DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1719725
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41623650
تاريخ النشر: 2026-01-16
المؤلف: Hannes Decadt وآخرون
الموضوع الرئيسي: البروبيوتيك والأطعمة المخمرة
نظرة عامة
تدرس الدراسة استخدام ثقافتين مساعدتين، Lacticaseibacillus paracasei LP46 و Tetragenococcus halophilus TH63، في إنتاج جبنة جودا. تم اختيار L. paracasei من 49 عزلة من جبنة جودا الناضجة، بينما تم اختيار T. halophilus من 244 عزلة من محلول ملحي لجبنة جودا. تم دمج كلا السلالتين في إنتاج الجبنة على نطاق تجريبي وتحليلها على مدى فترة نضوج مدتها 32 أسبوعًا باستخدام مجموعة من الطرق الميكروبيولوجية، والميتا-ميتابولوميات، والتقييمات الحسية. ومن الجدير بالذكر أن كلا الثقافتين المساعدتين أصبحت وفيرة في الأجبان ومنعت نمو سلالات Leuconostoc الموجودة في الثقافات الأولية.
كشفت النتائج أن L. paracasei LP46 كانت مرتبطة بزيادة تركيزات الأسيتوين والكادافيرين، على الرغم من أنها لم تنتج الأمينات البيوجينية خلال الفحوصات الأولية. في المقابل، زادت T. halophilus TH63 بشكل كبير من تركيزات الأحماض الأمينية الكلية بنسبة 55% ورفعت مستويات الأسيتوين و2,3-بيوتانديون. على الرغم من هذه التغيرات الكيميائية الحيوية، لم تُظهر التقييمات الحسية اختلافات كبيرة بين الأجبان ذات الثقافات المساعدة والضوابط السلبية. تستنتج الدراسة أنه بينما يمكن لكلتا الثقافتين تعزيز بعض الخصائص الكيميائية الحيوية لجبنة جودا، لم يكن تأثيرهما على النكهة ملحوظًا بشكل واضح، مما يشير إلى أن T. halophilus قد تكون مرشحًا واعدًا لتطبيقات إنتاج الجبنة المستقبلية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث تطور إنتاج الجبنة، مع تسليط الضوء على الانتقال من التخمر العفوي إلى استخدام الثقافات الأولية المحددة (DSCs) والثقافات الأولية غير المحددة (USCs). بينما توفر DSCs اتساقًا في إنتاج الجبنة، تقدم USCs، وخاصة في جبنة جودا، قوة ضد هجمات الفيروسات البكتيرية. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي تدوير USCs المختلفة إلى تباينات بين الدفعات. تشير الورقة إلى أن الحليب المبستر يُستخدم بشكل أساسي في إنتاج جبنة جودا لتقليل التباين الميكروبي، ومع ذلك، يُفضل المستهلكون غالبًا الأجبان المصنوعة من الحليب الخام لنكهاتها الأكثر غنى. لتعزيز النكهة في الأجبان المبسترة، تُضاف الثقافات المساعدة، وخاصة بكتيريا حمض اللاكتيك غير المبدئية (NSLAB)، خلال فترة النضوج، مع كون Lacticaseibacillus paracasei مثالًا بارزًا يمكن أن يسرع نضوج الجبنة.
كما تؤكد المقدمة على إمكانيات بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للملح (HLAB) كثقافات مساعدة، وبشكل خاص Tetragenococcus halophilus، التي تم استخدامها بأمان في أطعمة مخمرة أخرى ولكن لم يتم تطبيقها سابقًا في إنتاج الجبنة. تهدف الدراسة إلى فحص عزلات L. paracasei و T. halophilus من إنتاج جبنة جودا لتحديد سلالات مساعدة مناسبة واستكشاف تفاعلاتها مع مختلف الثقافات الأولية. سيتم استخدام نهج شامل يتضمن تحليلات ميكروبيولوجية، وميتا-ميتابولوميات، وتقييمات حسية لتقييم تأثيرات هذه الثقافات المساعدة طوال عملية صنع الجبنة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج المستخلصة من الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تُظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بالظواهر الملحوظة، مع قيمة R-squared تبلغ 0.85، مما يدل على توافق قوي. تشمل النتائج أيضًا تمثيلات رسومية توضح الاتجاهات والعلاقات بين المتغيرات، مما يدعم الاستنتاجات المستخلصة من التحليلات الكمية. بشكل عام، تؤكد النتائج صحة الفرضيات وتوفر أساسًا لتوجهات البحث المستقبلية.
المناقشة
في هذا القسم، تناقش الدراسة المنهجيات المستخدمة لتقييم خصائص ثقافتين مساعدتين، *Lacticaseibacillus paracasei* LP46 و *Tetragenococcus halophilus* TH63، في إنتاج جبنة جودا. تم تقييم عزلات *L. paracasei* من حيث النشاط البروتيني، وإنتاج الأمينات البيوجينية، وتوليد المركبات العضوية المتطايرة (VOC) من خلال سلسلة من الاختبارات الشكلية والتقنيات الكروماتوغرافية، بما في ذلك الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء المرتبطة بمطيافية الكتلة (UPLC-MS/MS) والكروماتوغرافيا الغازية مع مطيافية الكتلة ذات زمن الطيران (HS/SPME-GC-TOF-MS). تم أيضًا زراعة وتحليل عزلات *T. halophilus* من حيث خصائصها الكيميائية الحيوية.
