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El objetivo general de este protocolo es proporcionar una metodología integral para monitorear la seguridad microbiana de varios productos lácteos, incluidos la mantequilla, el queso, la leche y la crema, mediante el empleo de MS para el perfil proteómico bacteriano. Este enfoque, que combina la culturomica moderna con procedimientos optimizados de preparación de muestras, pretende ser una herramienta rápida, fiable y robusta para los laboratorios de seguridad alimentaria y control de calidad. La razón detrás de la creación y aplicación de esta metodología proviene de las limitaciones de los métodos estándar de identificación microbiana. Durante muchos años, los laboratorios veterinarios y de diagnóstico alimentario se han basado en pruebas bioquímicas convencionales que examinan el crecimiento y el metabolismo bacteriano en medios de cultivo diferenciales, seguidos de diversos ensayos enzimáticos1. Si bien estos métodos, que con frecuencia se basan en pautas estándar como las del Manual de Bacteriología Determinativa de Bergey, son relativamente económicos y pueden producir datos cuantitativos y cualitativos, son laboriosos y requieren mucho tiempo, y requieren una amplia preparación de medios, dilución de muestras, siembra, incubación, recuento de colonias, aislamiento y pasos de caracterización detallados 2,3.
La introducción de sistemas comerciales semiautomatizados y automatizados como Analytical Profile Index (API), BBL Crystal, Vitek y Biolog MicroPlates agilizó la identificación microbiana mediante ensayos bioquímicos, reduciendo así los costos y los tiempos de respuesta. Sin embargo, estos sistemas tienen algunos inconvenientes, como la escasa reproducibilidad, la falta de entradas en sus respectivas bases de datos y las dificultades para determinar las variaciones fenotípicas entre cepas, particularmente para bacterias no fermentativas o cepas dentro de una especie con diferencias bioquímicas menores, lo que podría conducir a resultados incorrectos in vitro 4. Dado esto, la EM ha evolucionado como una alternativa potente, actualmente común en microbiología clínica y ganando atención en los laboratorios de diagnóstico veterinario y calidad de la leche. Este enfoque se ha complementado con su velocidad, precisión y rentabilidad en la detección de varios microorganismos1. Numerosos estudios han demostrado que la EM ofrece una identificación más fiable de los microorganismos de la leche, ofreciendo resultados más rápidos y baratos que los sistemas comerciales de pruebas bioquímicas 5,6,7. Si bien las pruebas bioquímicas pueden ser suficientes para la identificación a nivel de género o grupo, el diagnóstico a nivel de especie a menudo requiere métodos más avanzados como la secuenciación de ARNr MS o 16S8. De hecho, la EM se considera una plataforma prometedora para la identificación flexible y fiable de aislados microbianos alimentarios, que satisface los diversos requisitos de los laboratorios de microbiología alimentaria a través de sus protocolos sencillos y su tiempo de análisis significativamente reducido, mejorando así la seguridad alimentaria 4,5. Los costes operativos son mínimos debido al bajo consumo de reactivos, y la manipulación de muestras permite una mayor automatización y un alto rendimiento8. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la utilidad de este método depende intrínsecamente de las condiciones de crecimiento microbiano seleccionadas (incluido el tipo de medio de cultivo) y de la cobertura de especies de una base de datos de referencia, que se reconocen como los factores clave que limitan su utilidad.
La EM juega un papel importante en la microbiología de los alimentos al identificar y diferenciar las bacterias patógenas del ácido láctico (BAL) transmitidas por los alimentos y otras bacterias fermentativas9. Su utilidad se extiende a la culturomica moderna, permitiendo la identificación de todas las colonias microbianas cultivadas en medios de cultivo y facilitando la adquisición de información de la unidad formadora de colonias (UFC)7. Este enfoque ya se ha aplicado con éxito para descubrir comunidades microbianas tan complejas como las que se presentan en los intestinos humanos, involucradas en infecciones del pie diabético o conectadas con el tracto urinario, revitalizando los métodos dependientes del cultivo en las prácticas microbiológicas10,11.
Este protocolo se presenta para guiar a los laboratorios en la implementación efectiva de MS para la evaluación de rutina de la seguridad microbiana en productos lácteos, abordando la necesidad de la industria de una identificación microbiana confiable dentro de un tiempo de respuesta práctico (TAT) adecuado para los procesos de fabricación. El protocolo detalla pasos cruciales, que incluyen (1) aislamiento microbiano de productos lácteos líquidos (leche, crema, suero) y sólidos (mantequilla, queso) utilizando una selección de medios de cultivo apropiados (agar de Man, Rogosa y Sharpe - agar MRS, agar M-17, agar Tween 80 para todo uso - agar APT, agar China Blue Lactose - agar CBL, agar Milk Plate Count - MPCA, agar de soja tríptico - TSA) y condiciones de incubación personalizadas; (2) procedimientos estandarizados de preparación de muestras para el análisis de MS, que ofrecen opciones como la transferencia directa de colonias, la extracción de ácido fórmico en el objetivo y la extracción de etanol/proteína de ácido fórmico en el tubo para adaptarse a diferentes tipos de bacterias y flujos de trabajo de laboratorio; y (3) análisis sistemático de MS, incluida la calibración del instrumento, la definición de parámetros óptimos de adquisición de espectros y pautas para la interpretación de datos, incluida la evaluación del valor de la puntuación y las verificaciones de consistencia para una asignación taxonómica confiable. Al proporcionar un enfoque estructurado y validado, este protocolo tiene como objetivo mejorar la precisión y la eficiencia del monitoreo microbiano en la industria láctea, contribuyendo en última instancia a mejorar la calidad de los alimentos y la salud pública.