A grande fuga dos fagos: como um avanço nas culturas de laticínios pode transformar a fermentação em laticínios e além

Como muitos produtores de laticínios sabem, os bacteriófagos - também conhecidos como "fagos", os vírus que infectam as bactérias - continuam sendo um dos desafios mais caros e perturbadores na fabricação de queijo, iogurte e outros produtos lácteos fermentados.

Essas infecções virais exigem monitoramento e gerenciamento cuidadosos para evitar que retardem ou paralisem as fermentações, comprometam a qualidade e, às vezes, até estraguem lotes inteiros.

Nossa nova pesquisa conjunta demonstra que a mitigação de fagos envolve não apenas o controle de fagos, mas também a utilização dos sistemas de defesa natural das próprias bactérias. Continue lendo para descobrir por que nossos resultados podem transformar a produção de laticínios e muito mais.

Um estudo inovador da dsm-firmenich, APC Microbiome Ireland e INRAE

Nossos cientistas realizaram esse estudo em parceria com a APC Microbiome Ireland, um centro de pesquisa líder mundial da University College Cork, e com o Instituto Nacional de Pesquisa da França para Agricultura, Alimentação e Meio Ambiente (INRAE).

Juntos, descobrimos como o Lactococcus lactis, a principal espécie bacteriana usada na fermentação de laticínios, usa sistemas de defesa recém-identificados para se proteger contra a infecção por fagos.

Publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), nossa pesquisa oferece uma nova visão sobre como essas defesas bacterianas funcionam, como os fagos evoluem para escapar delas e como essas adaptações são combatidas.

Essas descobertas criam novas oportunidades para projetar culturas mais resistentes, criar condições de fermentação mais seguras e, por fim, permitir uma produção em larga escala mais consistente e eficiente de laticínios e outros alimentos.

Nosso processo de descoberta: Mapeamento do arsenal bacteriano antifágico

Nos últimos anos, pesquisas revelaram que as defesas bacterianas contra fagos são muito mais diversas e complexas do que se imaginava. No entanto, para muitos sistemas, os detalhes moleculares permaneciam desconhecidos.

Para este estudo, investigamos 13 sistemas de resistência recém-descobertos em Lactococcus lactis. Esses sistemas incluíam Rhea, Kamadhenu, Rugutis, Audmula, PARIS, CBASS tipo II, Septu e várias famílias de infecção abortiva (Abi). Também analisamos 66 fagos de "escape" para identificar 15 genes virais envolvidos em sua evasão dos sistemas de resistência bacteriana. Nossos resultados revelaram mecanismos de detecção sobrepostos, modos de ação e vulnerabilidades nos sistemas de resistência, bem como características exclusivas.

E uma descoberta revolucionária foi o mecanismo de defesa do Audmula, um dos novos sistemas de defesa. Diferentemente dos sistemas tradicionais de infecção abortiva, que interrompem a replicação de fagos induzindo a morte celular, descobrimos que esse sistema modifica a parede celular bacteriana, prendendo os fagos em seu interior. Isso impede que eles se espalhem por toda a fermentação.

Esta é a primeira vez que esse modo de ação é observado. Dessa forma, a descoberta amplia consideravelmente o espectro conhecido de defesas bacterianas antifágicas e abre novas rotas potenciais para melhorar a resistência das culturas de laticínios.

Da descoberta à aplicação em laticínios

Juntos, esses conhecimentos criam um quadro mais completo das defesas antifágicas bacterianas e de como elas interagem com os fagos durante a fermentação de laticínios. Esse conhecimento permitirá que os produtores de laticínios fortaleçam o desempenho da cultura - especialmente para o queijo e outros produtos lácteos fermentados - usando:

• Culturas iniciais resistentes a fagos projetadas com sistemas de defesa complementares
• Esquemas de rotação mais inteligentes que antecipam as estratégias de escape de fagos
• Soluções personalizadas para proteger o rendimento e a consistência nos ambientes de produção

"Estamos finalmente começando a entender como as defesas antivirais bacterianas funcionam e como os vírus conseguem evitá-las", explica o Prof. Douwe van Sinderen, da APC Microbiome Ireland, autor sênior do estudo. Douwe van Sinderen, da APC Microbiome Ireland, autor sênior do estudo. "Em termos práticos, essas descobertas abrem caminho para a próxima geração de culturas iniciais projetadas para resistir aos desafios de fagos enfrentados pelas fermentações de laticínios atuais."

Traduzindo ciência incomparável em impacto no mundo real

Esses resultados mostram claramente como a pesquisa microbiológica de ponta pode ser traduzida em soluções completas que abordam desafios genuínos do setor enfrentados pelos produtores.

& Como Dirk Lippits, vice-presidente executivo de soluções para ingredientes, Taste, Texture & Health, resume: "Essas descobertas demonstram o poder de combinar nossa excelência científica interna com parcerias de pesquisa de classe mundial para resolver desafios reais do setor. Ao aplicar esses insights ao desenvolvimento de nossa cultura, estamos aumentando a profundidade e a amplitude exclusivas de nosso portfólio de produtos lácteos e fortalecendo nossa capacidade de oferecer um desempenho de fermentação mais resiliente e confiável para produtores de laticínios em todo o mundo."

"Ao decodificar a complexa relação entre culturas e fagos, estamos transformando a ciência de ponta em vantagem competitiva", acrescenta Noël van Peij, cientista principal da dsm-firmenich. "Essas descobertas nos capacitam a desenvolver culturas altamente resistentes e permitem que os produtores assumam o controle da fermentação, seja em laticínios, produtos à base de plantas ou aplicações probióticas."

Moldando o futuro da fermentação

Embora os benefícios imediatos desse trabalho sejam claros para os laticínios, suas implicações vão além. Uma compreensão mais profunda dos sistemas antivirais bacterianos também poderia promover a biotecnologia, os probióticos e a inovação biomédica.

Na dsm-firmenich, temos orgulho de estar moldando o futuro. Com mais de 50 anos de experiência em inovação microbiana e um sólido histórico de parcerias com o setor, continuamos a combinar ciência, aplicação e colaboração para ajudar os produtores a fornecer produtos de fermentação seguros, sustentáveis e de alta qualidade consistente - lote após lote.

Para saber mais sobre como os novos conhecimentos sobre as defesas antifágicas podem possibilitar o aprimoramento das culturas de laticínios e muito mais, leia o estudo completo - e saiba mais sobre nossas soluções para laticínios aqui.