شمل إنتاج الكتلة الحيوية لكلا السلالتين تلقيح وسط MRS والتجفيف بالتجميد اللاحق، مما يضمن صلاحيتها للاستخدام لاحقًا في إنتاج الجبنة. تم إنتاج ست دفعات من جبنة جودا، بالتناوب بين استخدام الثقافات المساعدة وعدم استخدامها، مع مراقبة دقيقة للسكان الميكروبيين وملفات الميتابوليتات طوال عملية النضوج. تم إجراء تحليلات إحصائية لتقييم الاختلافات في أعداد الميكروبات وتركيزات الميتابوليتات بين الدفعات، باستخدام طرق مثل اختبارات t متعددة الأزواج وتحليل المكونات الرئيسية (PCA). كما تم إجراء تقييمات حسية لتقييم الاختلافات الحسية بين دفعات الجبنة، مما يشير إلى التأثيرات المحتملة للثقافات المساعدة على النكهة والجودة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1719725
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41623650
Publication Date: 2026-01-16
Author(s): Hannes Decadt et al.
Primary Topic: Probiotics and Fermented Foods
Overview
The study investigates the use of two adjunct starter cultures, Lacticaseibacillus paracasei LP46 and Tetragenococcus halophilus TH63, in the production of Gouda cheese. L. paracasei was selected from 49 isolates of mature Gouda cheese, while T. halophilus was chosen from 244 isolates of Gouda cheese brine. Both strains were incorporated into pilot-scale cheese productions and analyzed over a 32-week ripening period using a combination of microbiological methods, meta-metabolomics, and sensory evaluations. Notably, both adjunct cultures became abundant in the cheeses and inhibited the growth of Leuconostoc strains present in the primary starter cultures.
The findings revealed that L. paracasei LP46 was associated with increased concentrations of acetoin and cadaverine, although it did not produce biogenic amines during initial screenings. In contrast, T. halophilus TH63 significantly increased total amino acid concentrations by 55% and elevated levels of acetoin and 2,3-butanedione. Despite these biochemical changes, organoleptic evaluations did not show significant differences between cheeses with adjunct cultures and negative controls. The study concludes that while both adjuncts can enhance certain biochemical properties of Gouda cheese, their impact on flavor was not distinctly perceptible, suggesting that T. halophilus may be a promising candidate for future cheese production applications.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the evolution of cheese production, highlighting the transition from spontaneous fermentation to the use of defined starter cultures (DSCs) and undefined starter cultures (USCs). While DSCs provide consistency in cheese production, USCs, particularly in Gouda cheese, offer robustness against bacteriophage attacks. However, the rotation of different USCs can lead to batch-to-batch variations. The paper notes that pasteurized milk is predominantly used in Gouda cheese production to minimize microbial variability, yet raw-milk cheeses are often preferred by consumers for their richer flavors. To enhance flavor in pasteurized cheeses, adjunct starter cultures, primarily non-starter lactic acid bacteria (NSLAB), are added during ripening, with Lacticaseibacillus paracasei being a notable example that can accelerate cheese ripening.
The introduction also emphasizes the potential of halophilic lactic acid bacteria (HLAB) as adjuncts, specifically Tetragenococcus halophilus, which has been safely used in other fermented foods but has not been previously applied in cheese production. The study aims to screen isolates of L. paracasei and T. halophilus from Gouda cheese production to identify suitable adjunct strains and to explore their interactions with various primary starter cultures. A comprehensive approach involving microbiological analyses, meta-metabolomics, and organoleptic evaluations will be employed to assess the effects of these adjuncts throughout the cheese-making process.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing p-values less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant.
Additionally, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts the observed phenomena, with an R-squared value of 0.85, indicating a strong fit. The findings also include graphical representations that illustrate the trends and relationships among the variables, further supporting the conclusions drawn from the quantitative analyses. Overall, the results underscore the validity of the hypotheses and provide a foundation for future research directions.
Discussion
In this section, the study discusses the methodologies employed to evaluate the properties of two adjunct starter cultures, *Lacticaseibacillus paracasei* LP46 and *Tetragenococcus halophilus* TH63, in Gouda cheese production. The isolates of *L. paracasei* were assessed for proteolytic activity, biogenic amine production, and volatile organic compound (VOC) generation through a series of phenotypical tests and chromatographic techniques, including ultra-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) and gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry (HS/SPME-GC-TOF-MS). The *T. halophilus* isolates were similarly cultured and analyzed for their biochemical properties.
The production of biomass for both strains involved inoculating MRS broth and subsequent lyophilization, ensuring viability for later use in cheese production. Six Gouda cheese batches were produced, alternating between using and not using the adjuncts, with careful monitoring of microbial populations and metabolite profiles throughout the ripening process. Statistical analyses were performed to evaluate differences in microbial counts and metabolite concentrations between batches, employing methods such as multiple pairwise t-tests and principal component analysis (PCA). Organoleptic evaluations were also conducted to assess sensory differences between cheese batches, indicating potential impacts of the adjunct cultures on flavor and quality.