Milchsäurebakterien - Wunschdenken und Fakten

Eine Kurzvorstellung der „Schüler experimentieren“ – Wettbewerbsarbeit ´99

Autoren:

Harald Nickels,

Thorsten Heck

Jan Heinrichs

Betreuungslehrer: Herr StD H.-D. Reichert: Hadi.Reichert@gmx.de)

Einführung in die Arbeit Antworten auf die Hauptfragen

Vorgehensweise

Wir untersuchten verschiedene Milchsorten (Frischmilch, H-Milch, pasteurisierte Milch), Milchprodukte (Joghurt, Buttermilch) sowie Silage nach Milchsäurebakterien, indem wir zuerst Proben von je 1 Milliliter stufenweise mit 9 Milliliter 0.9%iger Kochsalzlösung verdünnten. Aufgrund der Vorversuche kannten wir die ungefähre Lebendzellzahl und verwendeten deshalb die Verdünnungsstufen 1:10, 1:100, 1:1000 und 1:10.000. Aus den Verdünnungsröhrchen entnahmen wir je 0,1 ml und beimpften die Nährböden, die wir vorher im Dampftopf 20 min bei 120° C sterilisiert und in Petrischalen gegossen haben. In den Vorversuchen hatten wir auch Rogosa-Agar als Nährboden verwendet. Da auf diesem Rogosa-Agar keine Bakterien gewachsen waren, verwendeten wir ihn nicht bei unserem Hauptversuch.
In unserem Hauptversuch benutzten wir den Zobellnährboden anstelle des Rogosa-Agars. Dieser Nährboden hatte sich in den Vorversuchen als geeignet erwiesen. Außerdem benutzten wir einen fertigen China Blau Nährboden, den wir lediglich in Wasser lösen und anschließend 20min kochen mußten.

Ergebnisse

Der Hauptversuch lieferte folgende Ergebnisse:

L+= Lactose positiv

Die Zahlenwerte stellen die berechneten Lebendzellzahlen dar. Sie wurden bestimmt anhand der auf den verschiedenen Verdünnungsstufen ausgezählten Koloniezahlen.

Die Werte > 250000 ergaben sich dadurch, dass auch bei der höchsten Verdünnugsstufe die Zahl der Kolonien noch unzählbar groß war.

Antworten auf unsere Fragen

Wie viele Milchsäurebakterien lassen sich in unterschiedlichen Milcharten und Milchprodukten nachweisen?

Wir hatten erwartet, dass die ultrahocherhitzte H-Milch keine oder nur sehr wenige Milchsäurebakterien enthält. Daher waren wir sehr überrascht, dass auf den mit H-Milch beimpften Nährböden durchschnittlich mehr Kolonien gewachsen waren, als auf denen mit Frischmilch. Dies läßt sich dadurch erklären, dass die H-Milch eine Woche im Kühlschrank stand.
Sehr viele Milchsäurebakterien waren in dem Joghurtprodukt der Molkerei Andechs enthalten. Auf beiden Nährböden lieferte der Andechs-Joghurt die höchsten Lebendzellzahlen, wenn man von den bei unseren Verdünnungsstufen nicht bestimmbaren Lebendzellzahlen bei Kefir, Buttermilch, Grassilage und Maissilage absieht. Beim Joghurt der Molkerei Söbbecke ergaben sich auf beiden Nährböden ähnliche Ergebnisse, was auch für den Joghurtdrink Actimel galt.
Bei dem probiotischen Joghurt LC 1 von Nestle gab es große Unterschiede: Während das Produkt auf dem Zobell-Agar nur eine Zellzahl von 4.000 pro Milliliter erreichte, sind die Ergebnisse auf dem China Blau Nährboden zum Teil unzählbar.
Man kann zusammenfassend feststellen, dass die verschiedenen Produkte von unterschiedlich vielen Bakterien besiedelt sind und dass die verschiedenen Nährböden jeweils nur einen Teil der in den Proben vorkommenden Bakterien erfassen können. Deshalb sollte man bei der Angabe der Lebendzellzahl durch die Hersteller auch genau in Erfahrung bringen, auf welchen Nährböden diese ihre Lebendzellzahlen bestimmt haben. Dies wollen wir noch tun.
Außerdem wäre es interessant für verschiedene Nährböden die Schnittmenge und die Gesamtmenge zu bestimmen.
Dies haben wir versucht durch Bestimmung der Kolonietypen. Allerdings war die Typenvielfalt recht begrenzt, ein Hinweis darauf, dass die Hersteller die Milch mit wenigen geeigneten Bakterien beimpften.

Welche Nährböden eignen sich für Milchsäurebakterien am besten?

Aufgrund unserer Vorversuche, bei denen wir außer der Bestimmung
geeigneter Verdünnungsstufen weitere Vergleichswerte aufgefunden hatten, können wir folgende Aussagen machen:
· Der Selektiv-Agar ist ungeeignet, da die Milchsäurebakterien nur schwer bzw. gar nicht auf diesem Nährboden wuchsen.(vorausgesetzt wir haben bei der Herstellung Fehler gemacht)
· Die besten Erfahrungen hatten wir mit Chinablau und Zobell-Nährböden gemacht. Deshalb hatten wir diese auch in unserem Hauptversuch verwendet.

Wieviele verschiedene Typen von Milchsäurebakterien lassen sich auf den Nährböden nachweisen?

