5. Identifying microbial communitie

5. Identifying microbial communities during food fermentation and in fermented products
The first application of PCR-DGGE in food microbiology was dated 1999, when Ampe et al. published
work on the assessment of the spatial distribution of microorganisms in pozol balls, a Mexican fermented maize dough. Lactic acid bacteria were identified by sequencing of the purified DNA fragments from DGGE profiles obtained after extraction of the DNA directly from the pozol samples and amplification of the variable region V3 of the 16S rDNA. Combining the results of the analysis of the DGGE profiles, hybridisation with 16S rRNA probes, and detection of fermentation products, Ampe et al. (1999) gained information on the type of microorganisms, their possible biological role in the pozol dough, and the development of the fermentation. Moreover, comparing the results obtained by the analysis of the bacterial flora by DGGE and the results arising from traditional microbiological analysis, the authors concluded that cultivation-independent methods appeared to be superior to traditional study of fermented foods.
Ben Omar and Ampe (2000) further investigated the microflora responsible for the fermentation of the pozol by examining the dynamics of the community during the production of the pozol itself. The authors identified the microbial species dominating at different steps of the process, thus addressing the responsibility of the fermentation and production of essential fermentation compounds to a narrow number of species. Streptococcus spp. dominated the whole process while heterofermentative LAB such as Lactobacillus fermentum were present at the beginning of the fermentation but were further replaced by homofermentative LAB (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, and Lactobacillus delbrueckii). Important bacteria of fecal origin (Bifidobacterium and Enterococcus) were also found. Ampe et al. (2001) used the same approach to monitor the microbial community responsible for sour cassava starch fermentation, which was shown to be driven by a lactic microflora including members of the genera Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, and Leuconostoc. In a recent report on cassava dough fermentation,
the same authors identified 10 bacterial species by coupling culture-dependent and culture-independent techniques; they also realised that Lactobacillus manihotivorans, L. fermentum, and Lactobacillus crispatus, identified by sequencing of DGGE bands, could not be recovered by cultivation techniques (Miambi et al., 2003). Dairy products are the most studied among food
products and the monitoring of dairy fermentation has been carried out by traditional procedures for a long time. The PCR-DGGE approach has been exploited to directly identify microbial species occurring in natural whey cultures (NWCs) used as starter for water buffalo Mozzarella cheese manufacture (Ercolini et al., 2001b). Both thermophilic and mesophilic LAB (Lactic acid bacteria) were identified by sequencing 16S rDNAV3 DGGE fragments from NWCs profiles, namely
L. delbrueckii, L. crispatus, Lactococcus lactis, and Streptococcus thermophilus; moreover, contaminants such as Alishewanella fetalis were also found. Recently, the bacterial community occurring in Stilton cheese was structured by PCR-DGGE and sequencing of the 16S rDNA regions V3 and V4–V5 (Ercolini et al., 2003a). The traditional British cheese was shown to be colonised by a complex microbial flora including L. plantarum, Lactobacillus curvatus, L. lactis, Staphylococcus equorum, Enterococcus faecalis, and Leuconostoc mesenteroides. Interestingly, the sequences retrieved from DGGE profiles were used for designing specific probes that were then employed in fluorescence in situ hybridisation (FISH) experiments on cheese sections (Ercolini et al., 2003a) after an appropriate FISH method for cheese had been developed (Ercolini et al., 2003b). Therefore, the authors provided a location of the different microbial species and highlighted a differential distribution of the bacteria into the core, underneath
the crust, and along the veins of Stilton cheese (Ercolini et al., 2003a). Randazzo et al. (2002) have examined the microbial succession during manufacturing of artisanal Sicilian cheese. The 16S rDNA variable region V6– V8 was used in DGGE analysis to identify the total microflora while specific primers for Lactobacillus were employed spanning the V1–V3 region. The analysis of the active microflora was also performed by 16S rRNA reverse transcription (RT) PCR followed by DGGE. DGGE profiles from samples taken during cheese production indicated dramatic shifts in
the microbial community structure.

Kết quả (Việt) 2:

