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L'obiettivo generale di questo protocollo è fornire una metodologia completa per il monitoraggio della sicurezza microbica di vari prodotti lattiero-caseari, tra cui burro, formaggio, latte e panna, impiegando la MS per la profilazione proteomica batterica. Questo approccio, che combina la moderna culturromica con procedure di preparazione dei campioni ottimizzate, è destinato a essere uno strumento veloce, affidabile e robusto per i laboratori di sicurezza alimentare e controllo qualità. La logica alla base della creazione e dell'applicazione di questa metodologia deriva dai limiti dei metodi standard di identificazione microbica. Per molti anni, i laboratori veterinari e di diagnostica alimentare si sono affidati a test biochimici convenzionali che esaminano la crescita e il metabolismo batterico su terreni di coltura differenziali, seguiti da vari saggi enzimatici1. Sebbene questi metodi, spesso basati su linee guida standard come quelle del Manuale di batteriologia determinativa di Bergey, siano relativamente economici e possano produrre dati sia quantitativi che qualitativi, sono laboriosi e richiedono molto tempo, richiedendo un'ampia preparazione dei terreni, la diluizione del campione, la placcatura, l'incubazione, il conteggio delle colonie, l'isolamento e le fasi di caratterizzazione dettagliata 2,3.
L'introduzione di sistemi semi-automatizzati e automatizzati commerciali come l'Analytical Profile Index (API), BBL Crystal, Vitek e Biolog MicroPlates ha semplificato l'identificazione microbica utilizzando saggi biochimici, riducendo così i costi e i tempi di consegna. Tuttavia, questi sistemi presentano alcuni inconvenienti, come la scarsa riproducibilità, la mancanza di voci nei rispettivi database e le difficoltà nel determinare le variazioni fenotipiche tra i ceppi, in particolare per i batteri non fermentativi o i ceppi all'interno di una specie con differenze biochimiche minori, che potrebbero portare a risultati errati in vitro 4. Detto questo, la SM si è evoluta come una potente alternativa, attualmente comune nella microbiologia clinica e sta guadagnando attenzione nei laboratori diagnostici veterinari e di qualità del latte. Questo approccio è stato completato dalla sua velocità, accuratezza ed economicità nel rilevare diversi microrganismi1. Numerosi studi hanno dimostrato che la SM offre un'identificazione più affidabile dei microrganismi dal latte, fornendo risultati più rapidi ed economici rispetto ai sistemi di test biochimici commerciali 5,6,7. Mentre i test biochimici possono essere sufficienti per l'identificazione a livello di genere o di gruppo, la diagnosi a livello di specie richiede spesso metodi più avanzati come la MS o il sequenziamento dell'rRNA 16S8. In effetti, la MS è considerata una piattaforma promettente per l'identificazione flessibile e affidabile di isolati microbici alimentari, soddisfacendo le diverse esigenze dei laboratori di microbiologia alimentare grazie ai suoi protocolli semplici e ai tempi di analisi significativamente ridotti, migliorando così la sicurezza alimentare 4,5. I costi operativi sono minimi grazie al basso consumo di reagenti e la gestione dei campioni consente una maggiore automazione e un'elevata produttività8. Tuttavia, va notato che l'utilità di questo metodo dipende intrinsecamente dalle condizioni di crescita microbica selezionate (incluso il tipo di terreno di coltura) e dalla copertura di un database di riferimento per le specie, che sono riconosciuti come i fattori chiave che ne limitano l'utilità.
La SM svolge un ruolo significativo nella microbiologia degli alimenti identificando e differenziando i batteri patogeni di origine alimentare, i batteri lattici (LAB) e altri batteri fermentativi9. La sua utilità si estende alla moderna cultura genetica, consentendo l'identificazione di tutte le colonie microbiche coltivate su terreni di coltura e facilitando l'acquisizione di informazioni sulle unità formanti colonie (CFU)7. Questo approccio è già stato applicato con successo per scoprire comunità microbiche complesse come quelle presentate nell'intestino umano, coinvolte nelle infezioni del piede diabetico o connesse con il tratto urinario, rivitalizzando i metodi coltura-dipendenti nelle pratiche microbiologiche10,11.
Questo protocollo è presentato per guidare i laboratori nell'implementazione efficace della MS per la valutazione di routine della sicurezza microbica nei prodotti lattiero-caseari, rispondendo all'esigenza dell'industria di un'identificazione microbica affidabile entro un tempo di consegna pratico (TAT) adatto ai processi di produzione. Il protocollo descrive in dettaglio le fasi cruciali, tra cui (1) l'isolamento microbico da prodotti lattiero-caseari liquidi (latte, panna, siero di latte) e solidi (burro, formaggio) utilizzando una selezione di terreni di coltura appropriati (de Man, Rogosa e Sharpe agar - MRS agar, M-17 agar, All-Purpose Tween 80 agar - APT agar, China Blue Lactose agar - CBL agar, Milk Plate Count Agar - MPCA, Tryptic Soy Agar - TSA) e condizioni di incubazione personalizzate; (2) procedure standardizzate di preparazione dei campioni per l'analisi MS, che offrono opzioni come il trasferimento diretto delle colonie, l'estrazione dell'acido formico sul bersaglio e l'estrazione di proteine etanolo/acido formico in provetta per adattarsi a diversi tipi di batteri e flussi di lavoro di laboratorio; e (3) analisi sistematica della MS, compresa la calibrazione dello strumento, la definizione dei parametri ottimali di acquisizione degli spettri e le linee guida per l'interpretazione dei dati, compresa la valutazione del valore del punteggio e i controlli di coerenza per un'assegnazione tassonomica sicura. Fornendo un approccio strutturato e convalidato, questo protocollo mira a migliorare l'accuratezza e l'efficienza del monitoraggio microbico nell'industria lattiero-casearia, contribuendo in ultima analisi a migliorare la qualità degli alimenti e la salute pubblica.