rojekt des Monats März 2011: Alles andere als "wurscht"! Welche Starterorganismen für das Aroma und die Sicherheit von Rohwurst sorgen

Staphylococcus carnosus unter dem Elektronenmikroskop

Während Koch- und Brühwürste durch hohe Temperaturen haltbar gemacht werden, geschieht dies bei Rohwürsten durch natürliche Fermentation. Die Rohwurstreifung bzw. -fermentation ist ein komplexes Geschehen, bei dem endogene Fleischenzyme und die eingesetzten Starterorganismen hinsichtlich Sicherheit, Textur, Farbe und Aroma eine entscheidende Rolle spielen.
Das Aroma von fermentierten Lebensmitteln – wie Brot, Bier oder Rohwurst – wird dabei nicht von einer Einzelsubstanz geprägt, sondern von einem charakteristischen Spektrum flüchtiger, aromaaktiver Verbindungen, die für das produktspezifische Aroma in bestimmten Mengenverhältnissen vorliegen müssen. Dazu werden bei der Rohwurstreifung häufig Staphylokokken in Kombination mit Laktobazillen als Starterkulturen eingesetzt. Die metabolischen Wechselwirkungen zwischen diesen Organismen sind jedoch bislang unbekannt. Dies betrifft vor allem deren Auswirkung auf das Aroma als auch das Verständnis bezüglich einer gewünschten Nitrit-/Nitratreduktion im Produkt.

Während bei bisherigen Sicherheitsbewertungen von Mikroorganismen in Lebensmitteln auf EU-Ebene (Qualified Presumption of Safety (QPS)) grundsätzlich einzelne Spezies betrachtet werden, ist es zum Schutz der Verbraucher geboten, die Wechselwirkungen in Mischkulturen zu kennen und insbesondere ihre Auswirkungen auf die Bildung sicherheits- und aromarelevanter Metabolite zu charakterisieren. Da die bei Rohwurst eingesetzten Staphylokokken mit pathogenen Species (wie Staphylococcus aureus) verwandt sind, müssen für den QPS-Status der Rohwurstkulturen (wie Staphyloccus carnosus (siehe Bild) und Staphylococcus xylosus) pathogene und toxinogene Eigenschaften ausgeschlossen werden.

An diesem komplexen Vorhaben, dessen Ziele über die europäischen Sicherheitsvorgaben weit hinausgehen, arbeitet seit Mitte 2010 ein Forschungsteam der TU München und der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie in Freising.
Die für 2013 erwarteten Ergebnisse des Projektes ermöglichen die Entwicklung neuer, sensorisch attraktiver Fleischwarenprodukte durch die Anwendung sicherer, effektiv kombinierter Starterkulturen. Davon können die rund 700 Unternehmen der mittelständisch geprägten Fleischwarenindustrie, die 15.000 Betriebe des Fleischerhandwerks sowie die Hersteller von Starterkulturen profitieren. Zudem können die Erkenntnisse auch für Unternehmen, die andere fermentierte Lebensmittel herstellen, von Nutzen sein.

Informationen zu dem Projekt „Bildung sicherheits- und aromarelevanter Metabolite durch Starterorganismen in der Rohwurstreifung“ sowie die Kontaktdaten der Forschungsstellen stehen hier.

Bacterial surface display systems have been developed based on non-pathogenic Staphylococcus species (1,2,3). The report from 1992 (1) was the first report on surface display on a Gram-positive bacterium. The devised host vector systems for efficient surface display on food grade staphylococci, e.g. S. carnosus, have been used successfully for subunit vaccine delivery (8,12,16), or as whole cell tools for diagnostic (5,13) or environmental applications (15,18). The present focus is to evaluate staphylococci for protein library applications using fluorescence-activated cell sorting (FACS) for library screening. Two recent scientific achievements have been reached: (i) the vector system have been optimized to yield genetically stable vectors to allow library applications (19), and (ii) in a simulated library selection experiment, a more than 25,000-fold enrichment of staphylococcal target cells have been demonstrated (22). The obtained results indicate that staphylococcal surface display of protein libraries combined with FACS sorting might indeed constitute an attractive alternative to existing technology platforms for high-throughput affinity based selections.