Fermentobiomics (afgerond)
Gefermenteerde voedingsproducten zoals desembrood, kefir en kombucha worden de laatste jaren steeds populairder. Bedrijven willen dus steeds meer van dit soort producten produceren. Om die bedrijven te helpen proberen we in dit project erachter te komen hoe fermentatie precies werkt. We bestuderen de microbiële samenstelling (fermentobioom) gedurende het fermentatieproces. Door verschillende omics-technieken te combineren hopen we zo het complexe fermentatieproces goed in kaart te brengen.
Ons doel
In dit RAAK-mkb-project willen we culturomics, metabolomics, metagenomics en bio-informatica gebruiken om het complexe fermentatieproces van kefir, kombucha en desem te analyseren. De kennis die we opdoen tijdens dit project willen we toegankelijk maken voor bedrijven die complexe fermentatieproducten produceren.
Samenwerking
In dit project zijn producenten van verschillende complexe fermentatie producten actief betrokken en er wordt samengewerkt met kennisinstellingen en kenniscentra, zoals de Universiteit Leiden, GrainLabs en Broodheeren.
Ons proces
Fermentatieproducten worden bereid met behulp van een complexe samenleving van micro-organismen. Deze complexiteit maakt het lastig om toezicht te houden op het fermentatieproces. Daarom is het bijvoorbeeld lastig om de effecten van grondstoffen en fermentatieomstandigheden te onderzoeken.
Momenteel proberen wij het fermentobioom te monitoren door middel van nanopore sequencing; een metagenomics techniek. Dit combineren we met de klassieke kweektechnieken (culturomics) om meer informatie te verkrijgen over de aanwezigheid van bepaalde micro-organismen en specifieke kweekomstandigheden en functies. Daarnaast maken we gebruik van metabolomics om de voorspelde eigenschappen van de gevonden micro-organismen te bevestigen. We gebruiken metabolomics ook om de aanwezigheid te bepalen van smaakbepalende componenten zoals suikers, vetzuren, organische zuren, phenolen en aminozuren.
Geavanceerde bio-informatica methoden worden ingezet om de metagenomics- en metabolomics-data te analyseren. Zo verkrijgen we dieper inzicht in de samenstelling en potentiële functionaliteit van het fermentobioom.
Technieken
- MALDI-TOF massaspectrometrie
- Culturomics
- Microscopie
- Nanopore sequencing
- UV-VIS
- GC-MS
- LC-DAD
Resultaten
Ons onderzoek laat zien dat grondstoffen een belangrijke rol spelen in de startfase van fermentatie, waarna microbiële gemeenschappen stabiel worden en externe micro-organismen onderdrukken. De samenstelling binnen deze gemeenschappen wordt sterk beïnvloed door temperatuur en pH, waarbij schommelingen leiden tot ongewenste smaakveranderingen. Ook drogen en invriezen blijken effect te hebben op micro-organismen en smaak.
Deze inzichten tonen duidelijke verbanden tussen microbiële samenstelling, procescondities en smaak, en vormen de basis voor praktische aanbevelingen waarmee mkb-bedrijven hun fermentatieprocessen kunnen standaardiseren.
Contact
Onderzoeksgroep Food, Health & Innovation
Projectinformatie
Type project
Intern gefinancierde studentprojecten ter voorbereiding op externe financiering. RAAK-mkb.
Looptijd
2 jaar
Status
Lopend
Onderzoeksgroep(en)
Projectleiding
- Angelic van der Aar (BM)
- Floyd Wittink (BI)
Docentonderzoeker(s)
- Jolanda van Schie (BM)
- Petra van der Stoop (BM)
Analist(en)
Marian Bolk, Nikola, Marieke Eikenboom (BM), Nanda Koopman (Chemie), Marco van Klink (Chemie)
Student(en)
- 7 vierdejaarsstudenten Biologie & Medisch Laboratoriumonderzoek
- 2 vierdejaarsstudenten Chemie
Partner(s)
Universiteit Leiden, Baseclear, YAYA Kombucha, Kefir-shop, Wateetons, Meneer Leffers, Bakkerij Pompernikkel, De Broodheeren, FG Restaurant, Grainlabs, Nederlandse Vereniging voor de Bakkerij (NVB), Restaurant Marque.
