Multivariate optimization of Staphylococcus xylosus AD1biomass production using sugarcane molasses plus yeast extract and soybean meal

Staphylococcus xylosusis a microorganism that has important physiological and technological characteristics that make it suitable for use as a starter culture in fermented meat products. For the development of these products in the food industry, it is necessary to produce biomass by the multiplication of starter cultures using low-cost media. This study developed a culture medium based on sugarcane molasses (SCM) supplemented with yeast extract (YE) and soybean meal (SM) to produce S. xylosusAD1 biomass employing a Box Behnken multivariateoptimization design,usingthe best concentrations of the constituents of the culture medium for S. xylosusAD1 growth. By combining the mathematical models by the desirability function, it was possible to establish the optimal condition for the maximum production of viable cells and biomass. The optimal experimental condition was found when the fermentative process medium was composed of 10% SCM, 2% YE and 4% SM. In addition, the results of all experiments, except for the medium formulated with only SCM,presented a better performance than the commercial medium Brain Heart Infusion for the growth of S. xylosusAD1. The culture medium with agro-industrial byproduct (SCM) supplemented with YE and SM is an excellent alternative for producing S. xylosusAD1 biomass.

Influence of a native strain of Staphylococcus xylosus on the microbiological, physicochemical and sensorial characteristics on milano salami type

In this work, the influence of native starter cultures on the microbiological, physicochemical and sensorial characteristics of Milano salami type was studied. Two batches of Milano salami type were produced: Batch A, with the addition of Staphylococcus xylosus U5 and Batch B (control) without the starter culture. The Milano salami type was characterized by an important microbial activity of coagulase-negative staphylococci (CNS) that resulted in substantial growth in Batch A during the ripening with an initial count of 7.60 log cfu.g-1 and reached 9.84 log CFU.g-1 after 14 days. Bacterial enzymes that showed efficient activity under the conditions found in Milano salami type were catalase, nitrite and nitrate reductase, contributing for sensory and physicochemical properties of the product. There were no significant differences in general free fatty acids composition among the batches, while the color parameters (L *, a * and b *) in the Batch A presented significantly higher values in relation to Batch B. Moreover, batch A had the higher preference in sensorial analysis.

A análise da influência de culturas iniciadoras nativas nas características microbiológicas, físicoquímicas e sensoriais de salame tipo Milano foi o objeto deste estudo. Foram produzidos dois grupos de salame tipo Milano: Grupo A - com aplicação de linhagem Staphylococcus xylosus U5 enquanto o controle, Grupo B, foi produzido sem culturas iniciadoras. O salame tipo Milano foi caracterizado pela importante atividade microbiana de estafilococos coagulase negativo (SCN), que resultou significativo crescimento no Grupo A durante a maturação, com contagem inicial de 7,60 ufc.g-1 e alcançando um crescimento de 9,84 cfu.g-1 depois de 14 dias. As enzimas bacterianas que mostraram eficiente atividade sob as condições encontradas no salame tipo Milano foram catalase, nitrito e nitrato redutase, contribuindo para as propriedades físicoquímicas e sensoriais do produto. Não houve diferenças significativas na composição geral dos ácidos graxos livres entre as amostras, enquanto os parâmetros de cor (L*, a* e b*) obtidos no salame inoculado (Grupo A) diferiram significativamente em relação ao controle (Grupo B) e foi o grupo preferido pelos degustadores.

Phenotypic and molecular characterization of Staphylococcus xylosus: technological potential for use in fermented sausage

Micrococcaceae strains are applied to fermented sausage as starter cultures, where several members of this family are naturally found. The aim of the present work was to isolate and characterize Staphylococcus xylosus from artisanal sausages produced in South Region of Brazil. From 89 isolates presenting catalase positive and coagulase negative activities, 25 strains were selected for phenotypic characterization. Nine strains identified as Staphylococcus xylosus by API-STAPH were evaluated for their nitrate reduction capacity, which showed satisfactory growth of the strains in the presence of nitrite and sodium chloride, demonstrating their potential for use as starter cultures in fermented sausage. The strains were also evaluated through genus and species-specific PCR, which showed only two as S. xylosus, differing from results found in phenotypic characterization.

