Bacteriën die langs "schimmelsnelwegen" op kaaskorsten reizen, kunnen zich sneller verspreiden en de kwaliteit aantasten of door voedsel overgedragen ziekten veroorzaken, maar kaasmakers zouden dezelfde snelwegen kunnen manipuleren om kaas sneller te laten rijpen en beter te smaken, Dat blijkt uit nieuw onderzoek van Tufts University.

De bevindingen van Benjamin Wolfe's Lab aan de Tufts University, gepubliceerd in een recente editie van Natuurcommunicatie , gevolgen hebben voor de voedselveiligheid en het maken van kaas.

Snelwegen en snelwegen zijn infrastructuursystemen die zijn ontworpen om mensen en vracht efficiënt over lange afstanden te vervoeren. Bedrijven gebruiken logistieke systemen om reizen over snelwegen te stroomlijnen.

evenzo, bacteriën bouwen hun eigen "snelwegen" om afstanden over bepaalde soorten gefermenteerd voedsel te dragen, zoals grotgerijpte kazen met natuurlijke korst. Meest voorkomend, hierdoor bederft voedsel. Echter, net zoals informatiesystemen gegevens over verkeer en routes gebruiken, schimmelsnelwegen kunnen worden gemanipuleerd om de rijpheid en smaak te beïnvloeden.

mallen, of schimmels, groeien op het oppervlak van kaaskorsten tijdens het kaasrijpingsproces. Wolfe ontdekte voor het eerst schimmelsnelwegen op kaaskorsten tijdens het voltooien van zijn postdoctorale werk aan de Harvard University in het laboratorium van Rachel Dutton (Dutton is nu aan de Universiteit van Californië-San Diego). Hij zag vreemde stromen bacteriën opkomen in de buurt van schimmelkolonies op Saint-Nectaire-kaas, een grotgerijpte Franse kaas met een natuurlijke korst.

Wanneer bekeken onder een microscoop, de stromen lijken op snelwegen.

Bacteriën die deze schimmelsnelwegen kunnen gebruiken om snel over de kazen te rijden, kunnen grotere afstanden afleggen dan bacteriën die de snelwegen niet kunnen gebruiken. Dit creëert een 'snelweghiërarchie, ' waardoor de schimmels de samenstelling van de bacteriegemeenschap op kaaskorsten kunnen beheersen.

Onder leiding van Yuanchen Zhang, een Tufts biologie student, het team deed ontdekkingen die directe gevolgen hebben voor de veiligheid en kwaliteit van kaas. Sommige pathogene bacteriën zoals Listeria kunnen schimmelwegen op kaas gebruiken om de kaaskwaliteit snel te verspreiden en te verpesten of door voedsel overgedragen ziekten te veroorzaken.

Echter, de snelwegen hebben wel voordelen. Net zoals de snel bewegende bacteriën ervoor kunnen zorgen dat kaas overrijpt, ze kunnen ervoor zorgen dat kaas sneller rijpt. Kaasmakers konden verschillende soorten schimmelsnelwegen manipuleren om de microbiële rijpingsprocessen te veranderen.

"Het meeste eerdere werk aan schimmelsnelwegen combineerde stammen van bacteriën en schimmels in het laboratorium die elkaar misschien nooit in de natuur zijn tegengekomen, " zei Wolfe, assistent-professor bij de afdeling Biologie van Tufts en de senior auteur van de studie. "Hoe vaak schimmelsnelwegen voorkwamen in natuurlijk vormende microbiomen en hun ecologische betekenis was grotendeels onbekend. Ons kaaskorstsysteem had de kracht om deze interacties in een bredere ecologische context te plaatsen."

"We zijn begonnen met de observatie van bacteriën die zich verspreiden op schimmels uit een bepaalde gemeenschap, de Saint-Nectaire kaas, " voegde hij eraan toe. "Omdat we gemakkelijk de meeste bacteriën en schimmels uit kaaskorsten kunnen kweken en kaaskorstgemeenschappen in het laboratorium kunnen recreëren, we zouden de betekenis van deze paarsgewijze interacties voor de ontwikkeling van hele gemeenschappen kunnen testen."

Het Wolfe Lab in Tufts gebruikt gefermenteerd voedsel, zoals yoghurt, bier, koffie en chocolade, en andere synthetische microbiële gemeenschappen om de evolutie en ecologie van microbiomen te bestuderen. Het lab zet zich ook in voor educatieve en outreach-initiatieven om microbiële geletterdheid te verbeteren.

Dit werk werd ondersteund door een Tufts Collaborates-beurs aan het Wolfe Lab en het onderzoeksprogramma van Jeffrey Guasto, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Tufts School of Engineering. Net als Wolfe, Guasto's werk is zeer interdisciplinair. Zijn onderzoek is ingegeven door problemen in de menselijke gezondheid, de omgeving, en zachte materialen, en heeft diverse toepassingen.