Influencia de factores ambientales y productivos sobre las comunidades microbianas de las ganaderías de ovino lechero

Abstract

El sector de ovino de raza Manchega tiene entre sus principales objetivos la mejora de la calidad de la leche. Sus ganaderías están experimentando en las últimas décadas una profunda especialización a la aptitud lechera de la raza con importantes cambios de su sistema productivo y un mayor tamaño censal. Los sistemas de control de la calidad de la leche utilizan en la actualidad, como indicador higiénico, el recuento de microorganismos mesófilos totales (RMT), parámetro poco específico para determinar la presencia y el origen de los diferentes grupos de la flora microbiana de la leche de tanque. Estudios previos han tratado la calidad de la leche de oveja Manchega y su relación con determinadas características de las ganaderías, aportando conocimiento sobre estos grupos microbianos, aunque aún no habían tratado aspectos tan fundamentales como la calidad microbiológica del ambiente de las ganaderías. En esta línea, se plantea la presente Tesis Doctoral, con los objetivos de evaluar la microbiología ambiental de las ganaderías y su relación con la leche de tanque, identificar los factores ambientales y productivos que afectan a la calidad de la leche de las ganaderías de oveja Manchega, y caracterizar ciertos microorganismos de interés tecnológico, como las bacterias ácidolácticas y las levaduras, presentes en el ambiente y en la leche de tanque. Tras una revisión de los estudios científicos previos que ha permitido determinar los principales factores que afectan a la contaminación ambiental en las ganaderías lecheras, se seleccionaron doce ganaderías de oveja Manchega, que fueron visitadas para recabar información sobre sus características productivas y de manejo. Posteriormente se recogieron muestras en la ganaderías del aire del alojamiento de las ovejas de ordeño y de la sala de ordeño, de la alimentación de las ovejas de ordeño, de la superficie de los pezones y de la leche de tanque, para la determinación en medios selectivos de una serie de grupos microbianos de importancia higiénico-sanitaria y tecnológica: gérmenes mesófilos, bacterias ácido-lácticas, levaduras, mohos, estafilococos, bacterias formadoras de esporas aerobias y esporas ácido-butíricas. Los microorganismos de interés tecnológico, bacterias ácido-lácticas y levaduras, han sido caracterizados a partir de los aislados en sus medios selectivos. Los análisis estadísticos han estado enfocados hacia el estudio de la relación entre los diferentes grupos microbianos con los factores asociados al ambiente y al sistema productivo de las ganaderías de oveja Manchega, con el objetivo final de determinar los riesgos asociados a estos factores y a la calidad de la leche de tanque de oveja Manchega. Los resultados obtenidos aportan información sobre el diferente grado de contaminación microbiana en las diferentes matrices estudiadas y su repercusión en la leche de tanque. Este hecho pone de manifiesto que existe una interacción entre la flora microbiana de las distintas matrices, siendo de destacar la que se ha observado entre el aire de la nave y el de la sala de ordeño, o entre las distintas matrices y la superficie de las ubres, como vía directa de transmisión microbiana a través de las pezoneras a la leche de tanque. Es importante destacar el hecho de que la alimentación es la matriz con mayor recuento de los diferentes grupos microbianos. La contaminación de la superficie de pezones se relaciona con diversos factores y microrganismos, siendo de especial relevancia su relación con factores como la temperatura o la ventilación, así como con las condiciones de manejo e higiénicas de la nave y de la sala de ordeño o la utilización de ensilado en la alimentación animal. Se han determinado también las relaciones entre la flora microbiana de la ganadería con los factores ambientales y de manejo. Así, se ha observado la influencia de la temperatura, humedad o ventilación sobre diversos grupos como las bacterias ácido-lácticas, levaduras, mohos y estafilococos, y son interesantes otros factores de influencia sobre estos microorganismos, como la estación del año y el uso de ensilado sobre las levaduras o la higiene de la nave de ordeño y el nivel de producción lechera sobre el nivel de estafilococos. Los factores relacionados con la variación de los grupos microbianos que afectan principalmente a la leche de tanque son especialmente importantes, como el aumento de temperatura de la sala de ordeño sobre el recuento de mesófilos totales y de estafilococos, o como la elevada ventilación de la nave de ordeño sobre los estafilococos. Los factores ligados al manejo del ordeño (tipo de línea de la sala de ordeño, dispensación de alimento durante el ordeño, la utilización diaria del ácido en la limpieza de la sala de ordeño, el contacto de las pezoneras con el suelo, la mayor periodicidad del cambio de filtro, o una inadecuada higiene de la sala de ordeño) o de la alimentación, como el uso de ensilado, son relevantes en la variación de los diversos grupos de gérmenes en la leche de tanque. Los resultados de la caracterización del grupo de bacterias ácido-lácticas, por su interés tecnológico, han mostrado la existencia de una amplia diversidad de géneros y especies en las distintas matrices, que pueden ser una fuente de contaminación de BAL para la leche de tanque. Existe una mayor diversidad de bacterias lácticas en leche de tanque y alimento de las ovejas de ordeño que en otras matrices como el aire de la nave y aire de la sala de ordeño, siendo esta última la matriz menos contaminada. Las especies mayoritarias como Lb. pentosus/plantarum/paraplantarum y Lb. curvatus son las que presentaron una menor variabilidad genética debido a la presencia de un genotipo predominante que parece presentar una mayor capacidad de dispersión y persistencia. También las levaduras han sido caracterizadas en todas las matrices estudiadas, aunque su presencia en el aire de nave de las ovejas de ordeño y de la sala de ordeño es muy bajo, lo que contrasta con su elevada presencia en el alimento de las ovejas de ordeño. En este estudio la especie predominante ha sido C. parapsilopsis, especialmente en alimento y superficie de pezones, lo que indica su interés como fuente de contaminación de la leche de tanque. A partir de estos resultados, se puede concluir que la presencia de los distintos grupos microbianos en el ambiente de la ganadería y los factores ambientales y de manejo de la propia ganadería condicionan la calidad de la leche de tanque de oveja. Los sistemas de control de calidad de la leche deberían estimar estos aspectos, instaurando programas de buenas prácticas en cada ganadería en base a los riesgos estudiados y sistemas de vigilancia analítica de los grupos microbianos en las principales fuentes de contaminación de la leche, incluidas las ambientales. La continuidad de los estudios en esta línea de investigación, en particular respecto a las bacterias lácticas y levaduras caracterizadas, contribuirán al mejor conocimiento de sus propiedades diferenciales en la elaboración de quesos y otros productos lácteos.

