Studiereeks Micro-Organismen: Part 1 - The Good & The Ugly

Timing

Onderwerp

8.30u - 9.00u

Onthaal & Verwelkoming

9.00u – 10.00u

Belang en impact van microbiële taxonomie op de voedingsindustrie

Peter Vandamme, Laboratorium voor Microbiologie, Vakgroep Biochemie en Microbiologie, Universiteit Gent

Peter vertelt dat de indeling van bacteriën in afgebakende soorten doorheen de geschiedenis van de bacteriële taxonomie een terugkerend onderwerp van controverse is geweest. In de praktijk van de jaren ’90 bleken soorten vrij eenvoudig te herkennen. Anderzijds toonden genetici aan dat het uitwisselen van DNA tussen bacteriën schijnbaar een gewone zaak was. Begin 2000 werden de genomen van grote aantallen bacteriën gesequeneerd en geanalyseerd. Uit dit onderzoek bleek dat er effectief groepen van bacteriën bestaan die een groot aantal genen gemeenschappelijk hebben (het zogenaamde kerngenoom) en die vrij frequent genetische informatie uitwisselen. En blijken deze groepen meestal overeen te komen met bacteriële species zoals die in de jaren ’90 door middel van polyfasisch-taxonomisch onderzoek beschreven werden. De functionaliteit van bacteriesoorten bleek niet beperkt te zijn tot het genetisch repertoire in het kerngenoom, aangezien elke individuele stam naast een set van kerngenen ook een aantal variabel aanwezige genen bevat. Deze variabele genen coderen typisch voor ecologische aanpassingen die individuele stammen toelaten in een specifieke niche te leven. Naar het begrijpen van de functionaliteit van een bacteriecultuur is het daarom niet alleen nodig om te weten tot welke soort een stam behoort, maar ook om een onderscheid te maken tussen verschillende stammen binnen een soort zodat kan afgetoetst worden welke stam-specifieke functionaliteiten aanwezig zijn.

10.00u – 11.00u

Functionele starterculturen van melkzuurbacteriën en azijnzuurbacteriën: van spontane naar gestuurde fermentatieprocessen

Luc De Vuyst, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Talloze gefermenteerde levensmiddelen komen tot stand door microbiële activiteit van melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en/of gisten. Naast spontane fermentaties bestaan productieprocessen gebaseerd op terugfermentatie (backslopping) of die gebruik maken van toegevoegde starterculturen. Behalve verzuring en alcoholisering van de rauwe grondstoffen voor de verlenging van hun houdbaarheid, spelen functionaliteiten zoals organoleptische eigenschappen en authenticiteit een belangrijke rol. Teneinde de juiste functionele startercultuur te kunnen gebruiken, dienen de originele microbiële ecosystemen blootgelegd te worden, de fysiologische rol en dus functionaliteit van de meest prevalente microbiële soorten ontrafeld te worden en de zorgvuldig geselecteerde stammen in de praktijk uitgetest te worden.

11.00u – 11.30u

Pauze

11.30u – 13.00u

Melkzuur- en azijnzuurbacteriën. Wat zijn de laatste trends op vlak van bacteriële fermentatie aan de hand van drie  voorbeelden

-      De uitdagingen van fermentatie in de productie van koffie

Florac De Bruyn, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Melkzuurbacteriën, gisten en azijnzuurbacteriën kunnen ook een rol spelen tijdens het koffiefermentatieproces. Koffiebessen dienen verwerkt te worden via een nat of droog proces teneinde de noodzakelijke groene bonen op te leveren die klaar zijn om te roosteren. Tijdens het natte verwerkingsproces worden de koffiebessen eerst mechanisch ontpulpt, gevolgd door een submerse fermentatie-, was- en drogingsstap. Droog verwerkte koffiebessen worden onmiddellijk gedroogd aan de lucht. Tijdens de fermentatie- en drogingsprocessen ontwikkelen zich niet alleen micro-organismen doch grijpen ook endogene processen in het endosperm van de koffiebonen plaats. Al deze metabolische processen hebben een impact op de kwaliteit van de groene bonen en de finale koffie.

-      Zuurdesemproductie: backslopping of gestuurde fermentatie?

