奥地利阿尔卑斯山区Vorarlberger Alpk?se奶酪成熟过程中微生物动态:两家高山农场特异性差异研究

【字体: 时间:2025年08月14日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5

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  本文深入研究了奥地利PDO(原产地保护)传统奶酪Vorarlberger Alpk?se(VA)在两家高山农场生产过程中的微生物群落动态。通过qPCR和16S rRNA基因测序分析生乳、凝乳及奶酪核心样本,揭示了以假单胞菌(Pseudomonas)、葡萄球菌(Staphylococcus)和乳酸杆菌(Lactobacillus)为主的微生物演替规律,并证实农场间生产条件差异显著影响菌群组成。该研究为高山牧场传统乳制品微生物生态学提供了重要数据支撑。

  

引言

作为奥地利西部Vorarlberg地区的原产地保护(PDO)奶酪,Vorarlberger Alpk?se(VA)严格限定于海拔1,000-1,800米的夏季牧场生产,其独特风味源于高山植被、生乳微生物群落及传统工艺的协同作用。本研究首次系统解析VA生产链中微生物的动态变化,重点关注两家采用不同生产技术的农场(农场A使用传统管式挤奶系统,农场B配备现代化挤奶厅)对奶酪核心菌群的影响。

材料与方法

样本采集:在夏季放牧期间分四个时间点(P1-P4)采集12头奶牛的批量生乳样本,同步收集凝乳及3/6/9月龄(R1-R3)奶酪核心样本。

分析技术:通过qPCR定量细菌16S rRNA基因拷贝数(BCE),结合Illumina MiSeq平台V3-V4区测序(引物341F/805R),使用DAIRYdb数据库进行物种注释。

临床监测:对奶牛进行全程健康评估,包括体温、呼吸音及乳房炎筛查,确保生乳质量。

结果

生乳菌群特征

  • 优势菌属呈现季节性波动:假单胞菌在放牧中期占比达39.44%,乳酸杆菌从P1的14.23%降至后期6%

  • 农场B生乳的BCE显著高于农场A(P2阶段p<0.05),且假单胞菌在农场B占比高达74.28%

  • α多样性在放牧中期显著升高(Hill-Shannon指数p=0.016)

奶酪成熟规律

  • 凝乳阶段:农场B样本中假单胞菌占比84.49%,显著高于农场A(6.69%)

  • 成熟过程:乳酸杆菌在3月龄奶酪核心中占74.50%,9月龄时降至50.97%,而葡萄球菌增至16.47%

  • β多样性显示农场间差异显著(PERMANOVA p<0.001),但R1-R2阶段菌群结构稳定

讨论

生产实践影响:农场B现代化设备可能引入更多环境微生物(如假单胞菌),而传统农场A的木质乳头清洁方式与较低菌载量相关。

安全与风味:尽管检出沃氏葡萄球菌(Staphylococcus warneri)等条件致病菌,奶牛临床健康状态良好,证实高山放牧对乳房炎的抑制作用。乳酸杆菌(Lactobacillus)与嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)的稳定存在保障了发酵安全性,而后期葡萄球菌的增殖可能与盐耐受性相关。

行业启示:研究强调了PDO奶酪微生物组的"地域指纹"特性,为标准化生产与风味调控提供科学依据。

创新点

首次建立VA奶酪从牧场到成熟的全周期微生物数据库,揭示:

  1. 高山放牧期生乳菌群动态与临床健康的解耦现象

  2. 农场基础设施差异对核心菌群的长期影响

  3. 乳酸杆菌-葡萄球菌平衡对9月龄奶酪品质的潜在标志作用

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持结论)

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