Sie wissen vielleicht nicht viel über sie, aber Sie haben mit Sicherheit schon einmal etwas gegessen, an dem Milchsäurebakterien beteiligt waren. Anlässlich einer neuen Beilage in Microbial Cell Factories nennt uns Gastredakteur Eric Johansen seine 12 Gründe, warum Sie es lesen sollten.
Milchsäurebakterien haben eine lange Geschichte in der Lebensmittelindustrie, wo sie am besten dafür bekannt sind, Milch in Käse oder Joghurt zu verwandeln, Kohl in Sauerkraut oder Kimchi und sogar die Qualität von Wein zu verbessern. Auch in probiotischen Produkten werden sie wegen ihrer gesundheitsfördernden Wirkung konsumiert.
Wir haben diesen „freundlichen“ Bakterien eine ganze Beilage gewidmet, und hier sind meine 12 Gründe, warum Sie etwas über sie lesen sollten:
1. Ihre Oberflächenstruktur ist faszinierend und „schön“
Eine umfassende und schön illustrierte Übersichtsarbeit von Marie-Pierre Chapot-Chartier und Saulius Kulakauskas beschreibt die Struktur und Funktion der Zelloberfläche von Milchsäurebakterien. Die äußere Oberfläche der Zelle ist der primäre Kontakt mit der äußeren Umgebung und als solcher ein Schlüsselfaktor für ihre spezifischen Eigenschaften.
2. Sie können Infektionen bekommen, die ihre Funktionalität verändern
Wie andere Bakterien können auch Milchsäurebakterien von Viren, sogenannten Bakteriophagen, infiziert werden. Da dies wichtige Auswirkungen auf ihre Funktionalität hat, wird die Wechselwirkung zwischen ihnen und ihren Bakteriophagen seit Jahrzehnten untersucht. Die neuesten Ergebnisse auf diesem Gebiet werden von Jennifer Mahoney und Kollegen vorgestellt.
3. Die Käseherstellung mit ihnen ist ein überraschend komplexer Prozess
Bei der Herstellung von Gouda-Käse werden Milchsäurebakterien als komplexe Gemeinschaft hinzugefügt. Eddy Smid und seine Mitarbeiter haben die Zusammensetzung einer nicht näher definierten Starterkultur, die zur Herstellung von Gouda verwendet wird, charakterisiert und die Populationsdynamik über die Zeit verfolgt. Dieser scheinbar einfache Prozess beinhaltet komplexe Mikroben-Mikroben-Interaktionen, die zu einem widerstandsfähigen Prozess führen, selbst in Gegenwart von Bakteriophagen.
Milchsäurebakterien sind ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Gouda-Käse. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Eelke Dekker)
4. Sie können unerwünschte Bakterien abtöten und Lebensmittel sicherer machen
Milchsäurebakterien hemmen oder töten unerwünschte Bakterien in Lebensmitteln und im menschlichen Körper durch eine Reihe von Mechanismen, darunter die Produktion von Milchsäure und antimikrobiellen Peptiden (Bakteriozinen). Rodney Perez und Kollegen beschreiben die jüngsten Ergebnisse bei der Erkennung, welche dieser Bakterien Bakteriozine produzieren, die Charakterisierung dieser Bakteriozine und wie Bakteriozine und die Bakterien, die sie produzieren, eingesetzt werden können, um die Lebensmittelversorgung sicherer zu machen.
5. Sie werden ständig verbessert
Aufgrund des ständigen Wandels der Verbraucherpräferenzen und der Herausforderungen bei der Herstellung und Verwendung von LAB unter industriellen Bedingungen besteht ein ständiger Bedarf an der Entwicklung von Stämmen mit verbesserten Eigenschaften. Die Entwicklung von Stämmen erfolgt in der Regel mit klassischen Methoden der Stammverbesserung. Diese werden von Patrick Derkx und Kollegen untersucht. Durch geschickten Einsatz von Selektionsmethoden und automatisiertem Screening können Kulturen in relevanten Eigenschaften verbessert werden, darunter: verbesserte Resistenz gegen Bakteriophagen, verbesserte Textur oder Geschmacksbildung, erhöhte Stresstoleranz und Beseitigung unerwünschter Eigenschaften.
6. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie sie unsere Gesundheit verbessern können
Der sechste Grund, diese Sonderausgabe zu lesen, ist die Übersichtsarbeit von Francesca Bottacini und Mitarbeitern, in der die Vielfalt und die Eigenschaften von Bakterien der Gattung Bifidobacterium beschrieben werden und die vielen Möglichkeiten, wie diese Mikroben die menschliche Gesundheit verbessern können. Bifidobacterium, allein oder in Kombination mit Lactobacillus, sind in den meisten probiotischen Produkten enthalten, und die Autoren beschreiben mehrere Mechanismen, durch die Bifidobacterium der menschlichen Gesundheit zugute kommt.
7. Sie können die Entwicklung und das Verhalten von Fruchtfliegen beeinflussen
Renata Matos und François Leulier untersuchen die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Mikroben mit besonderem Schwerpunkt auf den Wechselwirkungen zwischen Lactobacillus und der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster). Der Magen-Darm-Trakt der Fruchtfliege beherbergt eine riesige Bakterienpopulation, darunter eine große Fraktion von Milchsäurebakterien. Diese Bakterien sind am Schutz des Wirts vor Infektionen beteiligt, sorgen für ein ausgewogenes Verhältnis von Nährstoffen aus der Nahrung und beeinflussen sogar so komplexe Eigenschaften wie Entwicklung und Verhalten.
8. Sie werden zur Vorbeugung von Infektionen eingesetzt
Marijke Segers und Sarah Lebeer präsentieren die neuesten Ergebnisse zu Lactobacillus rhamnosus Stamm GG (LGG). Dieser Stamm wird zur Vorbeugung und Behandlung von Magen-Darm-Infektionen und Durchfall sowie zur Verbesserung der Immunantwort eingesetzt. Ein Problem in der Probiotika-Forschung ist, dass nicht alle klinischen Studien zu den gleichen Ergebnissen kommen. Dies liegt unter anderem an den Unterschieden zwischen den Wirten und dem Bakterium selbst. Es wird vermutet, dass externe Strukturen wie Pili, extrazelluläre Polysaccharide, Lipoteichonsäuren und ausgeschiedene Proteine eine Rolle bei der gesundheitsfördernden Wirkung von LGG spielen.
9. Sie werden für den Einsatz in der antigenspezifischen Immuntherapie entwickelt
Sofie Robert und Lothar Steidler haben Lactococcus lactis für den Einsatz in der antigenspezifischen Immuntherapie genetisch verändert. Sie beschreiben die Schwierigkeiten bei der Entwicklung und schließlich bei der Markteinführung eines solchen Produkts.
Lactococcus lactis Bakterien aus der Ferne. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Minyoung Choi)
10. Wir erhalten neue Einblicke in ihre Evolution
Neue Fortschritte in der Genomik von Milchsäurebakterien werden von François Douillard und Willem de Vos vorgestellt. Der Vergleich der Genomsequenzen vieler dieser Bakterien hat zu beträchtlichen Erkenntnissen darüber geführt, wie sich diese Bakterien entwickelt haben, sowohl im Labor als auch während ihrer langen Verwendung in der Lebensmittelfermentation. Es wurden Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sie auf ihre Umgebung reagieren und welche Gene an den Interaktionen mit dem Wirt beteiligt sind.
11. Techniken zur Veränderung ihrer Gene könnten uns „bessere“ Bakterien liefern
Methoden zur präzisen Veränderung spezifischer Gene in Milchsäurebakterien werden von J.-P. van Pijkeren und Robert Britton beschrieben und könnten es ermöglichen, das gesammelte Wissen über die Genetik und Physiologie dieser Bakterien für die Konzeption und Entwicklung verbesserter Stämme mit besseren industriellen Eigenschaften oder erhöhter Fähigkeit zur Gesundheitsförderung zu nutzen.
12. Alle Arbeiten über diese Bakterien sind an einem Ort versammelt
Der zwölfte und letzte Grund, über diese faszinierenden Bakterien zu lesen, ist, dass all diese Informationen in unserer Sonderausgabe an einem Ort versammelt sind, so dass Sie wirklich keine Entschuldigung haben. Die elf Beiträge wurden von Experten auf ihrem jeweiligen Gebiet verfasst und repräsentieren den neuesten Stand der Forschung zu diesen spannenden Themen. Diese Beiträge wurden auf dem 11. Internationalen Symposium über Milchsäurebakterien (http://www.lab11.org/) vorgestellt.