Beim Zobell Nährboden konnten wir zwei verschiedene Kolonietypen unterscheiden, die wir in der Tabelle mit K1 und K2 bezeichneten. Beim Kolonietyp K1 handelte es sich um meist kleine punktförmige gelbe Bakterien. Bei K2 handelte es sich um größere blaß-rote Bakterien, die von einer Art Schweif umgeben waren. Im allgemeinen überwog die Zahl der Bakterien von Kolonietyp K1. Bei China Blau Nährböden konnten wir drei verschiedene Koloniearten unterscheiden. Bei Kolonietyp K1 handelte es sich um blaue, das heißt lactosepositive Bakterien. Typ K2 waren weiße Kolonien, also laktosenegative Bakterien. Kolonietyp K3 waren gelbe Bakterien, wie sie auch bei Zobell wuchsen. (Ergebnisse)

Sind in Silage mehr Milchsäurebakterien enthalten als in Milch und Milchprodukten?

Die Bakterienkolonien waren bei Grassilage in allen Verdünnungsstufen auf beiden Nährböden unzählbar. Daher kann man davon ausgehen, dass in Grassilage mehr Milchsäurebakterien enthalten sind als in den Produkten, bei denen die Kolonien zählbar waren. Wir können jedoch aufgrund unserer Ergebnisse nicht sagen, ob Grassilage mehr Milchsäurebakterien enthält als Kefir oder Buttermilch.
Über Maissilage können wir keine konkreten Aussagen treffen, da die Auszählungsergebnisse auf den Nährböden sehr unterschiedlich waren:
Die Koloniezahl auf den Zobell-Nährböden war auch bei der Verdünnungsstufe 1:10000 nicht zählbar. Auf den China Blau Nährböden wuchsen bei der Verdünnungsstufe 1: 10 durchschnittlich nur 80 Kolonien.

Sind in bestimmten beworbenen Milchprodukten wie LC1 und Actimel tatsächlich viel mehr Milchsäurebakterien enthalten als in den herkömmlichen Sauermilchprodukten?

Diese Frage ist nach unseren Untersuchungsergebnissen mit Nein zu beantworten, denn Produkte, wie zum Beispiel Buttermilch oder Kefir übertreffen Actimel in ihrer Lebendzellzahl eindeutig. Dazu kommt, dass diese neu beworbenen Produkte oft sehr teuer sind.

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit behandelt das Thema: Milchsäurebakterien–Wunschdenken und Fakten
Wir führten Versuche durch, um in Milchprodukten die Milchsäurebakterien nachzuweisen. Dabei kochten wir verschiedene Nährböden, auf denen die Milchsäurebakterien bevorzugt wachsen. Im Verlaufe der Vorversuche wechselten wir aufgrund fehlgeschlagener Versuche die Nährbodenart von Selektiv-Agar auf Zobell- und Chinablau-Agar um. Während der Vorversuche lernten wir schnell die Herstellungsmethoden der Nährböden, das Beimpfen der Nährböden mit einem Milchprodukt, das vorher in einer 0.9%iger Ringerlösung in verschiedene Verdünnungsstufen suspendiert worden war, sowie das Auszählen der Kolonien, die auf den Nährböden wuchsen.
Die Ergebnisse, die wir von den Versuchen erhielten, rechneten wir hoch und erstellten daraus Diagramme, die vorallem auf den Hauptversuch bezogen sind, bei dem wir 10 Produkte auf 150 Petrischalen beimpften. Dieser Hauptversuch lieferte uns so viele genaue Zahlen, dass wir
Vergleiche bezogen auf Nährböden, Verdünnungsstufen und Milchprodukten erarbeiten konnten.
Anhand dieses Versuchs konnten wir folgende Fragen beantworten:
· Wie viele Milchsäurebakterien lassen sich in unterschiedlichen Milcharten und Milchprodukten nachweisen?
· Welche Nährböden eignen sich für Milchsäurebakterien am besten?
· Wieviele verschiedene Typen von Milchsäurebakterien lassen sich auf den Nährböden nachweisen?
· Sind in Silage mehr Milchsäurebakterien enthalten als in Milch und Milchprodukten?
· Sind in bestimmten beworbenen Milchprodukten wie LC1 und Actimel tatsächlich viel mehr Milchsäurebakterien enthalten als in den herkömmlichen Sauermilchprodukten?

Fazit

Daß die neuen Milchsäurekulturen gesünder sind als die althergebrachten, halten allein die Hersteller für bewiesen. In der Praxis setzen die Molkereien lediglich ganz normalem Joghurt nach der Fermentation lebende Mikroorganismen zu. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Milchsäurebakterien und damit auch die Chance, daß mehr von ihnen den Darm unbeschadet erreichen. Allerdings ist es fraglich, ob die Milchsäurebakterien in Sauermilchprodukten wie Joghurt überhaupt auf Dauer und in ausreichender Zahl überleben können. Einen umfassenden Gesundheitsschutz können probiotischen Joghurts ohnehin nicht leisten. Dazu muß die gesamte Ernährung vollwertig und ballaststoffreich sein. Wichtig ist vor allem, daß Joghurt regelmäßig verzehrt wird, da die Bakterien im Dickdarm nach einiger Zeit absterben. Ob man aber nun probiotischen Joghurt zu sich nimmt oder herkömmliche Bakterien wie die bekannten Bifido-Bakterien, spielt überhaupt keine Rolle: Auch diese erreichen lebend den Darm und erzielen positive Effekte.