Die Käsereifung ist ein komplexer und langwieriger biochemischer Prozeß, der hauptsächlich von der Entwicklung der Mikroflora der Käseschmiere beeinflußt wird und von zahlreichen Umgebungsparametern, wie pH und Temperatur abhängig ist. Die Zusammensetzung der Schmiere ist insofern bedeutsam, als sie für die meisten sensorischen und optischen Eigenschaften des Käses, wie Geschmack, Farbe und Textur verantwortlich ist. Aus diesem Grund zeigt die milchwirtschaftliche Industrie ein besonderes Interesse an der Verkürzung der Reifungszeit. Eine mögliche Methode den Reifungsprozess zu beschleunigen ist die Verwendung speziell modifizierter Mikroorganismen, die dennoch die gewünschten phänotypischen Eigenschaften aufweisen. Im Verlauf dieser Arbeit wurden vier an der Käsereifung beteiligten Spezies, C. variabile, C. ammoniagenes, S. equorum und K. palustris, an niedrige pH-Werte adaptiert. Die Arten C. ammoniagenes und S. equorum wurden an pH 5,3 adaptiert. Für C. variabile ergaben sich vier Mutanten, die bei 15°C und 30°C ein besseres Wachstum aufwiesen als die Ausgangsstämme. Im Fall von S. equorum wurden drei Mutanten gefunden, die phänotypisch den Ursprungsstamm bei 30°C übertrafen. Allerdings zeigte nur ein Stamm die gewünschte Eigenschaft bei 15°C. C. ammoniagenes und K. palustris wurden an pH 5,8 adaptiert, woraus zwei bzw. drei mutierte Stämme resultierten. Beide Stämme von C. ammoniagenes übertrafen den Ursprungsstamm bei 15 bzw. 30°C. Die wünschenswerten Eigenschaften der K. palustris zeigten sich jedoch nur bei 30°C und ergaben keine nennenswerte Verbesserung gegenüber dem Ausgangsstamm bei 15°C. Aus diesen Ergebnissen folgt, dass die klassische Methode zur Verbesserung der Stämme mit gewissen Einschränkungen für die Entwicklung von Stämmen zur Beschleunigung der Käsereifung nützlich sein kann. Im zweiten Teil der Arbeit wurde mittels quantitativer Real-Time-PCR die Sukzession eines definierten mikrobiellen Konsortiums in einem definierten Käse-Agar-System bestimmt. Das Konsortium bestand aus der Hefe Debaryomyces hensenii und fünf verschiedenen Arten von Reifungsbakterien (Corynebacterium variabile, C. ammoniagenes, Staphylococcus equorum, S. warneri und Kocuria palustris). Zur individuellen Identifizierung wurden spezies-spezifische Primer auf Basis der 16S und 18S ribosomalen DNA-Sequenzen entwickelt. Der Agar wurde mit einer Mischung aus 102 CFU/ml Hefe D. hansenii und 105 CFU/ml Reifungsbakterien beimpft. Über einen Zeitraum von elf Tagen wurden Proben entnommen. Die Identifizierung und Quantifizierung der Spezies erfolgte sowohl über Real-Time-PCR als auch über Kultivierungsmethoden. Dabei zeigte sich eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse aus beiden Methoden, mit einer Korrelation von 0,929 bzw. 0.915 bei der Bestimmung der Gesamtkeimzahl bzw. Zellzahl der Hefen. S. equorum zeigte sich dabei als dominanter Organismus, gefolgt von C. variabile, C. ammoniagenes und K. palustris. Keines der Mikroorganismen wurde aus dem Konsortium verdrängt, was ein Hinweis auf ihre gute Anpassung an die Umgebung ist. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Real-Time-PCR eine geeignete Methode für das Monitoring von Spezies in einem Konsortium begrenzter Komplexität ist. Mikroorganismen sind ständig veränderlichen Umweltbedingungen ausgesetzt. Um z.B. Temperaturschwankungen und Nährstoffmangel zu überdauern, adaptieren sie sich über die Veränderung ihrer Genexpression. Saure Umgebungsbedingungen betreffen sowohl pathogene als auch fermentative Mikroorganismen. In dieser Arbeit wurde mittels Microarray Technologie das Expressionprofil eines säure-adaptierten Stammes von C. glutamicum als einem biotechnologisch bedeutsamen Mikroorganismus untersucht. Insgesamt wurden 116 hoch regulierte und 90 herunter regulierte Gene nachgewiesen, die zusammen etwa 10% der Gene im Genom ausmachen. Die meisten Gene konnten in folgende drei Gruppen eingeteilt werden: Transkriptionsregulatoren, Stofftransport und Metabolismus. Unter den hoch regulierten ORFs befanden sich vier Operons Fe3+-abhängiger ABC-Transporter. Um die Expression der Siderophore unter niedrigen pH-Bedingungen zu testen, wurde die Verfügbarkeit von Eisen in Minimal- und Vollmedium bewertet. Die Untersuchungen ergaben eine niedrigere Expressionsrate im Minimalmedium vermutlich aufgrund Eisen-limitierender Bedingungen in Vollmedium mit niedrigem pH. Für eine weitere Charakterisierung der hoch regulierten Gene wurden 17 Deletions-Mutanten hergestellt und phänotypisch im Bezug auf niedrige pH untersucht. Die sigB und sigE Mutanten zeigten einen signifikanten negativen Effekt bei niedrigem pH-Wert. Deshalb wird eine Bedeutung dieser Gene bei der Anpassung an sauere Umgebungsbedingungen vermutet. Für alle anderen Deletions-Mutanten ergaben sich keine signifikanten Effekte, was ein Hinweis auf die Redundanz des pH-Homöostase-Systems ist.
«
Die Käsereifung ist ein komplexer und langwieriger biochemischer Prozeß, der hauptsächlich von der Entwicklung der Mikroflora der Käseschmiere beeinflußt wird und von zahlreichen Umgebungsparametern, wie pH und Temperatur abhängig ist. Die Zusammensetzung der Schmiere ist insofern bedeutsam, als sie für die meisten sensorischen und optischen Eigenschaften des Käses, wie Geschmack, Farbe und Textur verantwortlich ist. Aus diesem Grund zeigt die milchwirtschaftliche Industrie ein besonderes Intere...
»
Login
BibTeX