Gentechnische Kontrolle für die Löcher im Käse
Zwar ist Milch für den Menschen ein vollwertiges Nahrungsmittel, aber das ist noch nicht alles. Milch dient auch als Nahrungsgrundlage für Bakterien, die die Erzeugung von Milchprodukten wie Käse und Joghurt ermöglichen. Die Konsistenz von Käse wird wesentlich durch die Entstehung von Kohlendioxid während der Fermentation bedingt, wodurch bei der Herstellung im großen Maßstab die Löcher im Käse entstehen, beispielsweise beim Emmentaler Käse. Mit dem gleichen Stoffwechselweg in engem Zusammenhang steht Diacetyl, das Käse, Buttermilch und dänischer Butter ihren typischen Geschmack verleiht. Das Startermolekül für diese wichtige Eigenschaft ist Citrat. Es ist in Milch vorhanden und wird mit Zuckerarten wie Laktose zu Diacetyl und Kohlendioxid durch Milchsäurebakterien wie Weisella paramesenteroides kometabolisiert. Dieser unscheinbare Gehilfe mit dem komplizierten Namen ist für die Herstellung verschiedener Nahrungsmittel unerlässlich. Im Rahmen des Projekts DECARBOXYLATE hat eine wissenschaftliche Arbeitsgruppe am Consejo Superior de Investigaciones Cientificas in Madrid, Spanien, die Stoffwechselwege untersucht, die für die Optimierung der Produktion dieses bei der Käseherstellung so wichtigen Endprodukts eine Rolle spielen. Verwendet wurde ein Bakterienstamm, der aus einem argentinischen Käse isoliert wurde. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf ein spezielles Operon, das für die Produktion von mRNA (messenger RNA) verantwortlich ist, die wiederum für Enzyme codiert, die Citrat in Pyruvat umwandeln. Anschließend kann Pyruvat in Diacetyl und Kohlendioxid umgewandelt werden. Sie fanden heraus, dass die Initiierung dieser Kette durch die Präsenz von Citrat katalysiert wird. Ein niedriger Citratgehalt hemmt demzufolge die Bildung dieser Enzyme und verlangsamt den Citratabbau. Ist kein Citrat vorhanden, wird Citrat-Permease produziert, was dazu führt, dass Citrat aus der Zellumgebung aufgenommen wird, wenn es dort vorhanden ist. Dies ist ein unscheinbarer, obgleich faszinierender Mechanismus, denn sobald Citrat in der Umgebung vorliegt, werden die für diesen Prozess notwendigen Enzyme produziert. Darüber hinaus scheint dieser Mechanismus auch in anderen Milchsäurebakterien zu existieren, die üblicherweise für die industrielle Erzeugung von Milchprodukten eingesetzt werden. Durch Nukleotidsequenzen kann dann die Größe und Anzahl der Löcher im Käse gesteuert werden. Das Wissen über solch komplizierte biochemische Stoffwechselvorgänge könnte der Käseindustrie die nötigen Informationen liefern, damit diese das Angebot entsprechend den Wünschen des Verbrauchers vielseitig gestalten kann.
