva alla quantificazione degli SSOs e dei batteri istaminogeni (solo per lo sgombro) e all’identificazione delle colonie tramite spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF. I dati ottenuti venivano elaborati al fine di comprendere l’evoluzione delle abbondanze relative (AR) di ciascun genere microbico durante la conservazione del prodotto. I risultati mostravano un'importante influenza della temperatura di stoccaggio sugli SSOs. Il livello critico riportato in letteratura (6 Log UFC/g) veniva raggiunto nello sgombro dopo 10 (a 0°C) e 3 (a 4°C) giorni, mentre nei filetti di trota dopo 6,4 (a 0°C) e 2 (a 4°C) giorni. L'analisi culturomica rivelava che, per i filetti di sgombro conservati a 0°C, Psychrobacter era il genere dominante all'inizio dell’esperimento (AR=66,7%), ma veniva sostituito nel tempo da Pseudomonas e Shewanella, che raggiungeva il 44,6% di AR all'ultimo giorno di stoccaggio. La medesima evoluzione ma a ritmi più veloci si osservava per i campioni conservati a 4°C, con Shewanella che raggiungeva AR del 60,4% già al terzo giorno. I batteri istaminogeni erano quasi tutti appartenenti al genere Pseudomonas. Nei filetti di trota stoccati a 0°C, Chryseobacterium (AR=37,4%) e Acinetobacter (AR=26,4%) dominavano all'inizio, ma venivano soppiantati da Pseudomonas, costantemente sopra il 60% di AR dal quinto giorno. I campioni a conservati a 4°C mostravano una maggiore diversità microbica con 19 generi identificati, tra cui Pseudomonas, Acinetobacter, Battiauxella, Carnobacterium, Aeromonas e Serratia riscontrabili sino alla fine dello stoccaggio. Il presente studio ha mostrato l’influenza della temperatura di stoccaggio sulla crescita degli SSOs nei prodotti ittici, evidenziando l’importanza del mantenimento di una temperatura prossima a 0°C. I risultati denotavano altresì l’utilità dell’approccio culturomico per la caratterizzazione degli SSOs e per lo studio della loro evoluzione durante lo stoccaggio dei prodotti della pesca.
Identificazione e studio delle dinamiche di crescita dei microrganismi alteranti nello sgombro (Scomber scombrus) e nella trota iridea (Oncorhynchus mykiss) mediante un approccio culturomico
CAPELLI, ANDREA
2022/2023
Abstract
I prodotti della pesca rappresentano una delle più importanti fonti alimentari per l’uomo. Rispetto ad altre matrici, queste derrate alimentari sono estremamente deperibili. Le alterazioni durante lo stoccaggio sono legate a diversi meccanismi, tra cui l’autolisi, l’ossidazione lipidica e la proliferazione microbica. Quest’ultima rappresenta una delle più importanti cause di deterioramento del prodotto ittico. Particolare attenzione va rivolta ai cosiddetti Specific Spoilage Organisms (SSOs), ovvero microrganismi alteranti specifici, tra i maggiori responsabili dei fenomeni degradativi. Nonostante gli SSOs siano studiati da molti anni, le informazioni relative all’evoluzione dei singoli generi e specie microbiche durante lo stoccaggio dei pesci sono ancora limitate. L’obiettivo del presente studio è stato quello di caratterizzare tramite un approccio culturomico l’evoluzione di queste popolazioni di microrganismi alteranti in due specie ittiche, quali la trota iridea (Onchorynchus mykiss) e lo sgombro (Scomber scombrus), durante lo stoccaggio in ghiaccio e a temperature di refrigerazione. Filetti di muscolatura ottenuti da pesci freschi venivano stoccati a 0°C (in ghiaccio) e a 4°C. Ad intervalli regolari, si procedeva alla quantificazione degli SSOs e dei batteri istaminogeni (solo per lo sgombro) e all’identificazione delle colonie tramite spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF. I dati ottenuti venivano elaborati al fine di comprendere l’evoluzione delle abbondanze relative (AR) di ciascun genere microbico durante la conservazione del prodotto. I risultati mostravano un'importante influenza della temperatura di stoccaggio sugli SSOs. Il livello critico riportato in letteratura (6 Log UFC/g) veniva raggiunto nello sgombro dopo 10 (a 0°C) e 3 (a 4°C) giorni, mentre nei filetti di trota dopo 6,4 (a 0°C) e 2 (a 4°C) giorni. L'analisi culturomica rivelava che, per i filetti di sgombro conservati a 0°C, Psychrobacter era il genere dominante all'inizio dell’esperimento (AR=66,7%), ma veniva sostituito nel tempo da Pseudomonas e Shewanella, che raggiungeva il 44,6% di AR all'ultimo giorno di stoccaggio. La medesima evoluzione ma a ritmi più veloci si osservava per i campioni conservati a 4°C, con Shewanella che raggiungeva AR del 60,4% già al terzo giorno. I batteri istaminogeni erano quasi tutti appartenenti al genere Pseudomonas. Nei filetti di trota stoccati a 0°C, Chryseobacterium (AR=37,4%) e Acinetobacter (AR=26,4%) dominavano all'inizio, ma venivano soppiantati da Pseudomonas, costantemente sopra il 60% di AR dal quinto giorno. I campioni a conservati a 4°C mostravano una maggiore diversità microbica con 19 generi identificati, tra cui Pseudomonas, Acinetobacter, Battiauxella, Carnobacterium, Aeromonas e Serratia riscontrabili sino alla fine dello stoccaggio. Il presente studio ha mostrato l’influenza della temperatura di stoccaggio sulla crescita degli SSOs nei prodotti ittici, evidenziando l’importanza del mantenimento di una temperatura prossima a 0°C. I risultati denotavano altresì l’utilità dell’approccio culturomico per la caratterizzazione degli SSOs e per lo studio della loro evoluzione durante lo stoccaggio dei prodotti della pesca.| File | Dimensione | Formato | |
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