AMPFood - Antimikrobielle Peptide zur Konservierung von Lebens- und Futtermitteln

Abstract

Ziel des Projekts war die Gewinnung antimikrobieller Peptide (AMPs) aus Larven der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens), um diese als natürliche Konservierungsstoffe für Lebens- und Futtermittel einzusetzen. Dabei sollten biogene Nebenströme aus dem Rhein-Main-Gebiet – Apfeltrester, Biertreber, Kakaobohnenschalen und Althefe – als Futtermittelquelle genutzt werden. Das Wachstum der Larven auf diesen Substraten wurde mit einer Referenzdiät aus Hühnerfutter verglichen. Auf Apfeltrester, Biertreber und Kakaobohnenschalen wuchsen die Larven deutlich schlechter, doch durch die Zugabe von Althefe als zusätzliche Proteinquelle konnte eine vergleichbare Entwicklungsgeschwindigkeit und ein ähnliches Endgewicht wie bei der Kontrollgruppe erreicht werden. Für die Peptidisolierung wurden verschiedene Extraktionsmethoden getestet, wobei sich die methanolische Extraktion mit anschließender Entfettung und Fraktionierung als am effektivsten erwies. Die gewonnenen Fraktionen wurden auf antimikrobielle Aktivität getestet, wobei deutliche Unterschiede zwischen den Extrakten in Abhängigkeit von der Fütterungsdiät festgestellt wurden. Die Analyse der Extrakte mittels UHPLC-MS bestätigte einen klaren Zusammenhang zwischen der Anwesenheit von Peptiden und der beobachteten Aktivität. Die Peptidsequenzierung zeigte zudem, dass sich die AMP-Profile der Larven je nach Fütterung stark unterscheiden. In Larven, die mit Apfeltrester gefüttert wurden, konnten nur fünf AMPs identifiziert werden, während bei Biertreber-Larven zwanzig verschiedene AMPs nachgewiesen wurden. Entsprechend zeigten die Biertreber-Extrakte eine deutlich höhere antimikrobielle Aktivität. Insgesamt zeigt das Projekt, dass Nebenströme gezielt eingesetzt werden können, um die antimikrobielle Peptidproduktion in Hermetia illucens-Larven zu beeinflussen. Besonders Biertreber in Kombination mit Althefe erwies sich als geeignete Futtergrundlage. Die rekombinante Expression bietet eine vielversprechende alternative Produktionsmethode, befindet sich jedoch noch in der Entwicklungsphase.