Soortdiversiteit, populatiedynamica en metabolietanalyse van melkzuurbacteriën betrokken bij de fermentatie van groenten. (IWT450)

Van oudsher worden fermentatietechnieken zoals spontane fermentatie en backslopping toegepast ter verbetering van de houdbaarheid, de organoleptische eigenschappen en de veiligheid van levensmiddelen. In bepaalde bedrijfssectoren (bijvoorbeeld zuivel en vlees) wordt reeds gebruik gemaakt van bulkstarterculturen, wat de fermentatie beter controleerbaar en voorspelbaar maakt. Wat de groentesector betreft bevindt het gebruik van starterculturen zich eerder in een experimenteel stadium. In tegenstelling tot deze industriële starterculturen vertonen de natuurlijk voorkomende wild-type stammen, die traditionele fermentaties domineren, een hogere competitiviteit en een uitgebreidere metabolische capaciteit om aromacomponenten te vormen. Om uitgaande van deze wild-type stammen een geschikte startercultuur te ontwikkelen voor industrieel gebruik zijn een uitgebreide kennis van de soortdiversiteit van het ecosysteem, van de populatiedynamica van het fermentatieproces, en van de substraatconsumptie en metabolietproductie in relatie tot de organoleptische eigenschappen en microbiële interacties onontbeerlijk. Hoewel de interesse in gefermenteerde groenten, onder meer omwille van het gezonde imago van gefermenteerde levensmiddelen, toeneemt, zijn dergelijke studies van groentefermentatie-ecosystemen nog schaars. Daartoe zal in dit project getracht worden om de microbiële soortdiversiteit en populatiedynamica van gefermenteerde groenten, in het bijzonder gefermenteerde paprika en prei, in kaart te brengen. Daarnaast zal de methode om het metaboloom van gefermenteerde levensmiddelen in een vaste matrix te analyseren, geoptimaliseerd worden om het metaboloom van gefermenteerde groenten te bestuderen. Tenslotte zullen geselecteerde (autochtone) melkzuurbacteriën toegepast worden als functionele startercultuur voor gerichte, gecontroleerde groentefermentaties.

Om de microbiële soortdiversiteit en populatiedynamica te bestuderen zullen zowel cultuurafhankelijke (selectieve uitplatingen, gevolgd door rep-PCR-fingerprinting) en cultuuronafhankelijke methoden (PCR gevolgd door denaturerende gradiëntgelelectroforese) gehanteerd worden. De metaboloomanalyse zal hoofdzakelijk gebeuren door middel van de geoptimaliseerde gaschromatografie-massaspectrometrie-methode (GC-MS-methode). Staalname van de verschillende metabolieten zal plaatsvinden door middel van statische headspace (SH) of solid phase micro-extraction (SPME). Indien bepaalde interessante verbindingen niet of nauwelijks detecteerbaar zijn met de GC-MS-methode zal gebruik gemaakt worden van andere geschikte (geoptimaliseerde) analysetechnieken zoals bijvoorbeeld hogedruk-vloeistofchromatografie en vloeistofstofchromatografie-MS. Deze methodologieën zullen gebruikt worden voor het onderzoek naar de aan- of afwezigheid van specifieke bacteriële metabolieten met (potentiële) rol in de kwaliteitsaspecten van gefermenteerde groenten. Dit in zowel gefermenteerde groentestalen uit Roemenië, als in bacteriële culturen, verkregen uit de isolaten van gefermenteerde groenten. Vervolgens zal de kinetiek van de interessant bevonden starterculturen onderzocht worden door middel van laboratoriumfermentaties (10 l werkvolume) in een groentesimulatiemedium. Bovendien zullen kleinschalige fermentaties uitgevoerd worden in groente-extracten om na te gaan in welke mate de groentesimulatiemedia de realiteit benaderen.

Trefwoorden:groentefermentatie

Disciplines:Biologische wetenschappen, Chemie