Introduzione

La gestione degli allevamenti di vacche da latte subisce molti cambiamenti per motivi pratici ed economici o per la sicurezza alimentare. Recentemente, la lettiera composta da deiezioni solide riciclate (RMS) ha guadagnato popolarità in Canada. Questa pratica è diffusa nel Regno Unito ed è stata utilizzata per diversi anni (Bradley et al., 2014). Le deiezioni solide sono separate dalla frazione liquida utilizzando una pressa a vite, una pressa a rulli o apparecchiature di separazione dei liquami ad alte prestazioni (Leach et al., 2015). Il letame contiene un’elevata quantità di microrganismi che sarebbe dannosa per la salute degli animali (ad esempio, Escherichia Coli vs mastite). Pertanto, la frazione solida è spesso compostata per modificare la popolazione batterica. La fermentazione batterica provoca un aumento della temperatura durante questo processo. La digestione anaerobica viene comunemente utilizzata al posto, o insieme, al compostaggio negli Stati Uniti (Leach et al., 2015). Molti sono i vantaggi potenziali associati all’utilizzo di RMS, come il risparmio sui costi, la disponibilità e il comfort delle vacche (Bradley et al., 2014; Fournel et al., 2019b).

Inoltre, questo tipo di lettiera può essere considerato come una strategia per mitigare l’inquinamento derivante dalla gestione del letame prodotto negli allevamenti (Petersen et al., 2007). Tuttavia, l’utilizzo di RMS include alcuni rischi (Bradley et al., 2014). Può ad esempio contenere un importante carico di patogeni gram-negativi (Klebsiella spp., per esempio) o microrganismi provenienti dal deterioramento degli alimenti sopravvissuti alla pastorizzazione, come spore e batteri termoresistenti (Sorter et al., 2014; Leach et al., 2015).

È stato dimostrato che l’ambiente dell’allevamento influenza il microbiota del latte (Vacheyrou et al., 2011; Skeie et al., 2019). Ad esempio, i batteri termobarici che formano spore nel latte possono provenire dal suolo, dall’insilato, o dalla lettiera. Un numero più elevato di batteri termofili che formano spore è stato osservato nel latte di massa delle aziende agricole che utilizzano biolettiere da materiale compostato, come rifiuti organici comunali o trucioli di legno, rispetto alle aziende agricole che utilizzano segatura o paglia (Driehuis et al., 2014). I principali microrganismi che formano spore nel latte sono il Clostridium (Clostridium sporogenes, Clostridium butyricum, e Clostridium tyrobutyricum), il Bacillus (Bacillus cereus e Bacillus sporothermons) e il Geobacillus (Geobacillus stearothermophilus) (Quigley et al., 2013).

Clostridium tyrobutyricum può causare difetti significativi nel formaggio, come off-flavors e gonfiore tardivo  (Bassi et al., 2015; Gomez-Torres et al., 2015). Per quanto riguarda i Bacillus spp., possono produrre enzimi extracellulari idrolitici (proteasi, lipasi e lecitinasi) causando deterioramento nel latte pastorizzato (De Jonghe et al., 2010). Anche la presenza dei generi Enterococcus e Streptococcus nel latte e nel formaggio è importante. Infatti, gli streptococchi ambientali, tra cui Streptococcus uberis e Streptococcus dysgalactiae, e enterococci come Enterococcus spp., possono causare mastite nelle vacche da latte (Cameron et al., 2016). Gli Enterococcus spp. sono considerati termoresistenti e sono associati al tratto gastrointestinale dei mammiferi. Gli enterococci sono anche noti per essere patogeni nosocomiali opportunistici in tutto il mondo. La loro importante plasticità genomica permette la diffusione dei geni della resistenza agli antibiotici. C’è una grande preoccupazione per gli enterococci resistenti alla vancomicina (VRE), ma più specificamente per le specie Enterococcus faecium e Enterococcus faecalis (O’Driscoll e Crank, 2015). Inoltre, gli enterococci sono prevalenti nei prodotti lattiero-caseari e possono avere effetti negativi sullo sviluppo del sapore mediante attività proteolitiche e peptidolitiche (Giraffa, 2003). Streptococcus thermophilus è un batterio termofilo non patogeno utilizzato nella produzione dello yogurt che può avere una forte attività acidificante (Shahbal et al., 1991). I tassi di acidificazione e attività proteolitica hanno un effetto critico sulla consistenza del formaggio (Fox et al., 2017a). Inoltre, alcuni studi hanno correlato l’attività proteolitica a quella acidificante (Giraffa, 2003). Come accennato, i batteri provenienti dal latte possono modulare la produzione di formaggio (Fox et al., 2017b). Tuttavia, per esercitare una notevole influenza, questi batteri devono sopravvivere ai processi di trasformazione. Nella produzione di formaggio pastorizzato, come il Cheddar, diversi passaggi possono stressare i batteri, ad esempio l’acidità che viene dagli starter, la cottura e la salatura (Gobbetti et al., 2018). Il test di attività di Pearce è un’efficace simulazione di formaggio Cheddar su scala di laboratorio per testare la vitalità dei batteri (Dess- Foucault et al., 2014).

