Bakterier udvikler sig forskelligt, alt efter om de er alene eller sammen med andre stammer af bakterier. Det kan have betydning inden for eksempelvis produktion af ost og mælk eller vandrensning. Der kan være et uudnyttet potentiale i at lade bakterier ”gå på date”, inden de bruges i industrien, siger forsker.
Bakterier spiller en vigtig rolle i blandt andet mejeriindustrien, hvor mælkesyrebakterier er nødvendige for at lave alt fra ost og kærnemælk til yoghurt.
Nu viser et nyt forskningsarbejde, at det ikke er lige meget, om forskellige stammer af mejeribakterier først møder hinanden, når de bliver hældt ned i mælken, eller om de har fået lov til at være ”på date” forinden.
Faktisk viser forskningsarbejdet, at hvis forskellige stammer af mælkesyrebakterier får lov til at lære hinanden at kende, inden de bliver sat til at lave mælk om til ost eller kærnemælk, ændrer det ved deres egenskaber, så de bliver mere effektive og måske også får helt nye evner, som kan være industrielt interessante.
Forskningen er offentliggjort i NPJ Biofilms and Microbiomes.
"Inden for produktion af forskellige mejeriprodukter skal forskellige stammer af bakterier arbejde sammen om at lave det endelige produkt. Her var det vores tanke, at vi kunne øge bakteriernes effektivitet ved at lade dem lære hinanden at kende og dermed tilpasse sig hinanden, forinden de bliver puttet ned i mælken. Vores resultater viser, at det faktisk gør en stor forskel, og at der er et potentiale for at spare mange penge ved at effektivisere produktionen af mejeriprodukter og desuden udvide repertoiret af mulige produkter ved at introducere bakterierne for hinanden inden anvendelse," forklarer en af forskerne bag studiet, lektor Mette Burmølle fra Biologisk Institut ved Københavns Universitet.
Mejerier bruger isolerede bakterier
Industriel mejeriproduktion er i dag en super optimeret proces, hvor mejerierne nøje screener for og udvælger meget specifikke stammer af bakterier.
Skal de lave en ost, udvælger de bestemte stammer af bakterier, drejer det sig om kærnemælk, er det andre stammer af bakterier, mens yoghurt kræver nogle helt tredje stammer.
Et gennemgående træk er dog, at der i de fleste produktioner af mejeriprodukter skal bruges flere stammer af bakterier, der blandes sammen i mælken, for at de kan udføre deres biologiske mirakel.
Inden for industrien taler man om en ”starterkultur”, der er en isoleret samling af bakterier, som puttes i mælken. Denne består af nøje udvalgte og isolerede bakteriestammer, og det er så formålet, at de forskellige typer af bakterier alle skal bidrage til produktionen af det endelige produkt, ofte ved at arbejde sammen.
"Når starterkulturer sammensættes, møder bakterierne altså først hinanden, når de finder sammen i mælken. Men det er ikke til at sige, om de måske udkonkurrer hinanden, eller hvad der ellers sker, og om det hele ville se anderledes ud, hvis man først havde blandet bakterierne forinden og givet dem noget tid til at vænne sig til hinanden. Her kan man forestille sig, at tilpasningen kan have indflydelse på surhedsgraden af produktet, hastigheden, hvormed produktet bliver færdigt, eller mængden af energi, der skal til for at komme i mål,« forklarer Mette Burmølle.
Glaskugler holder bakterier fra at udkonkurrere hinanden
For at undersøge et muligt potentiale i at blande bakterier forinden udnyttelse i eksempelvis mejeriindustrien har Mette Burmølle sammen med sine kollegaer lavet forskellige forsøg.
For det første lavede de et forsøg, hvor de blandede bakterier i 20 glasrør og lod dem vokse sammen i 16 dage. Disse forsøg viste, at i seks ud af 20 tilfælde udkonkurrerede den ene mælkesyrebakterie den anden, således at den endelige bakteriekultur blot bestod af den ene af bakterierne.
Mette Burmølle fortæller, at man kan forestille sig, at det samme kan ske under selve produktionen af et mejeriprodukt, hvilket i nogle tilfælde kan være ufordelagtigt.
Efterfølgende lavede forskerne et andet forsøg, hvor de i glasrørene med de to mælkesyrebakterier ”på date” tilføjede små glaskugler, som bakterierne kunne vokse og danne biofilm på.
De små glaskugler giver bakterierne mulighed for at skabe små mikromiljøer, mens de vokser, og det kan være med til at opretholde diversitet.
I dette forsøg fandt forskerne, at ingen af bakteriekulturerne udkonkurrerede hinanden.
"Dette delforsøg viste, at bakterierne har godt af at have overflader at vokse på, hvis de ikke skal udkonkurrere hinanden. Når man bruger flere bakterier i en mejeriproduktion, er der ikke glaskugler, men der kan dannes klumper, hvor en lignende biofilmdannelse kan finde sted. Det kan skabe gode betingelser for, at alle bakteriestammer kan overleve," siger Mette Burmølle.
Hun spekulerer i, at glaskuglerne skaber nogle betingelser, så bakterierne ikke i samme grad kommer i kontakt med hinanden, hvilket gør konkurrencen mellem dem mindre.
Bakterier på date vokser langsommere, men producerer mere
I anden del af forsøget undersøgte forskerne, om der var forskel på forskellige vækstparametre, afhængigt af om bakterierne havde vokset alene eller sammen i løbet af 16 dage.
Forskerne undersøgte blandt andet, hvor hurtigt bakterierne voksede, hvor meget biomasse de producerede, og om de var bedre til at gøre mediet surt, hvilket er formålet i eksempelvis en kærnemælk eller andre surmælksprodukter.
Resultatet af dette delforsøg viste, at bakterier, der havde været sammen, voksede langsommere, men nåede et højere udbytte. Det betyder, at bakterierne kan lave mere biomasse på den samme mængde næring.
"På et stort mejeri, hvor man laver tusindvis af liter kærnemælk, kan det godt blive til en stor besparelse, hvis man kan tilsætte 10 pct. færre bakterier og opnå samme produkt, når bakterierne har fået lov til at vokse sammen, inden de bliver puttet ned i mælken," siger Mette Burmølle.
Værd at undersøge
Mette Burmølle forklarer, at forskningsresultatet peger på, at to plus to ikke altid giver fire, men også kan give tre eller fem, og at det inden for industriel udnyttelse af bakterier vil give mening at undersøge, hvordan man bedst optimerer og blander sine bakterier for at få det optimale udbytte.
Nogle gange skal bakterierne måske have lov til at gå for sig selv, mens de andre gange præsterer bedre, hvis de har været blandet forinden.
Derudover er der også den mulighed, at bakterierne kan lave helt nye produkter, afhængigt af hvordan de er blevet blandet.
"Det er værd at undersøge, og det gælder ikke kun inden for mejeriindustrien, men også andre steder, hvor man bruger bakterier, for eksempel ved vandrensning eller oprensning af olieforureninger. Det gælder ikke bare om at blande bakterierne, men blande dem på den måde, som giver det bedste resultat," siger Mette Burmølle.
