Skip to ContentSkip to Navigation
OnderwijsStudievoorlichtingMeer keuzeactiviteitenScholierenacademie
Header image Blog: Dit is wetenschap

Slimme bacteriën als sensor in de zuivelindustrie

Datum:12 december 2017
Auteur:Meintje de Vries
Een deel van het iGem-team aan het werk
Een deel van het iGem-team aan het werk

Dat bacteriën nuttig en belangrijk kunnen zijn, daar kijken we al een lange tijd niet meer van op. Maar dat ze ook grootschalige problemen kunnen oplossen, is voor velen nog onbekend. Met het iGEM-team van de Rijksuniversiteit Groningen  maken we gebruik van bacteriën om het maken van zuivelproducten te verbeteren.

Bij de productie van verschillende zuivelproducten wordt melk gefermenteerd. De lactose, die in de melk zit, wordt hierbij omgezet naar melkzuur. Dat is belangrijk voor de houdbaarheid van het product maar ook voor de structuur en de smaak. Denk maar aan het verschil tussen melk, yoghurt en kaas. Yoghurt en kaas hebben een hele andere structuur en smaak. Dit komt door de melkzuurbacteriën die de lactose omzetten in melkzuur.

De omzetting van lactose naar melkzuur kan verstoord worden door bacteriofagen. Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën kunnen infecteren. Het virus spuit zijn DNA in de bacteriecel. De bacterie wordt daardoor geherprogrammeerd en gaat heel veel nieuwe virussen maken, die vervolgens weer andere bacteriën kunnen infecteren. De bacterie wordt daardoor ziek en kan niet meer de processen uitvoeren die het eerder wel kon uitvoeren. Als melkzuurbacteriën tijdens het fermentatieproces worden geïnfecteerd kunnen ze de lactose dus niet meer goed omzetten naar melkzuur. Afhankelijk van de grootte van de infectie kan het gewenste zuivelproduct niet gevormd worden of niet aan de juiste kwaliteitsstandaard voldoen.

De melkfabrikant wil graag op tijd gewaarschuwd worden als er veel bacteriofagen in de melk zitten. Daarom hebben we met het Groningse iGEM-team een sensor gemaakt. Een medewerker in de melkfabriek kan voor, tijdens en na de productie samples van de melk nemen. Deze samples worden aan de biosensor toegevoegd. Als er bacteriofagen in de melk aanwezig zijn, die de bacteriën in de sensor infecteren, dan zal er een meetbaar signaal ontstaan. De sensor is makkelijk en veilig in gebruik.

Om die biosensor te maken, gebruikten we bacteriën. Het DNA van de bacteriën in de biosensor is voorgeprogrammeerd voor specifieke bacteriofagen. Ze kunnen het virus DNA herkennen en kapot knippen. Hierdoor worden ze niet ziek en kunnen er niet nog meer virussen ontstaan. Ondertussen is een ander proces in de biosensor in gang gezet die voor een kleurverandering van de bacterie zorgt. Zodra we deze kleurverandering in de biosensor zien, weten we welke bacteriofagen het fermentatieproces verstoren. Het is vervolgens aan de fabrikant om de juiste vervolgstap te kiezen. Hij kan het productieproces onderbreken en het fermentorvat reinigen of nieuwe melkzuurbacteriën toevoegen die niet vatbaar zijn voor de bacteriofaag. 

Het team maakt de sensor voor een wedstrijd waaraan zij deelnemen: de iGEM-competitie (International Genetically Engineered Machine competition). Dit is een internationale wedstrijd over synthetische biologie, met de finale in Boston. Honderden teams over de hele wereld houden zich bezig met het aanpassen van DNA van micro-organismen om zo nieuwe ‘machines’ te bouwen. De nieuwe ‘machines’ kunnen specifieke problemen oplossen. Zo worden er bacteriën gemaakt die ziekteverwekkers kunnen detecteren, CO2 uit de lucht kunnen omzetten in nuttige brandstoffen of die vuil water kunnen zuiveren.

Meer weten? Kijk hier!

Meintje de Vries is student Life Science & Technology, met als richting Moleculaire Levenswetenschappen, en lid van het Groningse iGem-team.

Tags: Scheikunde, Beta

Reacties

Reacties laden...