5. Xác định các cộng đồng vi khuẩn trong quá trình lên men thực phẩm và các sản phẩm lên men Các ứng dụng đầu tiên của PCR-DGGE về vi sinh thực phẩm được ngày năm 1999, khi Ampe et al. công bố
công trình trên những đánh giá về sự phân bố không gian của các vi sinh vật trong bóng pozol, một bột ngô lên men Mexico. Vi khuẩn axit lactic được xác định bởi trình tự của các đoạn DNA tinh khiết từ các cấu DGGE thu được sau khi khai thác của DNA trực tiếp từ các mẫu pozol và khuếch đại của V3 vùng biến của 16S rDNA. Kết hợp các kết quả phân tích của các cấu DGGE, lai giống với 16S rRNA đầu dò, và phát hiện các sản phẩm lên men, Ampe et al. (1999) đã đạt được thông tin về các loại vi sinh vật, vai trò sinh học có thể của họ trong bột pozol, và sự phát triển của quá trình lên men. Hơn nữa, so sánh các kết quả thu được bằng cách phân tích các hệ vi khuẩn bởi DGGE và kết quả phát sinh từ việc phân tích vi sinh vật truyền thống, các tác giả kết luận rằng phương pháp canh tác độc lập xuất hiện để được cấp trên để nghiên cứu truyền thống của thực phẩm lên men.
Ben Omar và Ampe (2000) tiếp tục điều tra các vi trách nhiệm cho quá trình lên men của pozol bằng cách kiểm tra các động thái của cộng đồng trong quá trình sản xuất của các pozol chính nó. Các tác giả đã xác định các loài vi sinh vật thống trị ở các bước khác nhau của quá trình, do đó giải quyết trách nhiệm của quá trình lên men và sản xuất các hợp chất lên men cần thiết cho một số hẹp của loài. Streptococcus spp. chi phối toàn bộ quá trình trong khi LAB heterofermentative như Lactobacillus fermentum đã có mặt tại đầu của quá trình lên men nhưng đã được thay thế bởi thêm LAB homofermentative (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus và delbrueckii). Vi khuẩn quan trọng của nguồn gốc phân (Bifidobacterium và Enterococcus) cũng đã được tìm thấy. Ampe et al. (2001) đã sử dụng phương pháp tương tự để theo dõi các cộng đồng vi khuẩn chịu trách nhiệm cho sắn chua lên men tinh bột, được hiển thị để được điều khiển bởi một vi lactic bao gồm các thành viên của các chi Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, và Leuconostoc. Trong một báo cáo gần đây về quá trình lên men bột sắn,
các tác giả cùng xác định được 10 loài vi khuẩn bằng cách kết hợp kỹ thuật nuôi phụ thuộc và văn hóa độc lập; họ cũng nhận ra rằng manihotivorans Lactobacillus, L. fermentum, và Lactobacillus crispatus, xác định bởi trình tự của các ban nhạc DGGE, không thể được phục hồi bằng các kỹ thuật trồng trọt (Miambi et al., 2003). Sản phẩm sữa được nghiên cứu nhiều nhất trong số các thực phẩm
sản phẩm và theo dõi các quá trình lên men sữa đã được thực hiện bởi các thủ tục truyền thống trong một thời gian dài. Phương pháp PCR-DGGE đã được khai thác để trực tiếp xác định các loài vi sinh vật xảy ra trong nền văn hóa whey tự nhiên (NWCs) được sử dụng như là khởi điểm cho những con trâu nước sản xuất pho mát Mozzarella (Ercolini et al., 2001b). Cả hai LAB ưa nhiệt và mesophilic (vi khuẩn axit lactic) được xác định bằng cách sắp xếp các mảnh 16S rDNAV3 DGGE từ các cấu NWCs, cụ thể là
L. delbrueckii, L. crispatus, Lactococcus lactis, và Streptococcus thermophilus; Hơn nữa, chất gây ô nhiễm như Alishewanella fetalis cũng đã được tìm thấy. Gần đây, cộng đồng vi khuẩn xảy ra trong pho mát Stilton được cấu trúc bởi PCR-DGGE và giải trình tự vùng 16S rDNA V3 và V4-V5 (Ercolini et al., 2003a). Các pho mát truyền thống của Anh đã thể hiện được xâm chiếm bởi một hệ vi khuẩn phức tạp bao gồm L. plantarum, Lactobacillus curvatus, L. lactis, Staphylococcus equorum, Enterococcus faecalis, và Leuconostoc mesenteroides. Điều thú vị là, các trình tự lấy từ hồ sơ DGGE được dùng để thiết kế các đầu dò cụ thể mà sau đó đã được sử dụng trong huỳnh quang tại chỗ lai (FISH) thử nghiệm trên phần phô mai (Ercolini et al., 2003a) sau khi một phương pháp FISH thích hợp cho pho mát đã được phát triển (Ercolini et al., 2003b). Vì vậy, các tác giả cung cấp một vị trí của các loài vi sinh vật khác nhau và nhấn mạnh sự phân bố khác nhau của các vi khuẩn vào trong lõi, bên dưới
lớp vỏ, và dọc theo các tĩnh mạch của Stilton pho mát (Ercolini et al., 2003a). Randazzo et al. (2002) đã xem xét các kế vi khuẩn trong sản xuất pho mát Sicilian tận thu. Các 16S rDNA vùng biến V6- V8 đã được sử dụng trong phân tích DGGE để xác định tổng số vi sinh trong khi cặp mồi đặc hiệu cho Lactobacillus đã được sử dụng bao trùm khu vực V1-V3. Các phân tích của vi hoạt động cũng được thực hiện bởi 16S rRNA đảo ngược phiên mã (RT) PCR sau DGGE. Profile DGGE từ mẫu lấy trong sản xuất pho mát chỉ ra sự thay đổi sâu
cấu trúc cộng đồng vi khuẩn.