The Manchega breed sheep sector has among its main objectives the improvement of milk quality. Over the last few decades, its herds are experiencing an in-depth specialisation towards the dairy aptitude of the breed with important changes in its production system and a larger census size. Milk quality control systems currently use the count of total mesophilic microorganisms (TMC) as a hygienic indicator, which is not a very specific parameter for determining the presence and origin of the different groups of microbial flora of bulk tank milk. Previous studies have dealt with the quality of Manchega sheep's milk and its relationship with certain characteristics of the herds, providing knowledge about these microbial groups, although they had not yet dealt with such fundamental aspects as the microbiological quality of the environment of the herds. In this vein, this Doctoral Thesis is proposed, with the objectives of evaluating the environmental microbiology of livestock farms and its relationship with bulk tank milk, identifying the environmental and productive factors that affect the quality of milk from Manchega sheep farms, and characterising certain microorganisms of technological interest, such as lactic acid bacteria and yeasts present in the environment and in bulk tank milk. After a review of previous scientific studies, which made it possible to determine the main factors that affect environmental contamination on dairy farms, twelve Manchega sheep farms were selected and were visited to gather information on their production and management characteristics. Subsequently, samples were collected from the air of the livestock housing and the milking parlour, from the animal feed, from the teat surface and from the bulk tank milk, for identification on selective media of a series of microbial groups of health and sanitary and technological importance: mesophilic germs, lactic acid bacteria, yeasts, moulds, staphylococci, aerobic spore-forming bacteria and butyric acid spores.The microorganisms of technological interest, lactic acid bacteria and yeasts, have been characterised from those isolated in their selective media. Statistical analyses have been focused on the study of the relationship between the different microbial groups with the factors associated with the environment and the productive system of Manchega sheep herds, with the final objective of determining the risks associated with these factors and the quality of the bulk tank milk from Manchega sheep. The results obtained provide information on the different degree of microbial contamination in the different matrices studied and its impact on bulk tank milk. This shows that there is an interaction between the microbial flora of the different matrices, most noteworthy that which was observed between the air of the livestock housing and that of the milking parlour, or between the different matrices and the teat surface, as a direct route of microbial transmission through the teat cups to the bulk tank milk. It is important to highlight the fact that the feed is the matrix with the highest count of the different microbial groups. The contamination of the teat surface is related to various factors and microorganisms, its relationship with factors such as temperature or ventilation being of special relevance, as well as with the handling and hygienic conditions of the livestock house and the milking parlour or the use of silage in animal feed. The relationships between the microbial flora of livestock with environmental and management factors have also been determined. Thus, the influence of temperature, humidity or ventilation on various groups such as lactic acid bacteria, yeasts, moulds and staphylococci has been observed. Other factors of influence on these microorganisms are also interesting, such as the season of the year and the use of silage on the yeast or the hygiene of the milking house and the level of milk production above the level of staphylococci. The factors related to the variation of the microbial groups that mainly affect bulk tank milk are especially important, such as the effect of an increase in temperature of the milking parlour on the total mesophilic and staphylococcal count, or the effect of high ventilation in the milking parlour on staphylococci. Factors linked to milking management (type of line in the milking parlour, dispensing of feed during milking, daily use of acid in the cleaning of the milking parlour, contact of the teat cups with the ground, the highest frequency of filter change, or inadequate hygiene in the milking parlour) or feed, such as the use of silage, are relevant in the variation of the various groups of germs in the bulk tank milk. The results of the characterisation of the group of lactic acid bacteria, due to their technological interest, have shown the existence of a wide diversity of genera and species in the different matrices, which can be a source of LAB contamination for bulk tank milk. There is a greater diversity of lactic acid bacteria in bulk tank milk and feed from milking sheep than in other matrices such as the air of the livestock housing and the air of the milking parlour, with the latter being the least contaminated matrix. The predominant species, such as Lb. pentosus/plantarum/paraplantarum and Lb. curvatus, are those that presented less genetic variability due to the presence of a predominant genotype that seems to present a greater dispersal and persistence capacity. Yeasts have also been characterised in all the matrices studied, although their presence in the air of the livestock housing and the milking parlour is very low, which contrasts with their high presence in the livestock feed. In this study, the predominant species was C. parapsilopsis, especially in the feed and on the teat surfaces, which indicates its interest as a source of contamination of bulk tank milk. From these results, it can be concluded that the presence of the different microbial groups in the livestock environment, and the environmental and management factors of the livestock itself, determine the quality of the bulk tank milk from sheep. Milk quality control systems should estimate these aspects, establishing good practice programmes in each herd based on the risks studied and analytical surveillance systems for microbial groups in the main sources of milk contamination, including environmental ones. The continuity of the studies in this line of research, in particular with regard to the lactic acid bacteria and yeasts characterised, will contribute to a better understanding of their differential properties in the production of cheeses and other dairy products.