11.12.2009 Väitös: Oluen pilaajabakteerien osoittaminen ja tyypitys DNA-pohjaisilla tekniikoilla

Thursday, 24 December 2009 08:51

Megasphaera cerevisiae, Pectinatus cerevisiiphilus, Pectinatus frisingensis, Selenomonas lacticifex, Zymophilus paucivorans ja Zymophilus raffinosivorans ovat ehdottoman anaerobeja (happiherkkiä) oluen pilaajabakteereita. Ne aiheuttavat oluessa samennusta sekä haju- ja makuvirheitä. Lajit kuuluvat firmikuuttien pääjaksossa ns. Sporomusa-alahaaraan. Niitä on toistaiseksi tavattu vain oluen tuotantoketjusta. Näiden bakteerien monitorointi panimonäytteistä perinteisin viljelymenetelmin on hidasta eikä sillä saada tarkkaa lajitunnistusta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli parantaa Sporomusa-alahaaran oluenpilaajien osoittamista ja tunnistamista sekä tuoda uutta tietoa niiden monimuotoisuudesta, sukulaisuussuhteista ja lähteistä DNA-pohjaisia tekniikoita hyödyntämällä.

Tutkimuksessa kehitettiin tiettyjen geenialueiden monistamiseen perustuvat helppokäyttöiset testit M. cerevisiae -lajille, Pectinatus-suvulle sekä Sporomusa-alahaaran pilaajabakteeriryhmälle. Uudet testit mahdollistivat kontaminaation (10–1000 pmy/ml) havaitsemisen prosessinäytteistä 2–8 h:ssa. Lisäksi osoitus oli spesifinen. Valmiista oluesta muutama elinkykyinen solu (≤10 pmy/100 ml) voitiin todeta yleensä 1-3 vrk rikastuskasvatuksen jälkeen. Saavutettu ajansäästö viljelymenetelmään verrattuna oli jopa 6 vrk. Uudet menetelmät mahdollistavat entistä nopeamman reagoinnin ongelmatilanteisiin sekä korjaavien toimenpiteiden kohdentamisen entistä tarkemmin.

Tutkimuksessa kuvattiin lisäksi kolme uutta anaerobista oluenpilaajalajia: Megasphaera paucivorans, Megasphaera sueciensis ja Pectinatus haikarae. Niiden tunnistamiseksi löydettiin sekä DNA:n että fenotyyppisten tuntomerkkien analysointiin perustuvat menetelmät. Sporomusa-alahaaran 16S rRNA geenisekvenssien vertailuun perustunut fylogeneettinen analyysi osoitti Selenomonas-suvun olevan polyfyleettinen ja vaativan tulevaisuudessa uudelleenluokittelua.

Lisäksi tutkimus osoitti, että Zymophilus-lajit kuuluvat itse asiassa Propionispira-sukuun. Tämä sukulaisuussuhde viittaa ensi kertaa näiden bakteerien kasvialkuperään. Olutta pilaavien Megasphaera-lajien ryhmittyminen erilleen muista lähteistä löydettyjen bakteerien sekvensseistä viittasi siihen, että ne ovat sopeutuneet elämään vain panimoympäristössä. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että M. cerevisiae kykenee kestämään erilaisia panimoprosessin stressiolosuhteita erittäin hyvin. Tulos selittänee osittain, miksi laji on panimokontaminantti.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että DNA-pohjaiset tekniikat tarjoavat hyödyllisiä työkaluja, joiden avulla on mahdollista osoittaa ja tunnistaa happiherkät pilaajabakteerit oluen tuotantoketjusta entistä nopeammin ja täsmällisemmin. Tämä auttaa vähentämään kontaminaatioista johtuvia teollisuuden tappioita sekä takaamaan kuluttajalle paremman tuotelaadun. Lisäksi Sporomusa-alahaaran pilaajabakteerien DNA-pohjainen karakterisointi toi uutta tietoa niiden monimuotoisuudesta, sukulaisuussuhteista sekä ekologiasta, jota voidaan hyödyntää näiden organismien luokittelussa sekä kontaminaatioiden hallinnassa ja valvonnassa.

Lataa koko väitöskirja (pdf) osoitteesta: http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2009/P723.pdf

Lisätietoja: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Lue myös aiheeseen liittyvä artikkeli (englanniksi): http://www.nutritech.fi/ongoing/401-pcr-dhplc-a-new-automated-tool-for-microbial-community-analysis