שיבזוקה הוא חמוץ חציל יפני מסורתי המיוצר בתהליך של תסיסה באמצעות חיידקי חומצת חלב (LAB). LAB אשר קיים בדרך כלל בירקות גורם לתסיסה ספונטנית של ירקות, וכתוצאה מכך הטעם החומצי הייחודי של חמוצים. בעוד ש-LAB מועיל, מינים אחרים של חיידקים וחיידקים שעשויים להימצא במקור המזון יכולים להשפיע על איכות המזון ובטיחותו. ההתקדמות בתחומי טכנולוגיית המזון והתזונה אפשרה תסיסה בקנה מידה גדול של חמוצים באמצעות תסיסים תעשייתיים, כאשר תנאים המשפיעים על התסיסה כמו טמפרטורה, רמות חומצה pH ותכולת מלח מנוטרים מקרוב.
התפקיד החשוב של אוכלוסיות מיקרוביאליות ספציפיות בתסיסה ספונטנית והאינטראקציות ביניהן המשפיעות על האיכות הכוללת של מוצרים מותססים נחקרו רבות. עם זאת, מחקרים לשכפל תסיסה ספונטנית הכוללת חומרי גלם סטריליים ומיקרוביוטה שנבנתה באופן מלאכותי מוגבלים.
בניסיון לחשוף את השינויים המורכבים ברצף המיקרוביאליים באוכלוסיות חיידקים במהלך תסיסה ספונטנית והשפעותיה על התוצרים הסופיים, פרופסור-משנה טקוג'י יאמאדה מבית הספר למדעי החיים והטכנולוגיה, המכון הטכנולוגי של טוקיו, יפן וד"ר קזונורי סוואדה מבית הספר למדעי החיים והטכנולוגיה. חטיבת החדשנות, Gurunavi, Inc., יפן ערכה מחקר חדשני תוך שימוש תעשייתי shibazuke. ממצאי המחקר שלהם פורסמו ב- ספקטרום מיקרוביולוגיה כתב עת.
בשיתוף ההשראה והרציונל מאחורי עבודת המחקר הנוכחית, צוות ימאדה אומר, "חקירה של השינויים באוכלוסיות החיידקים במהלך תהליך תסיסת החצילים והבנת הדינמיקה ביניהם יכולה לספק תובנות קריטיות. בנוסף, הגורמים החשובים והמנגנונים הבסיסיים המשפיעים על הרכב מטבוליטים ב shibazuke ניתן לחשוף."
החוקרים ביצעו בתחילה ניתוח מיקרוביוטה של מיוצרת מסחרית shibazuke דגימות, תוך שימוש בטכניקת רצף גנים rRNA 16S כדי לחקור את המאפיינים של אוכלוסיית חיידקים. הם צפו בשני דפוסים שונים של רצף חיידקים ב shibazuke דגימות. האחד, שבו האוכלוסיות של LAB הוחלפו בחיידקים אירוביים ואילו הדפוס השני חשף את הדומיננטיות של LAB עד סוף התסיסה. הגילוי של שני דפוסים ברורים של רצף חיידקים הניע את החוקרים לדגמן את הייצור של shibazuke תוך שימוש בגישת מחקר חדשנית.
לאחר מכן, הם חיסנו מיץ חצילים מעוקר מסנן עם מיקרוביוטה שנבנתה באופן מלאכותי המכילה שישה מינים של חיידקים שנצפו בשלב מוקדם של shibazuke הפקה. ניתוח מיקרוביוטה של תסיסת מיץ חצילים הצביע על דפוס רצף חיידקי יחיד עם דומיננטיות LAB, המסומן על ידי צמיחה מוטה של Lactiplantibacillus plantarum חיידקים לאורך תהליך התסיסה.
יתר על כן, החוקרים ערכו ניתוח מתאם כדי לחקור את מידת הדמיון ביניהם shibazuke ייצור ותסיסה של מיץ חצילים. פרופילי התסיסה של חמצן מומס ו-pH היו בקורלציה לאוכלוסיות החיידקים במהלך התסיסה ונמצאו דומים בשתי השיטות. יתר על כן, הם זיהו L. plantarum להיות מעורב בייצור של חומצה לקטית, אלנין וחומצה גלוטמית במהלך shibazuke ייצור ותסיסת חצילים.
את המודל החדשני של תסיסת מיץ חצילים שפותח על ידינו ניתן להרחיב בקלות לתהליכי תסיסה ספונטניים אחרים. בנוסף, זה יכול לחשוף את התפקיד של מיקרוביוטה ראשונית ספציפית על התסיסה ועל המוצרים הסופיים שלה.
Takuji Yamada, פרופסור חבר, בית הספר למדעי החיים והטכנולוגיה, המכון הטכנולוגי של טוקיו
מחקר זה יכול לסייע בפיתוח של מזונות-על בעלי פרופילים תזונתיים משופרים ומוצרים פרוביוטיים עם חיידקים טובים כמו L. plantarum.
