Verlaagde synerese en verhoogde smeuïgheid van magere yoghurts

  

 Als laatste onderdeel van de studie werd de invloed onderzocht van verschillende exopolysacharide (EPS)-producerende melkzuurbacteriestammen op yoghurts met laag vetgehalte. Een lagere synerese en een verbeterde textuur en sensorische eigenschappen werden verkregen voor yoghurts geproduceerd met Streptococcus thermophilus LY03 en Streptococcus thermophilus 5077.  Met Streptococcus thermophilus ST 111 werd ook dergelijk effect waargenomen mits melkpoeder aan de melk werd toegevoegd.  De EPS doen, als extracellulair vrijgestelde suikerpolymeren, duidelijk dienst als natuurlijke textuurverbeteraars.  EPS-producerende melkzuurbacteriestammen zijn dan ook een waardig alternatief voor additieven, zoals verdikkingsmiddelen, en bieden mogelijkheden om verdikking, stabilisatie, emulsifiëring of gellering van yoghurts te optimaliseren.

 

Besluit

 Deze studie droeg bij tot de evaluatie van functionele starterculturen, in het verleden effectief bevonden tijdens laboratoriumstudies, in eigenlijke levensmiddelenfermentaties. Het is duidelijk dat de functionaliteiten van starterculturen beïnvloed kunnen worden door de toegepaste ingrediënten en technologische parameters. Een beredeneerde selectie van starterculturen kan gemaakt worden door de procescondities af te stemmen op de kinetiek van de toegepaste micro-organismen.

 

Bronnen 

• Doctoraatsthesis ‘Impact of functional starter cultures on safety and quality of fermented foods’, Frédéric Ravyts, Vrije Universiteit Brussel, 23 september 2010.  

• Ravyts F. et al., 2008, Competitiveness and antibacterial potential of bacteriocin-producing starter cultures in different types of fermented sausages, Journal of Food Protection, 71, 1817-1827. 

• Ravyts F. et al., 2009, Kinetics of growth and 3-methyl-1-butanol production by meat-borne, coagulase-nagative staphylococci  in view of sausage fermentation, International Journal of Food Microbiology, 134, 89-95. 

• Ravyts F. et al., 2010, The application of staphylococci with flavour-generating potential is affected by acidification in fermented dry sausages, Food Microbiology, 27, 945-954.

 

Nuttige links

• VUB Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie (IMDO)

• Contact Promotor: Prof. Dr. ir. Frédéric Leroy, Co-promotor: Prof. Dr. ir. Luc De Vuyst 

• Een deel van dit onderzoek werd uitgevoerd in het kader van de Flanders’ FOOD projecten ‘Vetreductie en/of –vervanging’ en ‘Natriumreductie en/of vervanging’

• Lopend Flanders’ FOOD project Innocereal 

 

Technologisch aanbod

 

• Deze starterculturen kunnen op vraag geproduceerd worden voor commerciële toepassing. Hiertoe kan u contact opnemen met Eric De Mol (THT; [e-mail]; tel: [phone]). 

http://www.flandersfood.com/artikel/2011/02/10/het-potentieel-van-functionele-starterculturen-verkend

rojekt des Monats März 2011: Alles andere als "wurscht"! Welche Starterorganismen für das Aroma und die Sicherheit von Rohwurst sorgen

