Metabolic activity and symbiotic interaction of bacteria and yeasts in water kefir
Translated title:
Metabolische Aktivität und symbiotische Wechselwirkungen von Bakterien und Hefen in Wasserkefir
Author:
Stadie, Jasmin
Year:
2013
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan
Advisor:
Vogel, Rudi F. (Prof. Dr.)
Referee:
Zäh, Michael F. (Univ. Prof. Dr.-Ing.), Abele, Eberhard (Univ. Prof. Dr.-Ing.); Scherer, Siegfried (Prof. Dr.)
Language:
en
Subject group:
BIO Biowissenschaften; LEB Lebensmitteltechnologie
Keywords:
water kefir, interaction, symbiosis, mutualism
Translated keywords:
Wasserkefir, Interaktion, Symbiose, Mutualismus
TUM classification:
BIO 136d; BIO 210d; BIO 274d; BIO 310d; BIO 325d; BIO 424d; BIO 485d; BIO 503d; BIO 523d; LEB 600d; LEB 602d; LEB 606d; LEB 619d; LEB 710d; CIT 965d
Abstract:
Water kefir consists of a symbiotic association of different bacteria and yeasts embedded in polysaccharide grains, which ferment a sucrose solution supplemented with dried fruits to a tasty beverage. Different consortia harbor microbiomes comprising a similar metabolic core delivering beverages with similar content of major metabolic compounds. Based on limited nitrogen content in water kefir medium, isolates compete for it and rely on support of each other. Co-cultivation experiments with yeasts and lactobacilli isolated from water kefir delineates mutualism in water kefir. Enhanced formation of metabolites and glycolytic proteins demonstrates the increasing metabolic activity of single organisms during co-cultivation. Lactobacilli optimize the physical environment for Zygotorulaspora florentina while acidifying the milieu. Co-cultivated yeasts are induced to supply amino acids and vitamins, which are essential for lactobacilli.
Translated abstract:
Wasserkefir ist eine symbiotische Gemeinschaft aus verschiedenen Bakterien und Hefen, die eine Saccharose-Lösung mit getrockneten Früchten zu einem Getränk fermentieren. Unterschiedliche Konsortien beherbergen Mikrobiome vergleichbarer metabolischer Aktivität, die Getränke mit ähnlicher Metabolit Zusammensetzung hervorbringen. Wasserkefirmedium ist ein Stickstoff-limitiertes Milieu, in dem Mikroorganismen im Wettbewerb stehen und in Interaktionen Vorteile haben. Co-Kultivierungsversuche mit Hefen und Laktobazillen zeigten mutualistische Verhältnisse in Wasserkefir. Die erhöhte Produktion von Metaboliten und glykolytischen Proteinen verdeutlicht eine verstärkte metabolische Aktivität in Co-Kultivierung. Laktobazillen optimieren die Umgebung für Zygotorulaspora florentina durch Herabsetzung des pH-Werts im Milieu. Die Hefen sind im Gegenzug dazu veranlasst für Laktobazillen essentielle Aminosäuren und Vitamine zur Verfügung zu stellen.
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