Freezing and freeze-drying for the long-term preservation and reuse of microbiomes from kombucha tea

Il ruolo delle collezioni di colture microbiche è fondamentale per la conservazione, lo studio e l'utilizzo delle risorse microbiche. Sebbene la conservazione e il mantenimento di ceppi microbici puri siano una procedura consolidata all'interno del sistema di gestione delle collezioni microbiche, la conservazione dei microbiomi, cioè dell'intera comunità microbica che occupa uno specifico habitat ed ha specifiche attività metaboliche, deve ancora essere consolidata come pratica di routine. Lo scopo del presente lavoro di tesi ha riguardato la valutazione delle migliori condizioni di conservazione per i microbiomi campionati da tè Kombucha. Tutti i microbiomi sono stati conservati mediante crioconservazione a -80 °C e liofilizzazione per 4, 7 e 12 mesi. Attraverso approcci coltura-dipendenti e coltura-indipendenti, è stata condotta una valutazione comparativa dei microbiomi prima e dopo la conservazione, allo scopo di valutare l’influenza della metodologia di conservazione sulla vitalità delle comunità microbiche e la loro capacità fermentativa. Inoltre, è stato condotta anche la caratterizzazione fenotipica e genotipica delle comunità microbiche per poterne approfondire il complesso meccanismo di interazioni microbiche e metaboliche. I risultati ottenuti hanno suggerito che entrambi i metodi di conservazione scelti hanno garantito un’elevata vitalità delle comunità microbiche preservate, mentre la crioconservazione si è dimostrata migliore nel preservare la funzionalità fermentativa dei microbiomi. Inoltre, diversi isolati di lieviti e batteri sono stati caratterizzati. Focalizzando l’attenzione sugli isolati batterici, questi sono stati sottoposti a fingerprinting molecolare mediante GTG5-PCR e, a seguito del sequenziamento del gene 16S rRNA, è stata possibile l’identificazione a livello di specie. Nel complesso, il presente studio ha mostrato la possibilità di preservare i microbiomi di alimenti fermentati, sia con lo scopo di salvaguardare la biodiversità microbica, ma anche approfondire la loro caratterizzazione strutturale e funzionale per una possibile valorizzazione biotecnologica dei microbiomi e/o delle comunità microbiche opportunamente assemblate a partire dalle informazioni di caratterizzazione ottenute dallo studio dei microbiomi naturali conservati. Parte di questo lavoro è stato finanziato dalla Commissione Europea - NextGenerationEU, Progetto SUS-MIRRI.IT "Rafforzamento dell'infrastruttura di ricerca italiana MIRRI per bioscienze e bioeconomia sostenibili", codice n. IR0000005.