Quantitative PCR reveals the frequency and distribution of 3 indigenous yeast species across a range of specialty cheeses

Indigenous microorganisms are important components of the complex ecosystem of many dairy foods including cheeses, and they are potential contributors to the development of a specific cheese's sensory properties. Among these indigenous microorganisms are the yeasts Cyberlindnera jadinii, Pichia kudriavzevii, and Kazachstania servazzii, which were previously detected using traditional microbiological methods in both raw milk and some artisanal specialty cheeses produced in the province of Québec, Canada. However, their levels across different cheese varieties are unknown. A highly specific and sensitive real-time quantitative PCR assay was developed to quantitate these yeast species in a variety of specialty cheeses (bloomy-rind, washed-rind, and natural-rind cheeses from raw, thermized, and pasteurized milks). The specificity of the quantitative PCR assay was validated, and it showed no cross-amplification with 11 other fungal microorganisms usually found in bloomy-rind and washed-rind cheeses. Cyberlindnera jadinii and P. kudriavzevii were found in the majority of the cheeses analyzed (25 of 29 and 24 of 29 cheeses, respectively) in concentrations up to 104 to 108 gene copies/g in the cheese cores, which are considered oxygen-poor environments, and 101 to 104 gene copies/cm2 in the rind. However, their high abundance was not observed in the same samples. Whereas C. jadinii was present and dominant in all core and rind samples, P. kudriavzevii was mostly present in cheese cores. In contrast, K. servazzii was present in the rinds of only 2 cheeses, in concentrations ranging from 101 to 103 gene copies/cm2, and in 1 cheese core at 105 gene copies/g. Thus, in the ecosystems of specialty cheeses, indigenous yeasts are highly frequent but variable, with certain species selectively present in specific varieties. These results shed light on some indigenous yeasts that establish during the ripening of specialty cheeses

Développement d'une méthode de quantification par PCR en temps-réel afin d'étudier la distribution de trois espèces de levures indigènes dans les fromages québécois

Les fromages de spécialités supportent un écosystème complexe regroupant des bactéries, des levures et des moisissures. Bien que des ferments d’acidification et des cultures d’affinage soient ajoutés lors du procédé de fabrication, plusieurs autres microorganismes peuvent s’y développer. Ainsi, les levures indigènes, naturellement présentes dans l’environnement laitier, pourraient contribuer de façon directe et/ou indirecte au développement des propriétés sensorielles (saveur, odeur, texture) des fromages. Une étude précédente a permis de caractériser la microflore des fromages québécois. Trois espèces de levures indigènes (Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii et Pichia k udriavzevii) ont été détectées dans le lait cru et/ou dans les fromages de spécialité provenant de la province de Québec, mais leur prédominance et leur rôle n’avaient pas été déterminés. Le but de ce projet était d’évaluer la distribution de ces trois espèces de levures indigènes dans les fromages de spécialités du Québec. Pour ce faire, une méthode spécifique et sensible utilisant la PCR quantitative en temps-réel a été développée afin de pouvoir détecter et quantifier ces trois espèces de levures. Par la suite, la croûte et la pâte de fromages québécois ont été analysées afin d’obtenir plus d’indices quant à la localisation de ces espèces dans les fromages et leur importance dans l’affinage de ceux-ci. Ce projet a permis de mettre en évidence que C. jadini iet P. k udriavzevii sont des levures fréquemment retrouvées dans la majorité des fromages de spécialités du Québec. Il serait donc intéressant d’approfondir leur impact au niveau de la production de composés aromatiques et d’analyser si le développement de nouveaux ferments qui contiendraient ces espèces serait bénéfique.The complex fungal ecosystems of specialty cheeses are increasingly studied because of the potential contribution of indigenous yeasts to the development of the cheese’s sensory properties. They may contribute directly or indirectly by their interaction with the funga l ecosystem or the modification of the cheese matrix. Previous studies detected Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii and Pichia k udriavzeviiin both raw milk and/or artisanal specialty cheeses from the province of Québec. The aim of this project was toanalyze the distribution of these three yeast species in cheeses made in the province of Québec. A highly specific and quantitative real time PCR assay was developed to quantitate these yeast species. The rind and the core of cheeses made in the province of Québec were sampled and analyzed using this method. Tracking of C. jadinii and P. k udravzeviirevealed that these yeasts are found within the majority of the analyzed cheeses. This study is the first step toward a better understanding of the possible contribution of these indigenous yeasts species in the development of cheese flavors, and their role in the cheese’s fungal ecosystem