Cepas de Micrococcaceae são aplicadas em embutidos cárneos fermentados como culturas iniciadoras, onde vários membros desta família são naturalmente encontrados. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar Staphylococcus xylosus de embutidos cárneos artesanais produzidos na região Sul do Brasil. Dos 89 isolados que apresentaram atividades positiva para catalase e negativa para coagulase, 25 cepas foram selecionadas para caracterização fenotípica. Nove cepas identificadas como Staphylococcus xylosus por API-STAPH foram avaliadas para capacidade de redução de nitratos e o crescimento satidfatório das cepas foi verificado na presença de nitrito e NaCl, demonstrando seu potencial para utilização como culturas iniciadoras em embutidos cárneos fermentados. As cepas foram ainda avaliadas quanto ao gênero e espécie através da reação em cadeia da polimerase e apenas duas cepas foram identificadas como S. xylosus, diferindo dos resultados encontrados na caracterização fenotípica.

Viability of Staphylococcus xylosus isolated from artisanal sausages for application as starter cultures in meat products / Viabilidade de Staphylococcus xylosus isoladas de embutidos artesanais para aplicação como cultivos iniciadores em produtos cárneos

Viability of Staphylococcus xylosus isolated from artisanal sausages for application as starter cultures in meat products Viability of Staphylococcus xylosus strains AD1 and U5isolated from natural fermented sausages was investigated as starter cultures in fermented sausages produced in the South Region of Brazil. The study demonstrated that the Staphylococcus xylosus strains AD1 and U5showed significant growth during fermentation, stability over freeze-dried process, negative reaction for staphylococcal enterotoxins and viability for using as a single-strain culture or associated with lactic acid bacteria for production of fermented sausages.

Investigamos a viabilidade de cepas de Staphylococcus xylosus (AD1 e U5) isoladas de embutidos com fermentação natural, para aplicação como cultivos iniciadores em embutidos fermentados produzidos na Região Sul do Brasil. O estudo demonstrou que cepas de Staphylococcus xylosus (AD1 e U5) apresentaram crescimento significativo durante a fermentação, estabilidade no processo de liofilização e conservação, ausência de produção de enterotoxinas e viabilidade para aplicação como cultivo iniciador simples ou associado com bactérias lácticas na elaboração de embutidos fermentados.

Phenotypic characterization and species-specific PCR of promising starter culture strains of Lactobacillus plantarum isolated from naturally fermented sausages

The purpose of the present work was to characterize promising starter culture strains of Lactobacillus plantarum isolated from naturally fermented artisanal sausage manufactured in the northwestern region of Rio Grande do Sul state, Brazil. From 127 isolates of homofermentative, Gram-positive and catalase-negative lactic acid bacteria, ten isolates were randomly selected and the phenotypic characterization and species-specific PCR were performed. Genomic DNA from each isolated strain and from the reference strains L. plantarum ATCC 8014 and L. pentosus ATCC 8041 were amplified using two pairs of L. plantarum species-specific primers (16/Lpl and LbP11/LbP12). The results of the phenotypic characterization and species-specific PCR indicated that five out of ten isolates were Lactobacillus plantarum.

O objetivo do presente trabalho foi caracterizar cepas promissoras como cultivos iniciadores de Lactobacillus plantarum isoladas de embutidos cárneos fermentados naturalmente produzidos na região noroeste do Rio Grande do Sul, Brasil. Das 127 bactérias ácido láctica homofermentativas, Gram-positivo e catalase-negativo isoladas, dez foram aleatoriamente selecionadas e a caracterização fenotípica e a PCR espécie-específica foram realizadas. DNA genômico das cepas isoladas e das cepas de referência L. plantarum ATCC 8014 e L. pentosus ATCC 8041 foram amplificadas utilizando-se dois pares de iniciadores espécie-específicos para L. plantarum (16/Lpl e LbP11/LbP12). Os resultados da caracterização fenotípica e da PCR espécie-específica permitiram a identificação como Lactobacillus plantarum de cinco cepas das dez selecionadas.