Bild på Marie Schöpping samt bifidobakterier
​Marie​ Schöpping, industridoktorand på Chr. Hansen A/S och avdelningen för industriell bioteknik på Chalmers deltar i ett projekt där man har utvecklat två verktyg för att underlätta studier av bifidobakteriers metabolism. Bild av bifidobakterier: Chr. Hansen A/S

​​​​

Så kan hälsofrämjande bakterier odlas bättre

Bifidobakterier är ”goda” bakterier som finns naturligt i människans tarmsystem. De kan också användas som kosttillskott, probiotika, för att främja hälsan. I en nyligen publicerad studie har med forskare på det danska företaget Chr. Hansen A/S i samarbete med Chalmers utvecklat två verktyg som ökar förståelsen för bakteriernas metabolism. Detta kan leda till förbättrad industriell odling av bakterierna och därmed probiotiska produkter med högre kvalitet.

Bifidobakterier är bakterier som bidrar till ett friskt så kallad mikrobiom, tarmflora. De återfinns naturligt hos både människor och djur. Dessa bakterier kan användas som probiotika, det vill säga kosttillskott med tillsatta levande bakterier, för att uppnå postitiva hälsoeffekter. 

I studien har forskare vid Chalmers och på Chr. Hansen A/S tillsammans utvecklat två värdefulla verktyg för att studera metabolismen, ämnesomsättningen, och fysiologin hos probiotiska bifidobakterier. 

− Stammarna vi studerade används i befintliga hälsofrämjande probiotiska produkter. De verktyg vi har utvecklat kommer att hjälpa oss att förstå hur dessa probiotiska bakterier reagerar på olika förhållanden under odlingsprocessen. De kan också hjälpa oss förstå hur de beter sig i sin naturliga miljö, till exempel i tarmen, säger Carl Johan Franzén​, biträdande professor i bioreaktionsteknik.

Modell för att beskriva reaktioner i metabolismen

Det första verktyget är en matematisk modell som beskriver alla biokemiska reaktioner som är involverade i en organisms metabolism. 

Dr. Ahmad Zeidan leder projektet på Chr. Hansen A/S. Han förklarar: 

− En sådan modell kallas för en "genom-vid metabolisk modell", eller ”GEM”. På engelska heter det genome-scale metabolic model. En GEM kan användas för att simulera hur celler använder sin metabolism för tillväxt och produktion av olika ämnen under olika miljöförhållanden. Dessutom kan en GEM fungera som en mall för att tolka resultat från många olika experiment. För att göra korrekta förutsägelser måste en GEM vara mycket detaljerad och måste skapas för just den stam av bakterien som studeras.

Ett definierat odlingsmedium ger bättre analys

Forskarna utvecklade GEM-modeller för två probiotiska bifidostammar som är relevanta för industrin och använde dem sedan för att utveckla det andra verktyget − ett kemiskt definierat odlingsmedium, det vill säga den lösning som bakterierna odlas i. 

Mediet innehåller alla näringsämnen som krävs för att de två stammarna bifidobakterier ska kunna växa. Eftersom alla näringsämnen och deras koncentrationer är kända, kan vi mäta och tolka bakteriernas beteende mer exakt än med ett standardodlingsmedium, förklarar Marie Schöpping​, industridoktorand på Chr. Hansen A/S och avdelningen för industriell bioteknik vid Chalmers.

Genom att kombinera de två verktygen kan man göra produktionsprocessen av bifidobakterierna mer tillförlitlig och resurseffektiv och därmed mer hållbar. Den förbättrade förståelsen av bakteriernas metabolism kan dessutom bidra till att man kan stimulera bakteriernas hälsofrämjande effekt genom utformningen av odlingsprocessen.


Om studien

  • Studien är en del av Marie Schöppings industridoktorandprojekt, som sker i samarbete mellan Chalmers och företaget Chr. Hansen A/S, en global leverantör av mikroorganismer till livsmedelsindustrin. 
  • Studien finansieras av Danska Innovationsfonden och Chr. Hansen A/S. 
  • I sitt projekt kommer Marie Schöpping att använda GEMs och det definierade mediet för att undersöka hur de probiotiska bakterierna påverkas av olika faktorer under produktion. 

Läs studien: Identifying the essential nutritional requirements of the probiotic bacteria Bifidobacterium animalis and Bifidobacterium longum through genome-scale modeling


Sidansvarig Publicerad: to 03 mar 2022.