Einsatz molekularer Methoden für Starterkulturen - Molekularbiologische Methoden in der Lebensmittelanalytik - page 224

Potenzials zur Bildung biogener Amine, um so unerwünschten toxischen Neben-
wirkungen von Wein oder Käse vorzubeugen. Eine Übersicht des Einsatzes mo-
lekularer Methoden zur Verbesserung funktioneller Eigenschaften ist in Tab. 13.2
dargestellt. Ebenso können das Durchsetzungsvermögen einzelner Stämme und Po-
pulationsdynamiken bei Starterkulturen, die als Mischkulturen Verwendung finden,
unter Verwendung molekularbiologischer Verfahren verfolgt werden.

13.3 Methoden für Identifizierung und Nachweis

Der Nachweis von Mikroorganismen kann molekularbiologisch über die Sequen-
zierung von Markergenen, Hybridisierungen, PCR, Restriktionsverdaus oder auch
Plasmid-Muster geführt werden. Dabei können diese Methoden untereinander und
mit verschiedenen elektrophoretischen Verfahren kombiniert werden. Die zur Ver-
fügung stehenden molekularbiologischen Methoden werden abhängig von Auf-
gabenstellung (Identifizierung, Typisierung, Differenzierung) und Zielorganismus
eingesetzt. Eine detaillierte Übersicht über die Anwendung molekularbiologischer
Methoden zur Identifizierung ist in Tab. 13.2 gegeben, während in Tab. 13.3 Nach-
weismethoden Anwendungsbeispiele zugeordnet werden.

13.3.1 Vergleichende Sequenzierung von Markergenen

Eine schnelle und sehr zuverlässige Methode zur Identifizierung von Mikroorga-
nismen ist die vergleichende Sequenzierung von taxonomisch relevanten Genen,
sogenannten Markergenen. Nach Analyse der Gensequenzen werden diese auf ihre
Ähnlichkeit mit meist in öffentlich zugänglichen Datenbanken hinterlegten Sequen-
zen aus Referenzorganismen verglichen und geben so Aufschluss über die Zuge-
hörigkeit von Isolaten zu bestimmten Spezies. Die erreichbare, taxonomische Tiefe
kann variieren und hängt von der Identität des Mikroorganismus sowie von der
Wahl des Markergens ab.
Am gebräuchlichsten ist hier die Verwendung ribosomaler Gene. Bei bakteriel-
len Starterkulturen erfolgt die Identifizierung aufgrund der variablen Abschnitte der
Sequenz der 16S-rDNS, aber auch der 23S- oder 5S-rDNS-Sequenz. Hefen hin-
gegen werden v. a. über die D1- und D2-Domäne der 26S-rRNA-Gene, die ITS-
Region oder die 18S-Sequenz identifiziert [ 56 ].
Neben ribosomalen Genen werden für bakterielle Starterkulturen zunehmend
auch enzymkodierende Gene genutzt, wie z. B. dnaK, hsp60, tuf, gyrA, gyrB, dnaJ,
oriC oder recA [ 160 ]. Einige Anwendungsbeispiele dieser Methode werden in
Tab. 13.3 vorgestellt.
Wesentlicher Nachteil dieser Methode ist die Notwendigkeit der Nukleinsäu-
reisolierung aus Reinkulturen, was bedeutet, dass nichtkultivierbare Organismen
nicht ohne weiteres erfasst werden können.