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Rohmischkulturen sind sehr vielfältig

Seit 35 Jahren erweisen sich ALP-Rohmischkulturen in der Käsefabrikation als sehr stabil und robust. Eine Erklärung dafür kann die genetische Vielfalt der in den Rohmischkulturen enthaltenen Laktobazillen-Stämme sein.

von Alimenta Import

In der Stammsammlung der Forschungsanstalt Agro­scope Liebefeld-Posieux (ALP) befinden sich 1400 Isolate von L. delbrueckii subsp. lactis. Die meisten wurden aus Schweizer Käse und aus den ALP-Rohmischkulturen isoliert.
Rohmischkulturen (RMK) sind rohe Gemische von L. delbrueckii subsp. lactis und
S. thermophilus; die Anzahl der enthaltenen Stämme ist nicht bekannt. Sie wurden zwischen 1975 und 1986 aus Fettsirtekulturen, die aus gut fabrizierenden Betrieben in der ganzen Schweiz stammten, gewonnen. Zwölf solcher RMK-Kulturen befinden sich im Versandsortiment ALP und werden wöchentlich produziert und vertrieben. Diese werden als Starter in der Herstellung der typischen, ­harten und halbharten Schweizer Käsesorten eingesetzt.

In der ALP-Stammsammlung sind aber noch immer etwa 200 verschiedene RMK aus den siebziger Jahren konserviert. Aus diesen Mischungen wurden Stämme isoliert und auf verschiedene käsereitechnologisch relevante sowie physiologische und molekularbiologische Eigenschaften untersucht. Es hat sich gezeigt, dass die Isolate je nach Eigenschaft sehr unterschiedlich sein können.
In diesem Artikel ist die genetische ­Charakterisierung von insgesamt 491 (davon 381 aus den RMK) Isolaten aus der ALP-Stammsammlung zusammengefasst. Die Untersuchung brachte eine erstaunlich hohe Biodiversität der ALP-Rohmischkulturen hervor.

Untersuchte Stämme
Die Isolierung von Lactobacillus-Stämmen aus dreizehn verschiedenen RMK erfolgte in der Zeit von 1977 bis 1980. Es wurden Kulturen ausgewählt, die damals im Versand­sortiment ALP waren. Die Identifikation der Isolate erfolgte mit Hilfe von API 50CHL ­unter Berücksichtigung der gebildeten Milchsäure-Isomere. Es handelt sich bei allen untersuchten Isolaten um Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis.

Genotypisierung mit DNA-Fragmenten
Um Bakterien genetisch zu typisieren, stehen an der Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux (ALP) verschiedene Methoden zur ­Verfügung. Eine davon verwendet die Trans­posone. Transposone sind DNA-Fragmente, ­welche von einem Ort zu einem an­deren im Bakteriengenom springen können. Transposone kommen in variabler Kopienanzahl im Genom von Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis vor und erlauben eine gute ­Differenzierung der verschiedenen Stämme.
Aus allen untersuchten Isolaten wurde die DNA extrahiert. Die DNA wurde mit einem Restriktionsenzym abgebaut und anschliessend durch eine Agar-Gel Elektrophorese ­getrennt. Dadurch bekommt man DNA-­Fragmente verschiedener Grösse; innerhalb dieser DNA-Stücke kann dann das trans­ponierbare Element (Transposon) gesucht werden. Dafür musste die DNA auf eine ­Nylon-Membran übertragen werden. Anschliessend wurde eine spezifische Sonde, die das Transposon erkennen kann, auf diese Membran verteilt. Die Stellen, an denen die Sonde das transponierbare Element erkannt hat, wurden mittels einer kolorimetrischen Reaktion sichtbar gemacht. Die Ergebnisse der Typisierung aller Isolate konnten mit Hilfe eines Computer-Programms zu einem phylogenetischen Baum verarbeitet werden. Dieser zeigt den Verwandtschaftsgrad zwischen den verschiede­nen Stämmen.

Erstaunlich hohe Biodiversität
Die Anzahl der untersuchten Isolate pro Rohmischkultur ist nicht repräsentativ und lässt keinen statistischen Vergleich zwischen den Kulturen zu. Die Anzahl der gefunde­nen Genotypen ist nicht unbedingt von der Anzahl der untersuchten Isolate abhängig,
wie dies an den Beispielen der RMK164 und RMK325 gezeigt werden konnte (siehe Tabelle).

Insgesamt wurden innerhalb der 381 unter­suchten Isolate 108 verschiedene Genotypen von Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis gefunden. Es wurden insgesamt acht Genotypen gefunden, die in mehr als einer Kultur vorkommen. Dies ist in zwei Fällen einfach zu ­erklären: RMK115 setzt sich aus einer Auswahl von Laktobazillen aus der RMK105 zusammen; RMK150 besteht aus 6 Lakto­­bazillen der RMK101.
Nachvollziehbar ist auch die «Verwandtschaft» zwischen Kulturen aus der gleichen Region im Falle der RMK164 und RMK119 sowie der RMK157 und RMK104: es ist bekannt, dass früher, zur Zeit der kessiabhängi­gen Sirte-Kulturen, die Käser bei Säuerungsproblemen die Kulturen beim Nachbarkäser holten. Das könnte auch bei der RMK325 und RMK302 der Fall gewesen sein, da beides Sbrinz-Kulturen sind. In den anderen Fällen ist es schwierig, eine Erklärung zu finden, insbesondere im Falle der Verwandtschaft der RMK202 mit der RMK150, 157 und 104, da die RMK202 die einzige untersuchte Gruyère-Kultur ist.

Trotz der relativ kleinen Anzahl untersuchter Isolate ist die Biodiversität innerhalb und ­zwischen den Kulturen beeindruckend. Die Phagenempfindlichkeit der Stämme wurde bis jetzt noch nicht systematisch untersucht. Aufgrund der genetischen Vielfalt der Stämme ist anzunehmen, dass auch diesbezüglich Unter­schiede vorhanden sind und dies vermutlich die Erklärung ist für die Robustheit (Säuerung, Phagenresistenz) der RMK be­ziehungsweise des RMK-Systems, das sich in der Schweizer Käsereiwirtschaft seit mehreren Jahrzehnten bewährt.

Die Wahrscheinlichkeit, dass aus den ­vorhandenen 200 alten Sirten (RMK) noch eine grosse Anzahl verschiedener Stämme (Genotypen) isoliert werden kann, ist hoch. Bereits vorhandene sowie künftige Stäm­me aus dem alten Material stellen ein grosses Potenzial für die weitere Entwicklung neuer Kulturen, wie z.B. sortenspezifischer AOC-Kulturen, dar.
Das Alter der Stämme ist dabei kein Nachteil, kann doch einerseits damit die GVO-Freiheit nachgewiesen werden und andererseits haben die Stämme noch keine übertragbaren Antibiotika-Resistenzen erworben, was die Kulturen von ALP von vielen kommerziellen Kulturen unterscheidet.
*?Die Autorinnen und der Autor arbeiten
an der Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-­Posieux ALP in Bern-­Liebefeld.