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Die Enzymkaskade aus a-DOX und ALDH konnte zur effizienten Umsetzung von Fettsäuren zu homologen kettenverkürzten Aldehyden etabliert werden. Dabei konnten bis zu 6 Reaktionszyklen und eine Aldehydausbeute von ~ 50% erreicht werden. Einige der erzeugten ungesättigten Fettaldehyde wurden erstmals sensorisch charakterisiert. Aus der Umsetzung von hydrolysierten Lipidextrakten konnten Produkte mit für die Duft- und Aromastoffindustrie interessanten Geruchsprofilen erzeugt werden.

Um dem weltweit wachsenden Bedarf an natürlichen Aromastoffen gerecht zu werden, rücken zunehmend biotechnologische Gewinnungsverfahren in den Fokus der Aromaforschung. Als besonders aussichtsreiche Quelle haben sich Pilze der Abteilung Basidiomycota erwiesen. Die von diesen Organismen gebildeten Aromastoffe erstrecken sich dabei auf eine Vielzahl verschiedener Stoffgruppen. Hierzu zählt unter anderem die Klasse der Terpene sowie die von diesen ableiteten Terpenoide. Letztere stellen mit über 80.000 bekannten Vertretern eine enorm breite Substanzklasse dar, wobei mono- und sesquiterpenoide Verbindungen als aromaaktiv gelten.[1] Zu den bekanntesten Vertretern dieser Stoffklasse zählen beispielsweise Carvon (Kümmel, Minze), Nootkaton (Grapefruit) und Linalool (blumig). Weniger bekannte Verbindungen stellen hingegen bicyclische Benzofuranderviate dar, denen unter anderem die als Dihydromenthofurolactone bekannten Verbindungen angehören. Mit vier stereogenen Zentren stellen diese Verbindungen sehr interessante Aromastoffe dar, da sich die verschiedenen Stereoisomere sowohl in ihrer Geruchsqualität als auch in den Geruchsschwellenwerten stark unterscheiden. Der Nachweis der Bildung der Dihydromenthofurolactone gelang im Zuge der Submerskultivierung von Cystostereum murrayi (CMU), der für seine nach Kokosnuss riechenden Fruchtkörper bekannt ist.[2] Für die Identifizierung der durch CMU gebildeten Aromastoffe wurden Aromaverdünnungsanalysen (AVA) nach Extraktion des Kulturüberstandes mittels dynamischer Kopfraumanalyse (DHS) und Verdünnung des Trägergasstroms im Injektionssystem des Gaschromatographen durchgeführt. Die Identifizierung der Dihydromenthofurolactone sowie des entsprechend C3- ungesättigten Lactons, die im Zuge der AVA die höchsten FD-Faktoren (29, 212 und 218) aufwiesen, erfolgte nach Isolierung mittels NMR und HR-MS. Diese nach Kokosnuss bzw. coumarinartig riechenden Verbindungen wurden bislang für keinen anderen Vertreter der Basidiomycota beschrieben. Mittels multidimensionaler Gaschromatographie wurde von den drei Lactonen jeweils ein Stereoisomer gleicher Konfiguration mit einem Enantiomerenüberschuss (ee) von jeweils ee ≥ 99.9 identifiziert. Unter Einsatz von 13C-D-Glucose konnte zudem gezeigt werden, dass die Lactone de novo gebildet werden.