Staphylococcus carnosus unter dem Elektronenmikroskop

Während Koch- und Brühwürste durch hohe Temperaturen haltbar gemacht werden, geschieht dies bei Rohwürsten durch natürliche Fermentation. Die Rohwurstreifung bzw. -fermentation ist ein komplexes Geschehen, bei dem endogene Fleischenzyme und die eingesetzten Starterorganismen hinsichtlich Sicherheit, Textur, Farbe und Aroma eine entscheidende Rolle spielen. Das Aroma von fermentierten Lebensmitteln – wie Brot, Bier oder Rohwurst – wird dabei nicht von einer Einzelsubstanz geprägt, sondern von einem charakteristischen Spektrum flüchtiger, aromaaktiver Verbindungen, die für das produktspezifische Aroma in bestimmten Mengenverhältnissen vorliegen müssen. Dazu werden bei der Rohwurstreifung häufig Staphylokokken in Kombination mit Laktobazillen als Starterkulturen eingesetzt. Die metabolischen Wechselwirkungen zwischen diesen Organismen sind jedoch bislang unbekannt. Dies betrifft vor allem deren Auswirkung auf das Aroma als auch das Verständnis bezüglich einer gewünschten Nitrit-/Nitratreduktion im Produkt. Während bei bisherigen Sicherheitsbewertungen von Mikroorganismen in Lebensmitteln auf EU-Ebene (Qualified Presumption of Safety (QPS)) grundsätzlich einzelne Spezies betrachtet werden, ist es zum Schutz der Verbraucher geboten, die Wechselwirkungen in Mischkulturen zu kennen und insbesondere ihre Auswirkungen auf die Bildung sicherheits- und aromarelevanter Metabolite zu charakterisieren. Da die bei Rohwurst eingesetzten Staphylokokken mit pathogenen Species (wie Staphylococcus aureus) verwandt sind, müssen für den QPS-Status der Rohwurstkulturen (wie Staphyloccus carnosus (siehe Bild) und Staphylococcus xylosus) pathogene und toxinogene Eigenschaften ausgeschlossen werden. An diesem komplexen Vorhaben, dessen Ziele über die europäischen Sicherheitsvorgaben weit hinausgehen, arbeitet seit Mitte 2010 ein Forschungsteam der TU München und der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie in Freising. Die für 2013 erwarteten Ergebnisse des Projektes ermöglichen die Entwicklung neuer, sensorisch attraktiver Fleischwarenprodukte durch die Anwendung sicherer, effektiv kombinierter Starterkulturen. Davon können die rund 700 Unternehmen der mittelständisch geprägten Fleischwarenindustrie, die 15.000 Betriebe des Fleischerhandwerks sowie die Hersteller von Starterkulturen profitieren. Zudem können die Erkenntnisse auch für Unternehmen, die andere fermentierte Lebensmittel herstellen, von Nutzen sein. Informationen zu dem Projekt „Bildung sicherheits- und aromarelevanter Metabolite durch Starterorganismen in der Rohwurstreifung“ sowie die Kontaktdaten der Forschungsstellen stehen hier.

Bacterial surface display systems have been developed based on non-pathogenic Staphylococcus species (1,2,3). The report from 1992 (1) was the first report on surface display on a Gram-positive bacterium. The devised host vector systems for efficient surface display on food grade staphylococci, e.g. S. carnosus, have been used successfully for subunit vaccine delivery (8,12,16), or as whole cell tools for diagnostic (5,13) or environmental applications (15,18). The present focus is to evaluate staphylococci for protein library applications using fluorescence-activated cell sorting (FACS) for library screening. Two recent scientific achievements have been reached: (i) the vector system have been optimized to yield genetically stable vectors to allow library applications (19), and (ii) in a simulated library selection experiment, a more than 25,000-fold enrichment of staphylococcal target cells have been demonstrated (22). The obtained results indicate that staphylococcal surface display of protein libraries combined with FACS sorting might indeed constitute an attractive alternative to existing technology platforms for high-throughput affinity based selections.