Alte concentrazioni di batteri termobarici e termoresistenti provenienti dal latte degli allevamenti che utilizzano RMS, potrebbero portare a una riduzione della durata di conservazione del latte pastorizzato e ad una perdita nella produzione di formaggio. Pertanto, abbiamo studiato, in condizioni di allevamento commerciale, l’effetto della RMS rispetto alla lettiera di paglia sull’insorgenza di batteri che formano spore e batteri lattici termoresistenti (LAB) nel latte di massa nel tank. In secondo luogo, è stata valutata la sopravvivenza, durante la produzione di formaggio Cheddar, di ceppi termoresistenti selezionati da ceppi di campioni di latte RMS, utilizzando un processo di simulazione di laboratorio.

Abstract

L’ambiente dell’allevamento influenza il microbiota del latte crudo e, di conseguenza, la lavorazione del latte. Pertanto, è fondamentale studiare le pratiche di gestione delle aziende agricole come i materiali utilizzati per la lettiera. Lo scopo di questo studio era di valutare l’effetto dell’utilizzo di deiezioni solide riciclate (RMS) come materiale di lettiera sul latte di massa e le implicazioni microbiologiche per la qualità del formaggio. Sono stati raccolti campioni di latte dai tank di 84 allevamenti da latte che utilizzano RMS o lettiere di paglia. L’uso di RMS non ha influenzato la conta della carica di batteri aerobici termofili e mesofili dalle spore. Tuttavia, i campioni di latte raccolti in allevamenti con lettiere di paglia hanno fornito valori più elevati per i batteri mesofili anaerobici che formano spore (0,44 log ufc/mL) rispetto ai campioni di latte RMS (0,17 log ufc/mL). La presenza di batteri lattici termoresistenti non è aumentata nel latte proveniente da allevamenti che utilizzano RMS. Tuttavia, i profili tassonomici dei batteri termoresistenti isolati erano diversi tra i 2 tipi di latte. Nei campioni di latte RMS è stata identificata una maggiore presenza di Enterococcus faecalis e Streptococcus spp.. Enterococchi e streptococchi termoresistenti potrebbero facilmente finire nel formaggio. Pertanto, sono state testate le attività proteolitiche del latte di questi isolati. Nè Streptococcus spp. né gli isolati di Enterococcus faecium hanno mostrato attività proteolitiche, mentre il 53% degli E. faecalis ne ha mostrate alcune. Inoltre, è stato rilevato solo 1 enterococco resistente alla vancomicina. La sopravvivenza degli isolati di campioni di latte RMS selezionati (3 E. faecalis e 1 Streptococcus thermophilus) è stata valutata in un modello di produzione del formaggio Cheddar. Sebbene questi ceppi siano sopravvissuti bene, non hanno modificato la curva di acidificazione del latte. Tuttavia, potrebbero causare difetti organolettici durante la stagionatura del formaggio.

 

PAROLE CHIAVE: Cheddar; biolettiera; batteri; spore; enterococchi resistenti alla vancomicina

EFFECT OF RECYCLED MANURE SOLIDS AS BEDDING ON BULK TANK MILK AND IMPLICATIONS FOR CHEESE MICROBIOLOGICAL QUALITY

Mérilie Gagnon,1,2 Laurie Hamelin,1,2 Annie Fréchette,2,3 Simon Dufour,2,3 and Denis Roy1,2*

1-Département des sciences des aliments, Laboratoire de génomique microbienne, Université Laval, 2440, boulevard Hochelaga, Québec QC G1V 0A6, Canada

2-Regroupement de recherche pour un lait de qualité optimale (Op+Lait), 3200, rue Sicotte, Saint-Hyacinthe, QC J2S 2M2, Canada

3-Département de pathologie et microbiologie, Faculté de médecine vétérinaire, Université de Montréal, C. P. 5000, Saint-Hyacinthe, QC J2S 7C6, Canada

doi.org/10.3168/jds.2019-16812

Journal of Dairy Science Vol. 103 No. 1, 2020