Laetiporus montanus (LMO) ist ein essbarer Basidiomycet, der zur Gattung Laetiporus gehört und ein enger Verwandter von Laetiporus sulphureus (LSU) ist. LMO kommt auf Nadelbäumen vor, während LSU auf Laubhölzern wie älteren Eichen zu finden ist. Da sich die Fruchtkörper von LMO und LSU in ihrem makroskopischen Erscheinungsbild nicht unterscheiden, basiert die Unterscheidung dieser Pilze auf der ITS-Sequenzierung, die erstmals 2009 von Michal Tomšovský und Libor Jankovský veröffentlicht wurde. Obwohl es viele Studien über das Aroma von LSU gibt, wurden bisher keine analytischen Daten über das Aromaprofil von submers kultivierten LMO veröffentlicht. Der hier verwendete Fruchtkörper des LMO wurde auf Fichten-Totholz im Nationalpark Schwarzwald gefunden und gilt als der erste gemeldete Fund im Bundesland Baden- Württemberg. LMO wurde mithilfe von antibiotikahaltigem Malzextraktagar in Reinkultur gebracht. Die Submerskulturen von LMO in MEP-Medium (Malzextrakt 30 g/L und Sojapepton 3 g/L) wiesen eine intensive rote Farbe auf und der Geruch war „brühe- /maggiartig“ und „würzig“. Die flüchtigen Verbindungen der LMO-Submerskultur in MEP wurden mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion und mittels automatisierter solvent-assisted flavor evaporation (SAFE) isoliert. Der erhaltene Extrakt wurde mittels Gaschromatographie-Olfaktometrie gekoppelt mit einem Flammenionisationsdetektor (GC-FID-O) auf zwei GC-Säulen unterschiedlicher Polarität (VF-WAX und DB-5) und mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) untersucht. Insgesamt wurden 36 geruchsaktive Verbindungen wahrgenommen, von denen 16 identifiziert und 6 vorläufig identifiziert wurden. 5-Butyl-2(5H)-furanon (FD 4,096), (E,E)-2,4-Decadienal (FD 256) und Sotolon (FD 256) wurden als die Verbindungen mit den höchsten FD- Faktoren ermittelt. (E,E)-2,4-Decadienal wurde als „fettig“ und „hähnchenartig“ wahrgenommen und Sotolon wurde mit „würzig“ assoziiert. 5-Butyl-2(5H)-furanon wurde als „Kokosnuss“-ähnliches Aroma beschrieben.

In der traditionellen Käseherstellung werden prägastrische, lipolytische Enzyme eingesetzt, um die Reifung und die damit verbundene Bildung pikanter Aromastoffe zu beschleunigen. Besonders für Käsesorten wie Pecorino, Provolone oder Feta spielen prägastrische Esterasen (PGE) eine wichtige Rolle. Eine Lipase aus Pleurotus citrinopileatus könnte eine vegetarische, koschere und halal-zertifizierbare Alternative für diese PGE tierischen Ursprungs darstellen. Allerdings ist die Aktivität dieser Lipase gegen langkettige Fettsäuren leicht erhöht, was bei langen Reifungsdauern zu seifigen Fehlaromen führen kann.[1] Deshalb wurde die Kettenlängenspezifität mittels Protein engineering (PE) zu mittelkettigen Fettsäuren optimiert. Im Rahmen eines semi- rationalen Designs wurden an acht verschiedenen Positionen 152 Mutanten in silico erstellt und analysiert. Von diesen 152 Mutanten wurden 35 zur Erstellung einer „small but smart“ Mutantenbibliothek ausgewählt und in vivo analysiert. 24 dieser Mutanten wurden heterolog exprimiert, wobei 18 Mutanten eine Veränderung des Hydrolyseprofils aufwiesen. Die drei am besten geeigneten Mutanten (F91L, L302G und L305A) wiesen eine verringerte Aktivität gegenüber langkettigen Modellsubstraten wie para- Nitrophenolpalmitat auf und wurden daher für einen Applikationstest bei der Herstellung von Salzlakenkäse nach Art eines Fetas ausgewählt. Die hergestellten Käse wurden anschließend auf ihre sensorischen Eigenschaften sowie mittels SPME-GC-MS auf ihren Gehalt an volatilen freien Fettsäuren (vFFA) untersucht. Dabei zeigte der Käse, welcher mit der Lipasen Mutante L305A hergestellt wurde, vielversprechende Ergebnisse, da dessen sensorische Eigenschaften und die analysierten vFFA mit denen eines unter Verwendung einer PGE hergestellten Käses vergleichbar waren. Somit konnte gezeigt werden, dass es sich bei der Optimierung der Kettenlängenspezifität mittels PE um ein geeignetes Werkzeug zum Ersatz von PGE in der Käseherstellung handelt.

Basidiomycota offer great biotechnological potential for the production of natural flavorings. Laetiporus montanus (LMO) is an edible basidiomycota whose flavor profile has not yet been investigated. LMO shows a strong macroscopic similarity to the already well- studied close relative Laetiporus sulphureus (LSU), hence the distinction based on ITS sequencing.

The growing demand for natural food ingredients has increased interest in biotechnological production processes for natural flavors. Fungi of the phylum Basidiomycota have proven to be a promising source, producing not only typical C8 volatiles but also arylic compounds (e.g., p-anisaldehyde), less well-known bicyclic terpenoids (e.g., dill ether and dihydromenthofurolactones), and sulfur-containing volatiles (e.g., 2-methyl-3-(methylthio)furan). Structural identification, stereoselective analyses, and elucidation of biosynthetic pathways, including enzymes involved, require complex analytical chemistry, the use of labeled precursors, and bioinformatics methods.