Key (own) publications:
1.	Hansson, M., Ståhl, S., Nguyen, T.N., Bächi, T., Robert, A., Binz, H., Sjölander, A. and Uhlén, M. Expression of recombinant proteins on the surface of the coagulase-negative bacterium Staphylococcus xylosus. J. Bacteriol. 174: 4239-4245 (1992).
2.	Nguyen, T.N., Hansson, M., Ståhl, S., Bächi, T., Robert, A., Domzig, W., Binz, H. and Uhlén, M. Cell-surface display of heterologous epitopes on Staphylococcus xylosus as a potential delivery system for oral vaccination. Gene 128: 89-94 (1993).
3.	Samuelson, P., Hansson, M., Ahlborg, N., Andréoni, C., Götz, F., Bächi, T., Nguyen, T.N., Binz, H., Uhlén, M. and Ståhl, S. Cell-surface display of recombinant proteins on Staphylococcus carnosus. J. Bacteriol. 177: 1470-1476 (1995).
4.	Nguyen, T.N., Gourdon, M.-H., Hansson, M., Robert, A., Samuelson, P., Libon, C., Andréoni, C., Nygren, P.-Å., Binz, H., Uhlén, M. and Ståhl, S. Hydrophobicity engineering to facilitate surface-display of heterologous gene products on Staphylococcus xylosus. J. Biotechnol.47: 207-219 (1995).
5.	Gunneriusson, E., Samuelson, P., Uhlén, M., Nygren, P.-Å. and Ståhl, S. Surface display of a functional single-chain Fv antibody on staphylococci. J. Bacteriol. 178: 1341-1346 (1996).
6.	Robert, A., Samuelson, P., Andréoni, C., Bächi, T., Uhlén, M. Binz, H., Nguyen, T. N. and Ståhl, S. Surface-display on staphylococci: a comparative study. FEBS Letters 390: 327-333 (1996).
7.	Ståhl, S. and Uhlén, M. Bacterial surface display: trends and progress. Trends Biotechnol. 15: 185-192 (1997).
8.	Ståhl, S., Samuelson, P., Hansson., M., Andréoni, C., Goetsch, L., Libon, C., Liljeqvist, S., Gunneriusson., E., Binz, H., Nguyen, T.N. and Uhlén, M. Development of non-pathogenic staphylococci as vaccine delivery vehicles. In: J. Wells and G. Pozzi (Eds.) Recombinant Gram-positive bacteria as vaccine vehicles for mucosal immunization. R. G. Landes Biomedical Publishers, Springer-Verlag, New York. (1997) 61-81.
9.	Liljeqvist, S., Samuelson, P., Hansson, M., Nguyen, T. N., Binz, H. and Ståhl, S. Surface display of a cholera toxin B subunit on Staphylococcus xylosus and Staphylococcus carnosus. Appl. Environ. Microbiol. 63: 2481-2488 (1997).
10.	Andréoni, C., Goetsch, L., Libon, C., Samuelson, P., Robert, A., Nguyen, T.N., Uhlén, M., Binz, H. and Ståhl, S. Flow cytometric quantification of surface-displayed recombinant receptors on staphylococci. BioTechniques 23: 696-704 (1997)
11.	Liljeqvist, S., Cano, F., Nguyen., T., Uhlén, M., Robert, A. and Ståhl, S. Surface-display of functional fibronectin binding domains on Staphylococcus carnosus. FEBS Letters 446: 299-304 (1999).
12.	Cano, F., Liljeqvist, S., Nguyen, T.N., Samuelson, P., Bonnefoy, J.-Y., Ståhl, S. and Robert, A. A surface-displayed cholera toxin B peptide improves antibody responses using food-grade staphylococci for mucosal subunit vaccine delivery. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 25: 289-298 (1999).
13.	Gunneriusson, E., Samuelson, P., Ringdahl, J., Grönlund, H., Nygren P.-Å. and Ståhl, S. Staphylococcal surface-display of immunoglobulin A (IgA) and IgE-specific in vitro selected binding proteins (affibodies) based on Staphylococcus aureus protein A. Appl. Environ. Microbiol. 65: 4134-4140 (1999).
14.	Samuelson, P., Cano, F., Robert, A. and Ståhl, S. Engineering of a Staphylococcus carnosus surface-display system by substition of deletion of a Staphylococcus hyicus lipase propeptide. FEMS Microbiol. Lett. 179: 131-139 (1999).
15.	Samuelson, P., Wernérus, H., Svedberg, M. and Ståhl, S. Staphylococcal surface-display of metal-binding polyhistidyl peptides. Appl. Environ. Microbiol. 66: 1243-1248 (2000).
16.	Cano, F., Plotnicky-Gilquin, H., Nguyen, T.N., Liljeqvist, S., Samuelson, P., Bonnefoy, J.-Y., Ståhl, S. and Robert, A. Partial protection to respiratory syncytial virus (RSV) elicited in mice by intranasal immunization with live staphylococci with surface-displayed RSV-peptides. Vaccine 18: 2743-2752 (2000).
17.	Lehtiö, J., Wernérus, H., Samuelson, P., Teeri, T. and Ståhl, S. Directed immobilization of recombinant staphylococci on cotton fibers by functional display of a fungal cellulose-binding domain. FEMS Microbiol. Letters 195: 197-204 (2001).
18.	Wernérus, H., Lehtiö, J., Teeri, T., Nygren, P.-Å. and Ståhl, S. Generation of metal-binding staphylococci through surface display of engineered cellulose-binding domains. Appl. Environ. Microbiol. 67: 4678-4684 (2001).
19.	Wernérus, H. and Ståhl, S. Vector engineering to improve a staphylococcal surface display expression system. FEMS Microbiol. Lett. 212: 47-54 (2002).
20.	Wernérus, H., Lehtiö, J., Samuelson and Ståhl, S. Engineering of staphylococcal surfaces for biotechnological applications. J. Biotechnol. 96: 67-78 (2002).
21.	Samuelson, P., Gunneriusson, E., Nygren, P.-Å. and Ståhl, S. Display or proteins on bacteria. J. Biotechnol. 96: 129-154 (2002).
22.	Wernérus, H., Samuelson, P. and Ståhl, S. Fluorescence activated cell sorting of specific affibody-displaying staphylococci. Applied. Environ. Microbiol. 69: 5328-5335 (2003)
23.	Wernérus, H. and Ståhl, S. Engineering of bacterial surfaces for biotechnological applications. Biotechnol. Applied Biochem. (2004) Invited review. In Press.