Bombelli testte de potentie van de stof glabridine uit zoethout als conserveermiddel op meloen (cantaloupe). Foto Shutterstock Anti-microbiële stoffen zijn bacterie-killers. De voedingsindustrie gebruikt ze om voedsel te vrijwaren van bederf en ziekteverwekkende bacteriën. Veel van die stoffen worden tegenwoordig chemisch gemaakt. Maar het kan ook anders. Stoffen in planten hebben vaak ook een anti-microbiële werking. Planten moeten zich immers ook voortdurend wapenen tegen bacteriën.
Onderzoeker Alberto Bombelli promoveerde cum laude op een studie naar het gebruik van geprenyleerde isoflavonoïden in de voedingsindustrie. Dat zijn isoflavonoïden met een zijketen van prenyl, een kenmerkende groep van vijf koolstofatomen. Een van die door hem geteste stoffen is glabridine uit zoethout. Het prenyl versterkt de anti-microbiële activiteit van deze natuurproducten. Zoethout wordt als smaakstof in veel producten verwerkt.
Natuurlijke afweer
‘De reststroom van die productie bevat veel geprenyleerde flavonoïden,’ zegt Bombelli, ‘inclusief glabridine dat onderdeel is van de natuurlijke afweer tegen ziekteverwekkers. Het idee achter mijn project is dat we leren hoe die natuurlijke afweer van glabridine werkt en dat in ons voordeel gebruiken. In het lab was de anti-microbiële activiteit wel aangetoond, maar bij toepassing in de voedingsindustrie komt veel meer kijken.’
Bombelli toonde met zijn proeven aan dat glabridine potentie heeft bij toepassingen buiten het lab. Hij testte de toepasbaarheid als conserveermiddel op meloen (cantaloupe) als product en op Listeria monocytogenes als belangrijke ziekteverwekker. Daarnaast toonde hij aan dat glabridine effectief is als desinfectans op oppervlakken tijdens de bereiding van voedsel. Verder bestudeerde hij hoe glabridine bacteriën doodt.
Dood lekken
Glabridine vernielt het celmembraan van bacteriën, waarna die dood lekt. ‘Dat vermoeden was er al,’ zegt Bombelli, ‘maar het moest nog wel worden bewezen. Het is vaak moeilijk om de vinger te leggen op de precieze werking van een stof. Je kunt wel zeggen dat het op het membraan inwerkt, maar hoe dan en waar? Dat soort vragen is niet zo makkelijk te beantwoorden.’
Essentieel voor de aanval op het membraan is de positie van de prenyl-groep. ‘Die groep vergroot de activiteit van geprenyleerde isoflavonoïden’, zegt Bombelli. ‘Maar het hangt ervan af waar en hoe prenyl aan het molecuul vastzit. Dat heb ik onderzocht door soortgelijke stoffen – met een iets andere positie van de prenyl-groep – die wel of geen anti-microbiële eigenschappen hebben, te testen.’
Prenyl vergroot de activiteit, maar het hangt ervan af waar en hoe de groep aan het molecuul vastzit
Alberto Bombelli, Levensmiddelenmicrobiologie
Die observatie wordt ondersteund door modelberekeningen van de wisselwerking tussen geprenyleerde isoflavonoïden en celmembranen. Bombelli: ‘Ik heb het proces gesimuleerd van het binnendringen van de stof in de cel en bekeken op welke positie op het membraan dat energetisch het meest gunstig is.’
Effectiever
De opgedane kennis kan leiden tot het ontwerpen van andere en mogelijk nog effectievere anti-microbiële stoffen. Volgens Bombelli wordt daar inmiddels aan gewerkt. Overigens is het lekprikken van het membraan niet het enige mechanisme om bacteriën te doden. Er zijn ook stoffen bekend met prenyl die anti-microbiële werking hebben maar de celmembraan intact laten. Ook in de natuur leiden meerdere wegen naar Rome.
