Τις τελευταίες δεκαετίες, η φέτα αποτελεί τον πυλώνα των γαλακτοκομικών προϊόντων σημειώνοντας τη μεγαλύτερη κατανάλωση τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό. Η φέτα ανήκει στην κατηγορία των ΠΟΠ (Προστατευόμενη Ονομασία Προέλευσης) τυριών και κατέχει εξέχουσα θέση ανάμεσα στα υπόλοιπα 24 ΠΟΠ τυριά της Ελλάδας όχι μόνο γιατί παραδοσιακά αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της ελληνικής διατροφής αλλά πρωτίστως επειδή αποτελεί ένα εθνικό προϊόν-έμβλημα, σημειώνοντας τεράστιες εξαγωγικές επιτυχίες. Συνεπώς η ανάπτυξη ασφαλών και σταθερών προϊόντων κρίνεται απαραίτητη. Το γεγονός αυτό γέννησε την ανάγκη τα τελευταία χρόνια για την εύρεση σύγχρονων και μη-επεμβατικών μεθοδολογιών που θα εξασφαλίσουν την ύψιστη ασφάλεια και ποιότητα στα προϊόντα αλλά και θα προσφέρουν παράταση στην διάρκεια ζωής και διατήρηση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών των τελικών προϊόντων. Βασικός στόχος της συγκεκριμένης μελέτης είναι η εκτίμηση της συνεισφοράς των τεχνολογιών-omics και των βιοπροστατευτικών καλλιεργειών στην βιοσυντήρηση της φέτας υπό αερόβιες και υπό κενό συνθήκες καθώς και η εκτίμηση της μικροβιολογικής ποιότητας με τη χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό κατά Fourier (FTIR) και της πολυφασματικής απεικόνισης (MSI).
Για τον λόγο αυτό στην πειραματική αυτή μελέτη έγινε χρήση δύο διαφορετικών θερμοκρασιών, 40C και 100C, και δύο διαφορετικές συσκευασίες, κενού και αέρα. Η φέτα χαμηλής αλατότητας που χρησιμοποιήθηκε, τεμαχίστηκε σε δείγματα 30 γραμμαρίων και διαχωρίστηκε σε περιπτώσεις δειγμάτων που περιλάμβανε δείγματα που εμβολιάστηκαν με Listeria monocytogenes, με ή χωρίς την επικάλυψη με εδώδιμες αλγινικές μεμβράνες που περιείχαν υπερκείμενο των Lactiplantibacillus pentosus (L 33) και Lactiplantibacillus plantarum (L 125), ή σε δείγματα που ψεκάστηκαν με υπερκείμενο των Lactiplantibacillus pentosus (L 33) και Lactiplantibacillus plantarum (L 125) ή με σκέτο UHT γάλα εμπορίου (control δείγματα περίπτωσης). Οι μικροοργανισμοί που προσδιορίστηκαν στα δείγματα ήταν η Ολική Μεσόφιλη Χλωρίδα (ΟΜΧ), τα οξυγαλακτικά βακτήρια (LAB), η Listeria monocytogenes και οι ζύμες και μύκητες. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιούταν σε τακτά χρονικά διαστήματα, λαμβάνοντας δείγματα και από τις δύο θερμοκρασίες, τα οποία στην συνέχεια υποβάλλονταν σε μικροβιολογική και φυσικοχημική ανάλυση καθώς και στην λήψη δεδομένων μέσω της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό κατά Fourier (FTIR) και μέσω της πολυφασματικής απεικόνισης (MSI) με τη χρήση δύο οργάνων (VideometerLab, VideometerLite).
Όσον αφορά τα μικροβιολογικά αποτελέσματα, ήταν φανερό πως η θερμοκρασία αλλά και οι συνθήκες συντήρησης επηρέασαν αισθητά την αλλοίωση της φέτας. Μεγαλύτερη αλλοίωση παρατηρήθηκε στα δείγματα φέτας που συντηρήθηκαν υπό αερόβιες συνθήκες στους 100C. Τα δείγματα αυτά χρειάστηκαν διάστημα μόλις 31 ημερών για να αλλοιωθούν συγκριτικά με τις αναερόβιες συνθήκες που χρειάστηκαν περίπου τις διπλάσιες ημέρες (76 ημέρες).
