Je weet er misschien niet veel van, maar je hebt vrijwel zeker wel eens iets gegeten waar melkzuurbacteriën een handje in hebben gehad. Ter gelegenheid van een nieuw supplement in Microbial Cell Factories vertelt gastredacteur Eric Johansen ons zijn 12 redenen waarom u het zou moeten lezen.
Melkzuurbacteriën hebben een lange gebruiksgeschiedenis in de voedingsindustrie, waar ze vooral bekend zijn voor het veranderen van melk in kaas of yoghurt, kool in zuurkool of kimchi, en zelfs het verbeteren van de kwaliteit van wijn. Ze worden ook geconsumeerd in probiotische producten vanwege hun gezondheidsbevorderende effecten.
We hebben een heel supplement gewijd aan deze ‘vriendelijke’ bacteriën, en dit zijn mijn 12 redenen waarom je over ze moet lezen:
1. Hun oppervlaktestructuur is fascinerend, en “mooi”
Een uitgebreid en prachtig geïllustreerd overzicht, door Marie-Pierre Chapot-Chartier en Saulius Kulakauskas, beschrijft de structuur en functie van het celoppervlak van melkzuurbacteriën. Het buitenoppervlak van de cel is het primaire contact met de externe omgeving en als zodanig een belangrijke determinant van hun specifieke eigenschappen.
2. Zij kunnen infecties oplopen die hun functionaliteit veranderen
Zoals andere bacteriën kunnen melkzuurbacteriën geïnfecteerd worden door virussen, bacteriofagen genaamd. Omdat dit belangrijke gevolgen heeft voor hun functionaliteit, wordt de interactie tussen hen en hun bacteriofagen al tientallen jaren bestudeerd. De laatste resultaten op dit gebied worden besproken door Jennifer Mahoney en collega’s.
3. Kaasmaken met hen is een verrassend complex proces
Tijdens de productie van Goudse kaas worden melkzuurbacteriën toegevoegd als een complexe gemeenschap. Eddy Smid en medewerkers hebben de samenstelling gekarakteriseerd van een ongedefinieerde startercultuur die wordt gebruikt om Goudse kaas te maken en hebben de populatiedynamiek in de tijd gevolgd. Dit schijnbaar eenvoudige proces gaat gepaard met complexe interacties tussen microben en microben, wat leidt tot een veerkrachtig proces, zelfs in aanwezigheid van bacteriofaag.
Melkzuurbacteriën zijn een belangrijk ingrediënt bij de bereiding van Goudse kaas. (Afbeelding met dank aan Eelke Dekker)
4. Ze kunnen ongewenste bacteriën doden en voedsel veiliger maken
Melkzuurbacteriën remmen of doden ongewenste bacteriën in voedsel en in het menselijk lichaam door een aantal mechanismen, waaronder de productie van melkzuur en antimicrobiële peptiden (bacteriocines). Rodney Perez en collega’s beschrijven recente resultaten bij het herkennen welke van deze bacteriën bacteriocinen produceren, karakterisering van deze bacteriocinen, en hoe bacteriocinen, en de bacteriën die ze produceren, kunnen worden gebruikt om de voedselvoorziening veiliger te maken.
5. Ze worden voortdurend verbeterd
Door voortdurende veranderingen in consumentenvoorkeuren en uitdagingen bij de productie en het gebruik van LAB onder industriële omstandigheden, is er een voortdurend aanwezige behoefte aan de ontwikkeling van stammen met verbeterde eigenschappen. Stamontwikkeling gebeurt meestal met klassieke stamverbeteringsmethoden. Deze worden besproken door Patrick Derkx en collega’s. Door slim gebruik van selectiemethoden en geautomatiseerde screening kunnen culturen worden verbeterd in relevante eigenschappen, waaronder: verbeterde bacteriofaagresistentie; verbeterde textuur of smaakvorming; verhoogde stresstolerantie; en eliminatie van ongewenste eigenschappen.
