Das genetische Programm des Fleischbakteriums Lactobacillus sakei

Quelle:

1. Nature Biotechnology 23 (2005), 1527-1533
2. Nature Biotechnology 23 (2005), 1494-1495.

Milchsäurebakterien werden traditionell mit Fermentation, Säuerung und Lebensmittelkonservierung in Verbindung gebracht. Täglich werden große Mengen dieser Bakterien in Joghurt, Käse und fermentierten Fleischerzeugnissen verzehrt. Lactobacillus sakei ist ein hochspezialisiertes Bakterium, das man vorwiegend auf Fleischoberflächen findet. Dort verhindert es unter bestimmten Voraussetzungen das Wachstum unerwünschter Mikroorganismen.

Ursprünglich aus japanischem Reiswein isoliert, fand L. sakei bis Mitte der 1980er Jahre nur wenig Beachtung. Damals fand man, dass L. sakei und sein naher Verwandter, L. curvatus, die bedeutendsten Milchsäurebakterien für die spontane Fermentation von Fleisch bei der Herstellung von Salami und anderen fermentierten Rohwürsten sind.

Gleichzeitig stellte sich heraus, dass ähnliche Stämme in der Kälte auch die Mikroflora von Vakuum verpacktem Fleisch und verarbeitetem Fleisch beherrschen. Im Folgenden erwies sich L. sakei als robuste und sehr wettbewerbsstarke Starterkultur für Fleischerzeugnisse.

Die Milchsäurebakterien im Allgemeinen erlebten in den 1990er Jahren eine Hochphase der grundlegenden und angewandten Forschung zu ihren Bacteriocinen. Dabei handelt es sich um kleine Eiweißverbindungen, die das Wachstum wichtiger Lebensmittelvergifter wie Listeria monocytogenes hemmen.

Viele L. sakei Stämme bilden potente Bacteriocine, die zur Lebensmittelkonservierung beitragen können. Neben ihrer Rolle bei der Konservierung und Herstellung von Lebensmitteln sind Milchsäurebakterien auch bedeutende zeitweilige oder dauerhafte Bewohner des menschlichen Darms. Man glaubt, dass sie dort spezielle nützliche Wirkungen zeigen, etwa die Stimulierung der Immunantwort und die Verdrängung potentiell pathogener Bakterien.

Das zunehmende Interesse an derartigen „probiotischen“ Wirkungen hat dazu geführt, dass die publizierten Genomsequenzen aus der größten Gattung der Milchsäurebakterien, Lactobacillus, mehrere humanassoziierte probiotische Arten repräsentieren: L. acidophilus, L. johnsonii und L. plantarum.

In der Zeitschrift Nature Biotechnology haben französische Wissenschaftler vom nationalen Institut für Agrarforschung (INRA) im Dezember 2005 nun erstmals die gesamte Erbinformation eines Stammes von Lactobacillus sakei veröffentlicht (CHAILLOU et al. . The complete genome sequence of the meat-borne lactic acid bacterium Lactobacillus sakei 23K. Nature Biotechnology 23, 1527-1533).

Im gleichen Heft kommentieren zwei renommierte norwegische Wissenschaftler diesen Erfolg (V.G.H. EIJSINK, L. AXELSSON. Bacterial lessons in sausage making. Nature Biotechnology 23, 1494-1495).

Zufälligerweise bildet L. sakei 23K kein Bacteriocin. Es finden sich jedoch eine Reihe von Genen, die mit der Bildung von Bacteriocinen und der Immunität gegen Bacteriocine assoziiert sind.

Die höhere Wettbewerbsstärke von L. sakei auf Fleisch und Fleischerzeugnissen im Vergleich zu anderen Milchsäurebakterien erklärt sich aus der Genomsequenz durch spezielle Möglichkeiten der Energiegewinnung, die im zuckerarmen Fleischmilieu von Nutzen sind, etwa die zusätzliche Fähigkeit zur Verwertung von Aminosäuren und Purinnukleosiden.

Darüberhinaus kodiert das L. sakei Genom für eine Häm abhängige Katalase, eine Superoxid-Dismutase und eine NADH-Oxidase, die L. sakei anders als viele andere Milchsäurebakterien besser mit Sauerstoffstress auf Fleischoberflächen zurecht kommen lassen.

Weiterhin liefert die Genomsequenz Hinweise für weitere Fleisch spezifische Anpassungen, welche die Fähigkeit zur Anheftung an Fleischoberflächen sowie eine ausgeprägte Kälte- und Salztoleranz betreffen.

Das zunehmende Interesse an minimal prozessierten Lebensmitteln wird den Bedarf an milden Verarbeitungstechniken durch Laktobazillen steigen lassen. Die Aufklärung der Genomsequenz der robusten Art L. sakei ist dafür ein guter Ausgangspunkt.

Quelle: Kulmbach [ KRÖCKEL ]