Metatranscriptomics는 온도를 나타냅니다.

Scientific Reports 6권, 기사 번호: 21871(2016) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

전통 치즈에는 전형적인 감각적 특성을 형성하는 데 중요한 역할을 하는 복잡한 미생물 집단이 있습니다. 그러나 미생물 대사는 통제하기 어려운 것으로 간주됩니다. 전통적인 이탈리아 치즈를 숙성하는 동안 미생물 군집 계승 및 관련 유전자 발현을 분석하여 숙성을 가속화하기 위해 수정할 수 있는 매개변수를 식별했습니다. 그 후, 우리는 숙성 조건을 조절하고 미생물 군집 구조와 기능의 일관된 변화를 관찰했습니다. 우리는 숙성 관련 활동에서 비스타터 유산균의 필수적인 기여에 대한 구체적인 증거를 제공합니다. 숙성 온도의 증가는 단백질 분해, 지방 분해 및 아미노산/지질 이화작용과 관련된 유전자의 발현을 촉진시켜 치즈 숙성 속도를 유의하게 증가시켰다. 더욱이 온도에 따라 촉진되는 미생물 대사는 치즈 내 단백질 및 휘발성 유기 화합물의 대사 프로파일과 일치했습니다. 결과는 생산 효율성과 제품 품질을 최적화하기 위해 처리 중심의 미생물군집 반응이 어떻게 조절될 수 있는지 명확하게 나타냅니다.

치즈는 미생물군 구조와 활동이 제조 관행과 환경 조건에 의해 영향을 받는 생물학적, 생화학적 동적 매트릭스입니다. 전통 치즈는 광범위한 유전적 다양성을 지닌 자연적으로 선택된 종균 배양균을 사용하거나 종균 없이 사용됩니다1,2. 따라서 전통 치즈는 백슬로핑 절차에 따라 사용되는 정의되지 않은 천연 유청 배양균(NWC)뿐만 아니라 원유 및 유제품 환경3에서 발생하는 풍부하고 복잡한 미생물군을 보유하고 있습니다. 이러한 미생물군은 제조 및 숙성 과정에서 다음과 같은 역할을 합니다. 인식되었지만 종종 과소 탐구되었습니다. 치즈 제조는 다양한 유산균(LAB) 종의 연속이 특징입니다. 두부 산성화는 주로 호열성 LAB, 주로 Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii 및 Lb에 의해 발생합니다. helveticus2,4,5, 중온성 non-starter LAB(NSLAB)은 숙성 과정을 이어받아 치즈 풍미와 질감의 발달에 관여할 수 있습니다6,7,8,9,10,11. 미생물군은 치즈의 전형적인 감각적 특성을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다12,13. 그럼에도 불구하고 이러한 복잡한 미생물 집합체는 제어하기 어려운 경우가 많으며 치즈 제조 및 숙성 과정에서 이들의 역학 및 진화를 쉽게 예측할 수 없습니다. 치즈 숙성 중 미생물 거동과 적용된 기술 매개변수가 치즈 제조 역학 및 최종 제품의 품질에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 것은 안전성과 품질을 보장하기 위한 중추적인 단계입니다3,14. 더욱이, 미생물 활동의 조절을 통해 숙성 동역학을 가속화하는 것은 전통적이고 소규모이며 더욱 산업화된 유제품에 있어서 매우 중요할 수 있습니다. 이러한 제어를 통해 운영 비용을 절감하고 숙성 챔버의 회전율을 높이며 치즈 품질을 최우선으로 하는 공정 효율성을 최적화할 수 있습니다. 다중 오믹 접근법을 사용하여 치즈 제조 중 동적 미생물 생태와 대사를 연구하면 효율성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다14,15. Metatranscriptomics는 최근 모델 치즈16,17에서 접종된 균주 배양을 연구하는 데 사용되었지만 복잡한 공동체의 전사 역학은 아직 탐구되지 않은 상태로 남아 있습니다. 반면, 발효 식품 미생물 군집은 다른 자연 환경만큼 복잡하지 않으며 미생물 집합의 역학과 비생물적 요인에 의해 어떻게 조작될 수 있는지 연구하기 위한 복제 가능하고 다루기 쉬운 시스템일 수 있습니다18.

전통적인 이탈리아 Caciocavallo Silano 치즈를 숙성하는 동안 미생물 군집 구조와 유전자 발현의 종단적 특성 분석이 수행되었습니다. 천연 스타터로 NWC를 첨가하여 생산되는 전형적인 중숙성 파스타-필라타 치즈입니다. 여기에 보고된 초기 조사에서는 숙성을 가속화하기 위해 수정될 수 있는 매개변수가 확인되었습니다. 따라서 우리는 숙성 조건을 조절하고 미생물 군집 구조와 기능의 일관된 변화를 관찰하는 두 번째 실험을 설정했습니다. 숙성 온도의 증가가 미생물 대사에 어떻게 영향을 미쳐 치즈 숙성 속도를 크게 증가시키는지 밝힙니다.