Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2015

Überprüfung von Zusammenhängen zwischen Sub-Proteom-Mustern und Metabolismus von Weinhefen zur Verbesserung des Weinaromas

Prof. Dr. Rudi F. Vogel
Technische Universität München
Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie

Prof. Dr. Susan E. Ebeler
University of California, Davis
Department of Viticulture and Enology

Das Ziel dieses Projekts ist die Überprüfung eines Zusammenhangs zwischen flüchtigem Metabolitprofil und stammspezifischer Unterschiede im Hefeproteom. Mittels MALDI-TOF MS erstellte MS Peptid Fingerprints werden dazu mit dem Profil flüchtiger Verbindungen aus GC-MS Analysen korreliert. Das Projekt leistet einen signifikanten Beitrag zum Verständnis des Metabolismus und anderer Faktoren, die die Bildung flüchtiger Metabolite von Weinhefen bestimmen. Zudem kann MALDI-TOF MS als Screeningmethode für die Vorhersage des Aromapotentials von Weinhefen aufgebaut werden. Dieses Projekt kann damit die Entwicklung von Weinhefestämmen fördern, die Weinaroma erhalten, diversifizieren und verstärken können.

Abschlussbericht
Qualität und Zusammensetzung von Wein werden ganz wesentlich von dem zur Fermentation eingesetzten Hefestamm beeinflusst. Umfangreiche Kenntnisse über Stammunterschiede auf Genom , Proteom- und Metabolismusebene bilden die Grundlage, auf derer die Entscheidungen zur Hefeauswahl gewollter Aromaprofile getroffen werden. Das Ziel dieses Projekts war die Überprüfung des Zusammenhangs zwischen flüchtigem Metabolitprofil und stammspezifischer Unterschiede im Hefeproteom. Dazu wurden drei sortenreine Traubensäfte (Albariño, Chardonnay und Symphony) aus den Weingärten der UC Davis mit drei kommerziell genutzten Weinhefestämmen fermentiert. Die Fermentation wurde im Labormaßstab durchgeführt und lieferte neun Datensätze (n = 3). Das Metabolitprofil wurde mittels Festphasenextraktion aus der Gasphase und anschließender Gaschromatographie/Massenspektrometrie (HS SPME-GC/MS) analysiert, die Methode dazu wurde bereits 2013 an der UC Davis etabliert. Die Subproteommuster wurden mittels Matrix-unterstützter Laser-Desorption/Ionisation-Flugzeit Massenspektrometrie (MALDI-TOF MS) nach der 2014 an der TU München etablierten Methode ermittelt. Die Auswertung umfasste unter Anderem statistische Methoden, wie eine multidimensionale Skalierung (MDS) und die Diskriminanzanalyse von Hauptkomponenten (DAPC). Beim Vergleich der Ergebnisse von GC/MS und MALDI-TOF MS konnten methodenspezifische Parallelen bezüglich der Fermentationsergebnisse erkannt werden, das heißt im Metabolitprofil und der Proteinzusammensetzung der Zellen. Dies lässt vermuten, dass MALDI TOF MS dazu geeignet sein könnte die Durchsetzungsfähigkeit zur Fermentation und Aromabildung unbekannter Hefen vorherzusagen. Weitere Experimente sind nötig, um diese Vermutung zu stützen. Nichtsdestotrotz konnte gezeigt werden, dass die Proteomik wertvolle erste Hinweise auf das aromabildende Potential von Weinhefen liefert.