6. Er zijn verschillende manieren waarop zij onze gezondheid kunnen verbeteren
De zesde reden om dit speciale nummer te lezen is het overzicht door Francesca Bottacini en medewerkers , waarin de diversiteit en eigenschappen van bacteriën van het genus Bifidobacterium worden beschreven en de vele manieren waarop deze microben de menselijke gezondheid kunnen verbeteren. Bifidobacterium, alleen of in combinatie met Lactobacillus, is aanwezig in de meeste probiotische producten en deze auteurs beschrijven verschillende mechanismen waardoor Bifidobacterium de menselijke gezondheid ten goede komt.
7. Ze kunnen de ontwikkeling en het gedrag van fruitvliegen beïnvloeden
Renata Matos en François Leulier bestuderen gastheer-microbe interacties met speciale aandacht voor interacties tussen Lactobacillus en de fruitvlieg (Drosophila melanogaster). Het maag-darmkanaal van de fruitvlieg is de thuisbasis van een enorme populatie bacteriën waaronder een grote fractie melkzuurbacteriën. Deze bacteriën zijn betrokken bij de bescherming van de gastheer tegen infecties, zorgen ervoor dat een juiste balans van voedingsstoffen uit de voeding wordt gehaald en beïnvloeden zelfs complexe eigenschappen als ontwikkeling en gedrag.
8. Ze worden gebruikt om infecties te voorkomen
Marijke Segers en Sarah Lebeer presenteren de nieuwste resultaten betreffende Lactobacillus rhamnosus stam GG (LGG). Deze stam wordt gebruikt bij de preventie en behandeling van gastro-intestinale infecties en diarree, en bij de verbetering van de immuunrespons. Een probleem bij probiotica-onderzoek is dat niet alle klinische studies tot dezelfde conclusie komen. Redenen hiervoor zijn onder meer verschillen in de gastheren en verschillen in de bacterie zelf. Externe structuren zoals pili, extracellulaire polysacchariden, lipoteichoëzuren en uitgescheiden eiwitten zouden een rol spelen bij het gezondheidsbevorderende vermogen van LGG.
9. Ze worden ontwikkeld voor gebruik in antigeenspecifieke immuuntherapie
Sofie Robert en Lothar Steidler hebben Lactococcus lactis genetisch gemodificeerd voor gebruik in antigeenspecifieke immuuntherapie. De beproevingen van het ontwikkelen en uiteindelijk op de markt brengen van een dergelijk product worden beschreven.
Lactococcus lactis-bacteriën van veraf. (Afbeelding met dank aan Minyoung Choi)
10. We krijgen nieuwe inzichten in hun evolutie
De recente vooruitgang in de genomica van melkzuurbacteriën wordt besproken door François Douillard en Willem de Vos. Het vergelijken van de genoomsequenties van vele van hen heeft geleid tot een aanzienlijk inzicht in hoe deze bacteriën zijn geëvolueerd, zowel in het laboratorium als tijdens hun langdurig gebruik in voedselfermentaties. Er is kennis ontwikkeld over hoe zij op hun omgeving reageren en over specifieke genen die betrokken zijn bij interacties met de gastheer.
11. Technieken om hun genen te veranderen zouden ons “betere” bacteriën kunnen opleveren
Methoden om specifieke genen in melkzuurbacteriën precies te veranderen worden beschreven door J.-P. van Pijkeren en Robert Britton en kunnen het mogelijk maken de verzamelde kennis over de genetica en de fysiologie van deze bacteriën te gebruiken voor het ontwerpen en ontwikkelen van verbeterde stammen met betere industriële eigenschappen of een groter vermogen om de gezondheid te bevorderen.
12. Al deze papers over hen zijn samengebracht op één plaats
De twaalfde en laatste reden om over deze fascinerende bacteriën te lezen is dat al deze informatie op één plaats is samengebracht in onze speciale uitgave, zodat u echt geen excuus hebt. De elf papers zijn geschreven door experts in hun relevante vakgebieden en vertegenwoordigen de state-of-the-art in deze opwindende onderzoeksthema’s. Deze artikelen werden gepresenteerd op het 11e Internationale Symposium over melkzuurbacteriën (http://www.lab11.org/).