INTO THE BLUE: Spoilage phenotypes of Pseudomonas fluorescens in food matrices

Le alterazioni causate da ceppi di Pseudomonas sono solitamente riscontrate in una grande varietà di alimenti a causa del loro essere ubiquitari e dalla loro capacità di indurre modificazioni organolettiche negli alimenti mediante diversi meccanismi. Particolare attenzione è stata posta su alcuni ceppi di P. fluorescens in grado di indurre una colorazione blu in diverse matrici alimentari (quali prodotti lattiero-caseari o carne). In realtà, poche informazioni sono ad oggi disponibili riguardo al curioso caso che ha attirato l’attenzione pubblica a partire dal 2010. In questo lavoro è riportata un’analisi a più livelli del potenziale alternate dei ceppi appartenenti allo Pseudomonas fluorescens species complex, ponendo particolare attenzione alla capacità di produrre un indesiderato pigmento blu negli alimenti. In primo luogo, ai lettori sono date delle informazioni generali per una migliore comprensione di P. fluorescens come alterante alimentare. In seguito, è descritta la messa a punto e applicazione di un approccio polifasico con l’obbiettivo di indagare 136 ceppi appartenenti al gruppo P. fluorescens. Inoltre, sono descritti l’ottenimento e le analisi dei genomi draft e dei trascrittomi di 4 ceppi di P. fluorescens con la finalità di comprendere il pathway biosintetico coinvolto nella produzione del pigmento blu. In aggiunta, è riportato il tentativo di caratterizzare chimicamente il pigmento mediante la metodica della spettrometria di massa MALDI-TOF. Infine, è riportata l’esecuzione della mutagenesi random con la finalità di confermare i risultati genomici precedentemente ottenuti e di individuare ulteriori geni coinvolti nella produzione del pigmento blu. La caratterizzazione fenotipica e genotipica, basata sulla combinazione di metodiche di microbiologia classica e di uno schema MLST, ha permesso la ricostruzione delle relazioni filogenetiche tra gli isolati e l’identificazione di un gruppo monofiletico (chiamato “ramo blu”) che raggruppa tutti i ceppi pigmentanti e pochi ceppi non-pigmentanti. Il reale coinvolgimento dei ceppi blu nei casi di mozzarella blu è stato confermato dalla possibilità degli stessi di indurre un’anomala colorazione blu su mozzarella durante un challenge test. Le analisi genomiche hanno confermato la stretta vicinanza filogenetica tra i ceppi del “ramo blu”. Inoltre, analisi di genomica comparativa hanno rivelato la presenza di un cluster genico unicamente presente nei ceppi blu, contenente una seconda copia di cinque dei sette geni per la biosintesi del triptofano, chiaramente coinvolto nella produzione del pigmento blu. La caratterizzazione biochimica del pigmento, resa difficoltosa da problemi di solubilità, ha portato alla conclusione che la molecola blu sia un derivato dell’indigo. I mutanti ottenuti mediante l’applicazione di trasposoni hanno confermato il coinvolgimento del cluster genico precedentemente identificato nella produzione del pigmento e l’associazione di ulteriori geni che influenzano direttamente o indirettamente la produzione della molecola blu. Inoltre, la caratterizzazione dei mutanti ha rivelato il ruolo importante del ferro nella produzione del pigmento e l’assenza di un effettivo vantaggio del ceppo wild-type posto in co-cultura con un mutante non pigmentante. In conclusione, questo studio rappresenta un’indagine esaustiva del potenziale alterante dei ceppi blu, dando inoltre all’industria alimentare sistemi efficaci per identificare, tracciare e prevenire l’alterazione indotta da questi interessanti ceppi.