Controle de Aspergillus ochraceus por Geotrichum candidum e leveduras autóctones: impacto na qualidade e segurança do queijo minas artesanal | Control of Aspergillus ochraceus by Geotrichum candidum and autochtonous yeasts: impact on the quality and safety of minas artesanal cheese

Queijo Minas Artesanal (QMA) has international prominence for cheese production, recognized by the Mondial du Fromage et des Produits Laitiers competition. This cheese is produced in a traditional way and maturation takes place on wooden shelves, exploiting the mycobiota that naturally occurs in the environment. The autochthonous fungi that colonize are mostly beneficial and provide important sensory characteristics, as well as bioprotective potential. However, undesirable ochraxigenic species such as Aspergillus ochraceus may develop. However, growth does not imply that ochratoxin A (OTA) is present in the product, since its biosynthesis is multifactorial. In this sense, the present study aimed to evaluate the influence of water activity (aw) and temperature on the growth and potential risk of OTA production (ORI) by A. ochraceus URMICRO 11727 and 11728 in a cheese-based medium, as well as to evaluate the efficiency of autochthonous fungi in controlling the growth of A. ochraceus URMICRO 11727 and ORI risk. The Central Composite Rotational Design (DCCR) was used with aw varying from 0.90 to 0.99 and temperatures from 15 to 35 °C. The ideal growth for A. ochraceus strains was between 0.94 and 0.99 aw and temperature between 23 and 32 °C. The conditions under which the strains showed the highest ORI risk were aw above 0.93 and temperature between 18 and 30 °C. Furthermore, it was observed that the condition 18°C and 0.98 aw requires greater attention, as it corresponds to the aw of the cheese in the initial process of QMA maturation. From these results, we selected three conditions (0.95 aw / 25 °C, 0.98 aw / 18 °C and 0.99 aw / 25 °C) in which the A. ochraceus strain URMICRO 11727 presented the highest risk ORI, in order to evaluate the antagonistic effect of autochthonous fungi. The results showed that all six native species tested exerted an antagonistic effect on co-cultivation. The highest inhibition rates were found using Geotrichum candidum as the antagonist species, with 88.37% and 100% reduction under conditions 0.98 aw /18 °C and 0.99 aw / 25 °C, respectively. The ORI risk was also significantly reduced, with emphasis on Yarrowia lipolytica, which completely inhibited ORI in all conditions evaluated. The effect of volatile organic compounds (VOCs) and soluble substances produced by antagonistic species was evaluated. We observed a reduction in the growth and sporulation of A. ochraceus due to the production of VOCs, with emphasis on G. candidum, which exerted a fungicidal effect under conditions 0.98 aw / 18 °C and 0.99 aw / 25 °C. The growth inhibition of A. ochraceus was probably based on synergistic effects of factors such as competition for nutrients and space and production of VOCs. The main VOCs with antifungal properties already reported were 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol and 2-phenylethanol, as detected by Headspace-Solid Phase Microextraction analysis coupled to Gas Chromatography with a Mass Spectrometry detector (HS-SPME-GC-MS). It is concluded that the presence of autochthonous species in the QMA confers protection, without altering the typicality of the product.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O Queijo Minas Artesanal (QMA), tem destaque internacional para a produção de queijos, reconhecido pelo concurso Mondial du Fromage et des Produits Laitiers. Este queijo é produzido de forma tradicional e a maturação ocorre em prateleiras de madeira, explorando a micobiota que ocorre naturalmente no ambiente. Os fungos autóctones que colonizam são em maioria benéficos e atribuem características sensoriais importantes, bem como potencial bioprotetor. No entanto, espécies ocratoxigênicas indesejáveis, como Aspergillus ochraceus pode se desenvolver. Entretanto, o crescimento não implica que a ocratoxina A (OTA) esteja presente no produto, uma vez que sua biossíntese é multifatorial. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivos avaliar a influência da atividade água (aw) e temperatura no crescimento e risco potencial de produção de OTA (ORI) por A. ochraceus URMICRO 11727 e 11728 em meio à base de queijo, bem como avaliar a eficiência de fungos autóctones no controle do crescimento de A. ochraceus URMICRO 11727 e risco ORI. Foi empregado o Delineamento Rotacional Composto Central (DCCR) com aw variando de 0,90 a 0,99 e temperaturas de 15 a 35 °C. O crescimento ideal para as cepas de A. ochraceus foi entre 0,94 a 0,99 aw e temperatura entre 23 e 32 °C. As condições sob as quais as cepas mostraram o maior risco ORI, foram em aw acima de 0,93 e temperatura entre 18 e 30 °C. Além disso, observou-se que a condição 18°C e 0,98 aw requer maior atenção, pois corresponde a aw do queijo no processo inicial da maturação do QMA. A partir destes resultados, selecionamos três condições (0,95 aw / 25 °C, 0,98 aw /18 °C e 0,99 aw / 25 °C) nas quais a cepa de A. ochraceus URMICRO 11727 apresentou o maior risco ORI, a fim de avaliar o efeito antagonista de fungos autóctones. Os resultados mostraram que todas as seis espécies autóctones testadas exerceram efeito antagonista no co-cultivo. As maiores taxas de inibição foram encontradas empregando Geotrichum candidum como espécie antagonista, com 88,37% e 100% de redução nas condições 0,98 aw /18 °C e 0,99 aw / 25 °C, respectivamente. O risco ORI também foi significativamente reduzido, com destaque para Yarrowia lipolytica, que inibiu completamente ORI em todas as condições avaliadas. O efeito de compostos orgânicos voláteis (COVs) e solúveis produzidos pelas espécies antagonistas foi avaliado. Observamos a redução do crescimento e da esporulação de A. ochraceus pela produção de COVs, com destaque para G. candidum, que exerceu efeito fungicida nas condições 0,98 aw / 18 °C e 0,99 aw / 25 °C. A inibição do crescimento de A. ochraceus provavelmente foi baseado em efeitos sinérgicos de fatores como a competição por nutrientes e espaço e produção de COVs. Os principais COVs com propriedades antifúngicas já relatadas foram 2-metil-1-butanol, 3-metil-1-butanol e 2-feniletanol, conforme detectado pela análise de Headspace-Microextração em Fase Sólida acoplada à Cromatografia Gasosa com detector de Espectrometria de Massas (HS-SPME-GC-MS). Conclui-se que a presença de espécies autóctones no QMA confere proteção, sem alterar a tipicidade do produto.