Simon Van Kerrebroeck, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Zuurdesem als ingrediënt voor de bereiding van brood is een hot topic. Zuurdesemfermentaties worden niet alleen uitgevoerd door de artisanale bakker en industriële toeleveraars maar ook door de consument. Bij de artisanale bakkers en de consument zijn dit spontane fermentatieprocessen van bloem/watermengsels en eventuele andere ingrediënten (met onderhoud van een moederdeeg door backslopping); bij de industriële toeleveraar zijn dit met starterculturen geïnitieerde fermentaties. Echter, van artisanale bakker tot industriële toeleveraar, wordt het zuurdesemfermentatieproces gekenmerkt door een scala aan productieparameters, waarvoor niet altijd duidelijk is wat hun verband is met de dominante micro-organismen (voornamelijk melkzuurbacteriën en gisten) en de eigenschappen van het finaal gevormde zuurdeeg (o.a. zuurtegraad en aroma). Deze beïnvloeden, via het rijs- en bakproces, ook de uiteindelijke broodkwaliteit. Nieuwe inzichten kunnen leiden tot betere backslopping-processen en gestuurde fermentaties.

-      Gefermenteerde dranken als alternatief voor frisdranken

Jonas De Roos, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Recente consumententrends naar duurzamere en gezondere levensmiddelen met een traditioneel karakter en een minder zoet smaakprofiel worden alsmaar belangrijker. Natuurlijke fermentatieprocessen kunnen daartoe bijdragen, in het bijzonder in de productie van gefermenteerde dranken. Immers, de perceptie bestaat dat industrieel geproduceerde frisdranken ongezond zijn. Gefermenteerde dranken met weinig of geen alcohol kunnen hiervoor een gezond alternatief bieden. In veel van deze fermentatieprocessen spelen azijnzuurbacteriën een substantiële rol. Hoewel het onderzoek naar deze microbiële groep in de lift zit, zijn wetenschappelijke data eerder beperkt. Recente innovatieve onderzoekstechnieken vergemakkelijken het onderzoek naar deze en andere microbiële groepen en kunnen een nieuw licht werpen op traditionele fermentatieprocessen in het algemeen en de productie van gefermenteerde dranken in het bijzonder.

13.00u – 13.45u

Lunch

13.45u – 14.30u

  Industriële productie van starterculturen

  Sofie Saerens, Chr. Hansen (Denemarken)

Chr Hansen staat al meer dan 140 jaar aan de top wanneer we spreken over de productie van melkzuurbacteriën. Vandaag de dag produceert Chr Hansen niet alleen melkzuurbacteriën, maar ook een heel scala aan andere bacterien (zoals Bacillus) en gisten. Deze micro-organismen worden voor het grootste deel toegepast in de voedingsindustrie, maar ook in de agro-industrie, zoals in veevoeders en voor crop protectie.

Om aan de top te blijven, is voortdurend innovatie nodig. In deze lezing wordt een overzicht gegeven van het state-of-the-art innovatie-process van de initiële screening tot de uiteindelijke productie en toepassing van micro-organismen. De toepassing die verder zal worden toegelicht is het gebruik van melkzuurbacteriën en gisten in gefermenteerde dranken zoals wijn en bier en hoe inspelen op innovaties in deze sectoren.

14.30u – 15.30u

Innovatie in fermentatie: selectie van superieure gisten voor de productie van bier, brood, chocolade en bio-ethanol

Kevin Verstrepen, The Verstrepen Lab – KU Leuven

Kevin geeft een overzicht van verschillende state-of-the-art technieken voor de karakterisering en verdere verbetering van industriële gisten; gaande van grootschalige kweekprogramma’s tot CRISPR-Cas genetische modificatie en lab-on-chip toepassingen

15.30u – …

Brouwerijbezoek + receptie

Timing

Onderwerp

8.30u - 09.00u

Onthaal & Verwelkoming

9.00u – 10.00u

Het belang van omica in industriële fermentaties

Stefan Weckx, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Reeds decennialang worden spontaan gefermenteerde levensmiddelen bestudeerd om inzicht te krijgen in de microbiële soortdiversiteit en de dynamica van de microbiële gemeenschappen en de geproduceerde metabolieten. De bekomen informatie is cruciaal om microbiële stammen met interessante eigenschappen te selecteren voor gebruik als functionele startercultuur. Hierbij worden innovatieve, gefermenteerde levensmiddelen beoogd met een toegevoegde waarde, zoals een verbeterde textuur en sensorische kwaliteit. De huidige evolutie in high-throughput onderzoeksmethoden, zoals genomica, metagenomica, en meta-metabolomica, bieden unieke opportuniteiten om microbiële stammen en microbiële ecosystemen uitvoeriger te bestuderen, wat uiteindelijk zal resulteren in een rationelere keuze van functionele starterculturen voor de productie van gefermenteerde levensmiddelen.

