"In vitro" antifungal effects of spices on ochratoxin A production and related gene expression in "Penicillium nordicum" on a dry-cured fermented sausage medium.

Abstract

Penicillium nordicum, productor de ocratoxina A (OTA), contamina frecuentemente la superficie de los embutidos curado-madurados. Aunque la industria cárnica utiliza compuestos sintéticos antifúngicos durante la maduración, actualmente los consumidores prefieren los conservantes naturales. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto antifúngico de las especias comúnmente agregadas a los embutidos curado-madurados durante su procesado, sobre P. nordicum para establecer su valor como una estrategia alternativa a los compuestos sintéticos. La cepa de moho se cultivó en un medio de cultivo a base de embutido liofilizado que contenía orégano, romero o tomillo. Además, se probó una preparación comercial antifúngica que contenía sorbato de potasio y natamicina, sola y en combinación con las especias. Se evaluaron la tasa de crecimiento, la acumulación de OTA y la expresión relativa de genes implicados en la biosíntesis de OTA (otapks y otanps) y algunas vías de estrés (Hog1 y Rho1). En la evaluación del crecimiento, el orégano solo o en combinación con la preparación antifúngica redujo significativamente la tasa de crecimiento. Se observaron diferentes patrones en los distintos tiempos de muestreo para los análisis de producción de OTA y expresión génica, e incluso se observaron diferencias entre tratamientos en el mismo período de incubación. En cuanto a la acumulación de OTA, se encontraron reducciones significativas al agregar orégano o romero en presencia y ausencia de los compuestos antifúngicos comerciales. Si bien en las etapas iniciales se obtuvo una estimulación de la expresión de la mayoría de los genes probados, generalmente se encontró una represión al final de la incubación. Esto tiene sentido ya que la acumulación de micotoxinas suele ser mayor en las etapas iniciales que al final de la incubación. Por lo tanto, estas especias cubren la demanda de aditivos naturales por los consumidores reduciendo el peligro asociado a la OTA en productos cárnicos curados.

Penicillium nordicum, an ochratoxin A (OTA) producer, widely contaminates the surface of dry-cured fermented sausages. Although the meat industry uses antifungal synthetic compounds during ripening, consumers' preferences currently stand up for natural preservatives. The aim of this study was to evaluate the antifungal effect of spices commonly added to dry-cured fermented sausages during their processing on P. nordicum for establishing their value as an alternative strategy to synthetic compounds. The mould strain was grown on a dry-cured fermented sausage-based medium containing oregano, rosemary or thyme. Moreover, an antifungal commercial preparation containing potassium sorbate and natamycin was tested alone and in combination with the spices. The growth rate, OTA accumulation and relative expression of genes involved in OTA biosynthesis (otapks and otanps) and some stress pathways (Hog1 and Rho1) were evaluated. In the growth assessment, the oregano alone or in combination with the antifungal preparation significantly reduced the growth rate. Different patterns were observed at both sampling times for the OTA production and gene expression analyses, and even differences between treatments at the same incubation period were observed. Regarding OTA accumulation, significant reductions were found when adding oregano or rosemary in the presence and absence of the antifungal compounds. While a stimulation of the expression of most of the tested genes was obtained at the initial stages, a repression was generally found at the end of the incubation. This makes sense since the mycotoxin accumulation was usually higher at the initial stages than at the end of the incubation. Accordingly, such spices would allow satisfying the current consumers’ demand for natural preservatives minimising the hazard associated with theOTA presence in cured meats at the same time.