Original article

Is microbial diversity an asset for inhibiting Listeria monocytogenes in raw milk cheeses?

微生物多样性是否可以抑制鲜乳干酪中的Listeria monocytogenes

La diversité microbienne est-elle un atout pour inhiber Listeria monocytogenes dans les fromages au lait cru?

INRA, UR545 Recherches Fromagères, 20 côte de Reyne, 15000 Aurillac, France

^* Corresponding author (通讯作者): cmontel@clermont.inra.fr

Received: 4 June 2009
Revised: 4 December 2009
Accepted: 8 January 2010

Abstract

This study aimed at determining if microbial diversity can be an asset to guarantee the microbial safety of raw milk cheeses. Our results show that microbial consortia from the surface of raw milk cheeses can self-protect against Listeria monocytogenes. Indeed, 10 complex microbial consortia among 34 tested from the surfaces of raw milk Saint-Nectaire cheeses were particularly effective for reducing the growth of L. monocytogenes on cheese surfaces in comparison of a commercial ripening culture, despite the high pH values on the surfaces. One of these consortia (TR15) was selected and propagated on cheese surfaces to create a collection of strains belonging to lactic acid bacteria, Gram-positive and catalase-positive bacteria, Gram-negative bacteria and yeasts. On the surfaces of uncooked cheeses, defined consortia consisting of combinations of several isolates from this collection displayed weaker antagonist activity against L. monocytogenes than the complex consortium TR15. The results from plate counting and analysis by single strand conformation polymorphism (SSCP) converged to show that microbial dynamics in cheeses TR15 differed from that of the defined consortia. TR15 cheeses had the highest levels of cultivable lactobacilli and leuconostocs. Their SSCP profiles were the richest in peaks and were characterised by the presence of Marinilactibacillus psychrotolerans, Carnobacterium mobile, Arthrobacter nicotianae or A. arilaitensis, Arthrobacter ardleyensis or A. bergerei and Brachybactrerium sp. Further investigation will be necessary to gain a better understanding of the microbial interactions involved in inhibiting L. monocytogenes.

摘要

本研究旨在确定微生物多样性能否作为监测鲜乳干酪的微生物安全性的有效工具。结果表明来自鲜乳干酪表面的微生物菌群能够自我防护 Listeria monocytogenes。实际上，来自鲜奶干酪 St Nectaire 表面的 34 份供试微生物菌群中，比商业成熟发酵剂相比，有10个微生物菌群显著地降低了L. monocytogenes 在干酪表面的生长，尽管在干酪表面具有高 pH 值。微生物菌群 TR15 被接种于干酪表面，分离得到了乳酸菌、革兰氏阳性和过氧化氢酶阳性细菌以及革兰氏阴性细菌和酵母。在未加工干酪的表面，由上述分离菌株组成的菌株明确的微生物菌群，比TR15相比，对L. monocytogenes 的抗性较弱。培养基平板计数和单链构象多态性 SSCP 分析结果，结果表明 TR15 在干酪中的微生物动态不同于明确菌株的微生物菌群的动态。TR15 干酪在琼脂培养基上含有最高水平的乳杆菌和明串珠菌。SSCP 分析也表明乳杆菌和明串珠菌最为丰富，同时含有Marinilactibacillus psychrotolerans, Carnobacterium mobile, Arthrobacter nicotianae（或者 Arthrobacter arilaitensis）, Arthrobacter ardleyensis（或者Arthrobacter bergerei） 和Brachybactrerium sp. 菌株。需要进一步研究以更好地理解抑制 L. monocytogenes 过程中微生物交互作用。

Résumé

L’objectif de l’étude était de déterminer si la biodiversité microbienne est un atout pour garantir la sécurité sanitaire des fromages au lait cru. Nos résultats montrent que les consortia microbiens naturellement présents à la surface des fromages peuvent auto-protéger les fromages contre Listeria monocytogenes. En effet, dix consortia complexes issus de croûtes de fromages de St Nectaire parmi 34 testés réduisaient la croissance de L. monocytogenes à la surface des fromages malgré leur pH élevé, en comparaison avec un ferment commercial de surface. Le consortium le plus inhibiteur (TR15) a été sélectionné. Une collection de souches de bactéries lactiques, de bactérie à Gram positif et catalase positive, de bactéries à Gram négatif et de levures, issues de la culture du consortium TR15 sur des fromages, a été constituée. À la surface d’un fromage à pâte pressée non cuite, le consortium complexe TR15 était plus inhibiteur que les communautés reconstituées en combinant les souches de la collection. Les résultats des dénombrements sur milieux gélosés et l’analyse par Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) convergaient pour montrer que la dynamique microbienne sur les fromages obtenus avec le consortium TR15 se distinguait de celle des fromages obtenus avec les consortia reconstitués. Les fromages obtenus avec le consortium TR15 avaient les niveaux de lactobacilles et de leuconostocs cultivables les plus élevés. Leurs profils SSCP à la surface des fromages étaient les plus riches en pics et étaient caractérisés par la présence de Carnobacterium mobile, Marinilactibacillus psychrotolerans, Arthrobacter nicotianae ou A. arilaitensis, Arthrobacter ardleyensis ou A. bergerei et Brachybactrerium sp. Des études complémentaires sont nécessaires afin de mieux comprendre les interactions microbiennes impliquées dans l’inhibition.