10.00u – 11.00u

Coagulase-negatieve stafylokokken: relevantie voor de vleesindustrie

Frédéric Leroy, Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie - Vrije Universiteit Brussel

Coagulase-negatieve stafylokokken (CNS) zijn van nature aanwezig tijdens de fermentatie van vlees of kunnen worden toegevoegd als startercultuur. De groep is echter bijzonder verscheiden, zowel wat de diversiteit aan soorten als aan metabool gedrag betreft. Hoewel toepassing van starterculturen, in de regel beperkt tot stammen van Staphylococcus carnosus en S. xylosus, doorgaans leidt tot de ontwikkeling van een goede kleur en smaak tijdens vleesfermentaties lijkt het uitbuiten van de heterogeniteit binnen de CNS-groep mogelijkheden te bieden voor de generatie van meer kwaliteit en veiligheid. Men dient hierbij echter waakzaam te blijven voor eventuele obstakels, zoals veiligheidsaspecten en gebrek aan competitiviteit. Een beter begrip van de invloed van procesfactoren op de ecologische afstemming van CNS zal bijdragen tot de ontwikkeling van nieuwe starterculturen.

11.00u – 11.30u

Pauze

11.30u – 12.30u

Hoe gefermenteerde voedingsmiddelen een positief effect hebben op onze microbiota en immuunsysteem?

Sarah Lebeer, Hoofddocent Microbiologie & Biotechnologie – Universiteit Antwerpen

Gefermenteerde voedingsmiddelen bevatten een zeer hoge dosis aan –vaak levende- nuttige en veilige micro-organismen. Bij melkzuurfermentaties zijn dit vooral melkzuurbacteriën zoals Lactobacillus stammen. Deze melkzuurbacteriën kunnen een positief effect hebben op de microbiota en ons immuunsysteem via verschillende mechanismen, zoals directe inhibitie van potentiële ziekteverwekkers en activatie van belangrijke immuunreceptoren. Deze mechanismen zijn altijd multifactorieel, waardoor het niet eenvoudig is om deze effecten en mechanismen in kaart te brengen.

12.30u – 13.15u

Lunch

13.15u – 14.15u

Interactie van voeding met het darmmicrobioom: sleutel tot de menselijke gezondheid

Tom Van de Wiele, CMET - UGent

De jongste jaren van wetenschappelijk onderzoek hebben aangetoond dat het darmmicrobioom (in de volksmond gekend als darmflora) - dit is de verzameling van micro-organismen in onze spijsvertering - een belangrijk effect kan hebben op de gezondheid. Het veranderen van eetgewoonten en de samenstelling van voeding lijken dan ook voor de hand liggende middelen te zijn om niet alleen rechtstreeks, maar ook onrechtstreeks via het microbioom, onze gezondheid te sturen. Via specifieke voedingsvezels trachten we gezondheidsbevorderende bacteriën te stimuleren; aanwezigheid van bioactieve plantencomponenten lijken zeer specifieke effecten te hebben op sommige bacteriën en op de gezondheid. Ondanks de diverse mogelijkheden om voeding aan te passen aan de noden van het microbioom, zijn er toch ook enkele aandachtspunten. Zo speelt stabiliteit van het voedingsproduct of het voedingssupplement een grote rol. Daarnaast moet rekening gehouden worden met de grote variabiliteit in de samenstelling van het microbioom tussen mensen onderling. Sommigen houden nu reeds rekening met de toekomstige ontwikkeling van gepersonaliseerde voeding.

14.15u – 15.15u

FODMAPs en fructanen:  hype, bedreiging of opportuniteit?

Christophe Courtin - Joran Verspreet, Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie – KU Leuven

Fructanen zijn fructosegebaseerde koolhydraten waaraan tal van gezondheidsbevorderende eigenschappen worden toegeschreven. Fructanconsumptie induceert echter bij bepaalde personen ook gastrointestinale neveneffecten. Ze behoren namelijk tot de FOPMAPs of "Fermentable, Oligo-, Di-, Monosaccharides and Polyols". De interesse voor FODMAPs is de laatste jaren sterk gestegen omdat recente studies aantonen dat FODMAP-vrije diëten gastro-intestinale klachten kunnen verlichten bij mensen die lijden aan het prikkelbaredarmsyndroom en aanverwante aandoeningen. Een wetenschappelijke stand van zaken en potentiële implicaties voor de voedingsindustrie worden besproken.

15.15u – 15.30u

Pauze

15.30u – 16.30u

Bedrijfsgetuigenisen

Beneo - Hélène Alexiou 

Friesland Campina - Arjen Nauta

16.30u - …

Brouwerijbezoek + receptie