En ny metode fra forskere på DTU Fødevareinstituttet kan gøre det hurtigere at finde bakterier, der både kan bruges til fermentering og til at øge indholdet af B2-vitamin i sojadrik. I studiet blev mikrobiomet (det komplette bakteriesamfund) fra humlebier undersøgt og testet for evnen til at producere B2-vitamin i mikroskopiske dråber.
”Vores forskning viser, at det er muligt direkte at screene hele mikrobielle samfund hurtigt, og at man kan finde lovende bakterier fra miljøprøver uden forudgående isolering og analyse af de enkelte bakterier. Det kan gøre udviklingen af nye starterkulturer hurtigere og mere målrettet,” siger lektor Claus Heiner Bang-Berthelsen fra DTU Fødevareinstituttet.
Forskere fandt lovende bakterier i humlebier
Studiet tager udgangspunkt i et problem, som mange plantebaserede mejerialternativer deler: de indeholder færre vitaminer og mineraler end komælk. Et af de næringsstoffer, der typisk mangler, er B2-vitamin (riboflavin).
Forskerne ville derfor hurtigt kunne finde frem til bakterier, som både trives i soyadrik og samtidig selv danner B2-vitamin under fermentering. De brugte bakterier fra humlebiers tarme som udgangspunkt for screening af mulige bakteriekandidater.
”Humlebier lever tæt på planter, og deres tarme rummer mange mikroorganismer, som allerede er tilpasset plantebaserede omgivelser. Derfor var det interessant for os at teste, om vi i humlebierne kunne finde nogle bakterier, der kunne producere B2-vitamin i soyadrik,” siger postdoc Hang Xiao fra DTU Fødevareinstituttet.
Bakterierne blev testet i mikroskopiske dråber
Forskerne anvendte en eksisterende teknologi, kendt som ”dråbescreening”, på en ny måde i studiet.
”I modsætning til konventionel dyrkning og screening ved hjælp af agarplader, indkapslede vi biernes tarmbakterier i mikroskopiske dråber, så hver dråbe kun indeholdt én bakterie og fungerede som et lukket dyrkningskammer. På den måde kunne den enkelte bakterie analyseres med ultrahøj hastighed, hvilket gjorde det muligt for os at screene millioner af bakterieceller på få timer,” siger Hang Xiao.
Almindelige sojadrikke er ofte uklare, hvilket kan forstyrre målingerne. For at gøre dråbescreening brugbar til sojabaserede drikke udviklede forskerne et meget gennemsigtigt sojamedium.
”Ved at gøre soyavæsken gennemsigtig kunne vi både screene bakterierne i et miljø, der lignede deres fremtidige anvendelse, og samtidig få mere stabile dråber og mere præcise målinger,” siger Claus Heiner Bang-Berthelsen.
Bakterierne blev først udsat for roseoflavin, et stof, der strukturelt ligner riboflavin, og som kan fremme væksten af de bakterier, der er bedst egnet til at producere B2-vitamin. Forskerne udvalgte derefter de dråber, der lyste stærkest, da høj fluorescens indikerer høj B2-vitamin-produktion.
”Den dråbebaserede metode til mikrobiologisk screening sparede os for flere måneders arbejde og reducerede ressourceforbruget betydeligt sammenlignet med traditionelle screeningsmetoder,” siger Claus Heiner Bang-Berthelsen.
En særlig mælkesyrebakterie skilte sig ud
Blandt de fundne bakterier viste en mælkesyrebakterie sig at være særlig interessant.
Da forskerne testede bakterien i rigtige plantebaserede produkter, viste den sig især at fungere godt i soyadrik.
”Resultaterne tyder på, at bakterien ikke kun fungerer under laboratorieforhold, men også i faktiske fødevarer, der indeholder en hel del protein,” siger Hang Xiao.
Det viste sig, at bakterien fortsatte med at producere B2-vitamin i soyadrik selv ved høje niveauer af tilsat (beriget) B2-vitamin, hvilket demonstrerer en robust og stabil produktion.
Den klarede sig generelt dårligere i ris- og havredrikke og i nogle mandeldrikke, hvilket forskerne kobler til lavt proteinindhold. Deres tolkning er, at bakterien har brug for et vist niveau af fermenterbart protein for at kunne vokse godt og producere B2-vitaminet effektivt.
Bakterien viste sig også at kunne udnytte mange forskellige sukkerarter. Det gør den interessant som mulig starterkultur i plantebaserede fermenteringer, fordi den ikke er låst fast til ét meget snævert substrat.
”Det spændende ved metoden er, at den ikke kun kan påvise vitamin B2-producerende bakterier i sojadrikke. Den kan også tilpasses til at påvise andre interessante stoffer, forudsat at de kan påvises ved hjælp af fluorescens. Metoden fungerer dog kun, hvis mediet er gennemsigtigt, og hvis fluorescensen ikke er skadelig for bakterierne,” siger Hang Xiao.
