Einfluss der Stickstoffassimilation und Genexpression auf sensorisch aktive Aminosäuremetabolite von Saccaromyces Hefen

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Thomas Becker; Professor Dr. Thomas Hofmann
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 195600675

Die Bildung sensorisch aktiver Verbindungen während der Gärung ist maßgebend für die verschiedensten Geschmackscharaktere fermentierter Getränke. Geruchsaktive höhere Alkohole, Aldehyde und Ester werden während der Fermentation durch hefeeigene Enzyme aus den vorliegenden Stickstoff- und Kohlenstoffquellen synthetisiert. Da die Stickstoffassimilation hierbei eine entscheidende Rolle spielt, soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens der Einfluss der Aminosäuren im Nährmedium sowie einzelner Prozessparameter auf die im Zuge der Fermentation mit den Hefen Saccharomyces pastorianus var. carlsbergensis Stamm 34/70 und Saccharomyces cerevisiae Stamm 68 gebildeten Primärmetaboliten inklusive der sensorisch aktiven Aminosäuremetaboliten untersucht werden. In verschiedenen Fermentationsansätzen sollen hierbei die Konzentration und das Spektrum der Aminosäuren sowie die Prozessparameter Temperatur und Zuckerkonzentration systematisch variiert werden. Mittels zu entwickelnden HILICMS/ MS-Methoden sollen hierbei Primärmetabolite des Hefestoffwechsels und mittels GC/MS die von den Aminosäuren Tryptophan, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tyrosin und Methionin abgeleiteten höheren Alkohole, Aldehyde und volatilen Ester umfassend quantitativ bestimmt werden. Durch Verwendung 13C- und 15N-markierter Aminosäuren sollen zudem mittels HILIC-TOF-MS-basierter Isotopologenanalyse fundamentale Erkenntnisse zur Kinetik des Aminosäurestoffwechsels erarbeitet werden. Neben Ermittlung der Stoffwechselaktivitäten soll die damit verbundene Genexpression der Hefe mittels Mikroarraytechnologie und Real-Time PCR analysiert werden, um die Zusammenhänge einzelner Aminosäuren, deren Einfluss auf die Transkription und die damit verbundene Synthese sensorisch aktiver Aminosäuremetabolite im Ferment aufzuklären.

• DFG Programme: Research Grants