FLANDERS' FOOD RADAR

Identificatie van microbiota via PCR in gefermenteerde worstwaren

Fermenteren is een traditionele manier van voedselbewaring die regelmatig toegepast wordt in de vleeswarenindustrie. Gedurende de fermentatie treden complexe biochemische en fysische reacties op onder invloed van de metabolische activiteiten van micro-organismen. Deze resulteren in veranderingen van de oorspronkelijke karakteristieken van het rauwe materiaal. Gezien succes of mislukking van de fermentatie bepaald wordt door de aanwezige micro-organismen bestaat er een behoefte om de microbiële populatie op te volgen gedurende het productieproces.

In het PWO-project: “Identificatie van microbiota via PCR in gefermenteerde worstwaren” werd gekozen voor een aanpak die teruggaat naar de drager van erfelijke informatie in elk levend wezen (en dus ook in bacteriën), namelijk het DNA en werd gebruik gemaakt van PCR. Het onderzoek werd uitgevoerd vanuit de vakgroep Life Sciences binnen het Departement Gent (KAHO Sint-Lieven) onder leiding van Dr. Leen Van Houdt, in samenwerking met de onderzoeksgroep Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten. 

PCR is een vlugge en eenvoudige manier om uit zeer kleine hoeveelheden DNA specifieke DNA fragmenten te vermenigvuldigen. Vooraleer er een DNA analyse via PCR uitgevoerd kan worden, moet het DNA geëxtraheerd worden uit de bacteriën, of uit de gefermenteerde worstwaren. Vervolgens wordt gecontroleerd of het geëxtraheerde DNA voldoende zuiver, intact en amplificeerbaar is. Ten slotte kan er overgegaan worden tot de identificatie. De identificatie gebeurt door middel van een PCR met species specifieke primerparen. Deze species specifieke primerparen worden na selectie uit de vakliteratuur eerst getest naar hun bruikbaarheid op commercieel beschikbare bacteriële stammen. Wanneer deze PCR’s na de nodige optimalisatie bruikbaar bevonden zijn, kan er overgegaan worden tot de identificatie van de bacteriële stammen in gefermenteerde worstwaren. 

De focus van het onderzoek was in een eerste luik gericht op de identificatie van bacteriële stammen van starterculturen doorheen de productieprocedure van gefermenteerde worstwaren.

In het onderzoek is er gekozen voor de commerciële startercultuur TEXEL SA®306. De startercultuur bevat Lactobacillus sakei, Staphylococcus carnosus en Staphylococcus xylosus. Er zijn vier species specifieke primerparen geschikt bevonden: 1 voor Lactobacillus sakei, 1 voor Staphylococcus carnosus en 2 voor Staphylococcus xylosus. Deze zijn vervolgens gebruikt voor de identificatie van bacteriële stammen uit de gefermenteerde worstwaren. De aanwezigheid van de 3 species uit de startercultuur in de gefermenteerde worstwaren kan aangetoond worden via PCR. 

In het tweede luik van het onderzoek lag de focus op de identificatie van bacteriële stammen van probiotische starterculturen doorheen de productieprocedure van gefermenteerde vleeswaren. “Probiotica” werd door een expertencomité van de Voedsel- en Landbouworganisatie (Food and Agriculture Organization, FAO) van de Verenigde Naties en de Wereldgezondheidsorganisatie (World Health Organization, WHO) als volgt gedefinieerd: ‘levende micro-organismen die, wanneer zij geconsumeerd worden in voldoende hoeveelheden als deel van de voeding, een gezondheidsvoordeel opleveren voor de consument’ (FAO/WHO, 2001)1. Het gebruik van probiotica in gefermenteerde worstwaren is een interessante toepassing om via de consumptie een gezondheidsbevorderend effect te beogen. Toevoegen van probiotica aan gefermenteerde worstwaren is ook technisch mogelijk aangezien er tijdens het productieproces niet langdurig bij hoge temperaturen wordt verhit en kan gebeuren door ze deel te laten uitmaken van de startercultuur.

In dit PWO-project werd er gekozen om de startercultuur Lyofast BGP 93 en Lactobacillus paracasei LTH2579 te gebruiken als probiotische culturen. De startercultuur Lyofast BGP 93 bevat Lactobacillus casei LC-01. Er werd voor elke probiotische cultuur één specifiek primerpaar geschikt bevonden. 

Er werden 2 batches gefermenteerde worstwaren met probiotische culturen aangemaakt; batch A met de startercultuur SA 306 en lyofast BGP 93 en batch B met dezelfde startercultuur en Lactobacillus paracasei LTH 2579. In beide batches werden zelfde hoeveelheden van de startercultuur en probiotische cultuur toegevoegd. Tijdens het productieproces werden stalen genomen voor de identificatie van levende mico-organismen in salami; vanuit de salami stalen werd er geënt op een MRS (De Man, Rogosa en Sharpe agar) voedingsbodem. Deze bodem wordt gebruikt voor het opkweken van lactobacillen. Voor batch A was op dag 3 van de productie slechts 1% van de geïdentificeerde lactobacillen de probiotische stam Lactobacillus casei LC-01 (lyofast BGP 93 ); bij batch B werden 18 % van de op MRS groeiende kolonies geïdentificeerd als de probiotische Lactobacillus paracasei LTH2579. Verschillende probiotische stammen blijken duidelijk een verschillende overleving te vertonen in salami bereid met startercultuur SA 306. 

KAHO Sint-Lieven organiseert een seminarie in het najaar 2012 waar de resultaten van het PWO-project uitvoerig besproken worden. Meer info volgt.

Bronnen

Nuttige links