Rol van microbiële biodiversiteit in de aromatische kwaliteit van artisanale gefermenteerde levensmiddelen (FWOKN214)

1. Inleiding Fermentatie van levensmiddelen is gebaseerd op de inwerking van nuttige micro-organismen (bacteriën, gisten en/of schimmels) op rauwe grondstoffen afkomstig van landbouw en veeteelt, zoals melk, vlees, vis, granen, groenten en fruit, waarbij de productie van microbiële metabolieten zorgt voor gewijzigde producteigenschappen met betrekking tot textuur, aroma en smaak en een verbeterde houdbaarheid en veiligheid van het geproduceerde voedsel (bvb. Wood, 1997; Leroy & De Vuyst, 2004; Leroy et al., 2006). Dergelijke levensmiddelen zoals kaas, yoghurt, gefermenteerde worst en vis, zuurdesembroden, gefermenteerde groenten en fruit en alcoholische dranken worden van oudsher door de mens geconsumeerd, oorspronkelijk voornamelijk omwille van hun opmerkelijke stabiliteit bij omgevingstemperatuur. Hoewel levensmiddelenfermentatie in bepaalde regio's nog steeds een primaire rol speelt als preservatietechniek, is deze technologische functie in de Westerse wereld (waar gebruik van koeltechniek en voedseladditieven de standaard is) obsoleet geworden. Niettemin genieten gefermenteerde producten nog steeds een opvallende populariteit en nemen ze vaak een vooraanstaande plaats in het gastronomisch landschap in omwille van hun unieke smaak- en textuureigenschappen. Zij vormen bovendien almaar meer het onderwerp van bescherming op regionaal, nationaal en Europees niveau (zie bvb. de Food Quality Certification, sinds 1992 een officiële erkenning van de Europese Commissie; http://ec.europa.eu/agriculture/foodqual/ quali1_nl.htm). Het wekt daarom geen verwondering dat in binnen- en buitenland bijzonder veel interesse gaat naar streekproducten, die het resultaat zijn van artisanale bereidingen (zie bvb. voor België, de Academie voor Streekgebonden Gastronomie [http://www.asg.be]; voor Frankrijk, Le Guide du terroir, [http://www.leguideduterroir.com/]). 2. Probleemstelling Hedendaagse commerciële starterculturen die gebruikt worden voor industriële productie van gefermenteerde levensmiddelen en dranken zijn armer aan biosynthetisch potentieel in vergelijking met de "wilde" microorganismen die overheersen in spontane, ambachtelijke fermentaties (Leroy & De Vuyst, 2004), wat leidt tot de idee dat onze voeding smaak verliest, minder divers wordt en dus verschraalt. De consument grijpt daarom graag naar levensmiddelen die gekoppeld worden aan streekspecialiteiten en oorsprongsbenamingen (het juridische concept 'Appellation d'Origine Contrôlée' is vooral gekend voor wijn, maar is hier lang niet toe beperkt), waarin ze vertrouwde smaken lijken te vinden. Producenten en kleinhandelaars spelen hier op in door dergelijke elementen, al dan niet terecht, in hun marketingstrategie op te nemen. Centraal staat het concept "artisanaal" dat wordt gekwantificeerd door accurate bepaling van de vorming en stabiliteit (onder invloed van omgevingsfactoren) van de betrokken laagmoleculaire microbiële metabolieten (afkomstig van het energiemetabolisme, het anabolisme en interconversiereacties). De link tussen deze artisanale kwaliteit en de oorspronkelijke microbiota is niet altijd even duidelijk. Deze informatie is evenwel noodzakelijk voor de ontwikkeling van interessante commerciële starterculturen. 3. Doelstelling Onderhavig project zal zich inlaten met het onderzoek naar de relatie tussen de microbiële diversiteit van gefermenteerde levensmiddelen van het artisanale type en de aanwezigheid van bacteriële aromacomponenten die bijdragen tot de eindkwaliteit. Dit impliceert twee benaderingen: (1) staalname van artisanale producten en analyse van de microbiële diversiteit van het gefermenteerde product in functie van de tijd, wat dan gelinkt kan worden aan de organoleptische en sensorische kwalitatieve eigenschappen van het eindproduct, en (2) het uitvoeren van in vitro laboratoriumfermentatie-experimenten ter bepaling van de kinetiek van aromaproducten. Dergelijke informatie is essentieel, indien microbiële culturen dienen samengesteld te worden die aan de verwachtingen (lees: natuurlijk, gezond en veilig voedsel) van de "moderne", veeleisende consument kunnen voldoen. De microbiële diversiteit van gefermenteerde levensmiddelen en dranken op basis van rauwe grondstoffen afkomstig van landbouw en veeteelt omvat zowel bacteriën, gisten als schimmels. Gezien de ervaring van de onderzoeksgroep zal voornamelijk aandacht worden besteed aan met melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en staphylococcen geproduceerde fermentatieproducten, doch waar nodig zal de nodige aandacht besteed worden aan gisten en schimmels. De onderzoeksgroep heeft, naast eigen veldexperimenten, contacten met verscheidene onderzoeksgroepen doorheen Europa (Italië, Roemenië, Griekenland, Ghana, Ivoorkust, Ecuador, ...) die in staat zijn plaatselijke artsinaal gefermenteerde levensmiddelen te bemonsteren in samenwerkingsverband. Afhankelijk van de beschikbaarheid van stalen zal voornamelijk worden ingegaan op levensmiddelen die behoren tot de volgende categorieën: zuivelproducten, gefermenteerde vleeswaren, zuurdesems, cacao en chocolade en gefermenteerde groenten. Op elk van deze producten heeft de onderzoeksgroep momenteel projecten lopen. Het onderzoek zal staalnamen (veldexperimenten in binnen- en buitenland), innovatieve microbiële identificaties (cultuurafhankelijk en cultuuronafhankelijk), geavanceerde metabolietbepalingen (chromatografie en massaspectrometrie), genexpressiestudies (o.a. real-time PCR en microroosteranalyse) en statistische analysen (o.a. PCA) omvatten.

Trefwoorden:fermented food, Applied Biology

Disciplines:Biologische wetenschappen