Στην συνέχεια κατασκευάστηκαν μοντέλα συσχέτισης και ταξινόμησης των μικροβιολογικών αποτελεσμάτων με τα συνολικά φασματοσκοπικά δεδομένα των 76 ημερών δειγματοληψίας. Για τα δεδομένα FTIR, περιοχή ενδιαφέροντος ήταν τα 1900-800 cm-1. Εφαρμόστηκε γραμμική παλινδρόμηση με την μέθοδο των μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS-R) για την εκτίμηση της ΟΜΧ. Για την ανάπτυξη και επικύρωση των μοντέλων χρησιμοποιήθηκε το 70% των δεδομένων ενώ για την πρόβλεψη το υπόλοιπο 30%. Ανεξάρτητες μεταβλητές αποτέλεσαν τα φασματοσκοπικά δεδομένα ενώ εξαρτημένες μεταβλητές τα μικροβιολογικά αποτελέσματα της ΟΜΧ. Για τον ποιοτικό διαχωρισμό των δειγμάτων φέτας σε δείγματα που περιείχαν το παθογόνο και σε αυτά που δεν το περιείχαν, εφαρμόστηκε η μέθοδο της διακριτής ανάλυσης των μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS-DA). Ορίστηκαν δύο κλάσεις: «κλάση 1» για τα δείγματα χωρίς Listeria monocytogenes και «κλάση 2» για τα δείγματα με Listeria monocytogenes ανεξάρτητες μεταβλητές ορίστηκαν τα φασματοσκοπικά δεδομένα και ως εξαρτημένες μεταβλητές ορίστηκαν οι δύο κλάσεις, 1 και 2.
Τέλος, τα αποτελέσματα των μοντέλων (PLS-R, PLS-DA) για την ποιοτική και ποσοτική εκτίμηση των δεδομένων δεν είχαν τη επιθυμητή επιτυχία καθώς παρουσίασαν χαμηλή απόδοση και κρίθηκαν ως μη αποτελεσματικά για την εφαρμογή τους στην συγκεκριμένη πειραματική μελέτη.
In recent decades, feta is the leader of Greek dairy products, recording the highest consumption for both Greece and abroad. Feta belongs to the category of PDO (Protected Designation of Origin) cheeses and occupies a prominent position among the remaining 24 PDO cheeses of Greece, not only because it is traditionally an important part of the Greek diet, but primarily because it is a national emblem product, achieving huge export successes. Therefore, the development of safe and stable products is considered essential. This fact gave rise to the need in recent years to find modern, but also non-invasive methodologies that will increase safety and quality of Feta but also to offer an extension in the shelf life and maintenance of the organoleptic characteristics of the final products. The main objective of this study is to assess the contribution of bioprotective cultures and -omics technologies to the biopreservation of feta under aerobic and anaerobic conditions and the microbial assessment of feta cheese spoilage using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and multispectral imaging (MSI).
In this respect, two different temperatures, 40C and 100C, and two different packaging conditions, vacuum and air, were used in this experimentation. The low salt Feta was cut into 30 g slices and separated into the following sample cases with or without the inoculation of Listeria monocytogenes, with or without edible alginate films containing supernatant of Lactiplantibacillus pentosus (L 33) and Lactiplantibacillus plantarum (L 125), or sprayed with supernatant of Lactiplantibacillus pentosus (L 33) and Lactiplantibacillus plantarum (L 125) or with commercial UHT milk (corresponding control samples). The microorganisms assessed were total viable counts (TVC), lactic acid bacteria (LAB), Listeria monocytogenes and yeasts-molds. Sampling was carried out at regular intervals, taking samples from both temperatures, which were then subjected to microbiological and physicochemical analysis, as well as to spectroscopic imaging via Fourier transform spectroscopy (FTIR) and multispectral imaging (MSI) using two different instruments (VideometerLab and VideometerLite).
Regarding the microbiological results, the temperature, as well as the storage conditions, significantly affected the spoilage of the feta cheese samples. Earlier spoilage was observed in the feta samples preserved under aerobic conditions at 100C. These samples spoiled after 31 days of preservation compared to anaerobic conditions which get spoiled after 76 days.
Subsequently, correlation and classification models of the microbiological results were constructed with the total spectroscopic data of the 76 days of sampling. The region of interest was 1900-800 cm-1. For the development and validation of these models, 70% of this data was used, while 30% of them was used for prediction. For this analysis, the independent variables were the spectroscopic data, while the dependent variables were the microbiological results of TVC. Partial least squares regression (PLS-R) was applied for the estimation of TVC. To qualitatively separate the feta samples into samples that contained the pathogen and those that did not, two classes were constructed. "Class 1" is the samples without Listeria monocytogenes and "class 2" the samples with Listeria monocytogenes. The method of partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) was applied to these samples. In this case, the spectroscopic data were defined as independent variables and the two classes, 1 and 2, were defined as dependent variables.
Finally, the results of the two algorithms (PLS-R, PLS-DA) for the qualitative and quantitative assessment of the data did not have the desired results as both models presented a low performance and were considered as unsuitable for their application in this particular experimental study.
