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Entwicklung funktioneller Starterkulturen mit höherwertigen und gesundheitsfördernden Eigenschaften zur Produktion des traditionell fermentierten Milchprodukts 'Nono'

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: MRI-MBT-08-KA-921-1040 Nono
Laufzeit: 01.07.2016 - 30.06.2019
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichwörter: Fermentation, Nono, Produktentwicklung, Nigeria

Ziel des Projekts ist, die Fermentation des nigerianischen Milchproduktes „Nono“ wissenschaftlich zu beschreiben und eine kontrollierte Produktherstellung zu entwickeln. Ein kritischer Aspekt in der Entwicklung einer kontrollierten Fermentation ist die Auswahl der Starterkulturen welche in der Fermentation eingesetzt werden sollen. Daher wird in diesem Projekt die Biodiversität der Milchsäurebakterien aus typischen Nono-Fermentationen untersucht und repräsentative Bakterienstämme, die eine Rolle in der Fermentation spielen, werden auf technologische und funktionelle Eigenschaften getestet. Diese Eigenschaften beziehen sich auf die Säuerungsaktivität der Stämme, deren Eignung zur Dicklegung der Milch, Produktion von bioaktiven Peptiden, sowie proteolytische Aktivität. Im Rahmen des Projektes soll daher durch Einsatz von geeigneten Starterkulturen ein mikrobiologisch sicheres Produkt erhalten werden, mit einer langen Haltbarkeit und zusätzlichen gesundheitsfördernden Eigenschaften - u.a. aufgrund von gebildeten bioaktiven Peptiden.

Die mikrobiologischen Populationen der nigerianischen Nono-Produkte Sallah und Kindirimo wurden charakterisiert. Es stellte sich heraus, dass diese Produkte auf einer Milchsäuregärung beruhen und dass die Endprodukte zwischen 15 und 20 g/l Milchsäure enthalten und einen pH-Wert von 3,5 bis 4,0 besitzen. In den Produkten waren 10^7 bis 10^8 Bakterien pro ml enthalten, von denen die meisten zu den Milchsäurebakterien, insbesondere zu den Laktobacillen und in einem geringerem Maße auch Streptokokken, zählten. Die Zahl der Streptokokken schien in den Proben nach 48 bis 72 Stunden auf etwa 10^3 bis 10^5 Bakterien pro ml abzunehmen. Die mikrobiologische Vielfalt in den fermentierten Produkten wurde durch Metagenom-Analysen untersucht, im Zuge derer Milchsäurebakterien als dominante Bakterien festgestellt werden konnten. Allerdings wurden Unterschiede in der Zusammensetzung der Milchsäurebakterien unterhalb der Produkte insofern verzeichnet, dass einige Produkte vorrangig Laktobazillen und Streptokokken enthielten, während in anderen Laktobazillen und Laktokokken vorherrschten. Gram-negative Enterobakterien wie Shigella und Escherichia wurden ebenfalls gefunden. Auch wenn es fraglich ist, ob diese sich in einem Produkt mit einem pH-Wert unter 4,0 aktiv vermehren können, zeigen die Resultate, dass diese Produkte mit pathogenen Bakterien kontaminiert sind. Hierdurch wird ganz deutlich aufgezeigt, dass Starterkulturen zur Gewinnung von gleichbleibend hoch qualitativen und sicheren Produkten entwickelt werden sollten. Diese würden eine stabile und durchgängig ähnliche mikrobielle Zusammensetzung der Produkte sicherstellen sowie Gram-negative Pathogene im Wachstum unterdrücken. Zur Entwicklung potenzieller Starterkulturen mussten die für die Fermentation verantwortlichen Bakterien identifiziert werden. Dafür wurden ungefähr 150 Isolate mittels ihres genetischen Fingerabdrucks gruppiert. Das 16S rRNA-Gen von repräsentativen Isolaten jeder dieser Gruppen wurde sequenziert, um die Bakterien zu identifizieren. Mit Hilfe dieser Methode konnte bestimmt werden, dass Stämme von Lactobacillus fermentum, gefolgt von Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus und Lactobacillus helveticus Stämmen sowie heterofermentativen Kokken (die noch zu identifizieren sind) mit der Fermentation in Nono-Produkten assoziiert sind. Bisher wurden die Genome von drei dieser repräsentativen Bakterien (L. fermentum, L. helveticus und L. delbrueckii subsp. bulgaricus) sequenziert, um Aussagen über ihren potenziellen technologischen Charakter treffen zu können. Zukünftige Forschungen sollen sich auf die Kombination dieser Kulturen zur Herstellung von Nono im Labormaßstab fokussieren.

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