Schnell und spezifisch

Wolfgang Wiesneth

Das Dienstleistungslabor BLB aus dem bayerischen Berching zählt seit der Gründung im Jahre 2001 mehr als 200 Unternehmen zu seinen Kunden. Die verschiedenen Dienstleistungen von BLB für die Analytik im Brauereisektor nutzen sowohl kleine mittelständische Brauereien als auch größere Brauereien mit einem jährlichen Bierausstoß von bis zu 300 000 hl. Auch die Zulieferindustrie, z. B. renommierte Sudhaushersteller, gehören zum Kundenstamm und werden in Fragen des Anlagenbaus beraten. Im technisch-chemischen Bereich führt BLB analytische Routinekontrollen durch. Hier wird das Bier auf sämtliche Komponenten, wie Stammwürze oder Bitterwerte untersucht. Der zweite große Dienstleistungsbereich liegt in der mikrobiologischen Kontrolle von Bier und Hefe hinsichtlich des Vorhandenseins von Bierschädlingen.

Bis vor kurzem dauerte der Nachweis von Bierschädlingen mindestens fünf bis zehn Tage. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass in der Regel die klassische Kultivierung, also das Züchten von Bakterien auf Nährmedien, angewandt wurde. Erst nach einem Mindestzeitraum von fünf Tagen deutet die Trübung der im Medium kultivierten Probe auf das Wachstum von Bierkontaminanten hin. Anschließend muss die Probe unter dem Lichtmikroskop auf das Vorhandensein von lebenden bakteriellen Verderbern untersucht werden. Ausschlaggebend für den positiven Befund ist die charakteristische Morphologie der Bakterienzellen. Doch oft ist diese nicht absolut eindeutig oder die Bierprobe aufgrund von Trübungsstoffen nur schlecht zu analysieren. Dies erfordert einen hohen personellen Aufwand und große Erfahrung, denn der Kunde erwartet zu Recht eine gesicherte und eindeutige Aussage über die Qualität des eingereichten Materials. Darüber hinaus sind die konventionellen kulturellen Verfahren zu langsam, so dass der Kunde bei mikrobiellen Kontaminationen oft keine Möglichkeit hat, rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können oder die Lagerzeit zu verkürzen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, entschied sich BLB, verschiedene neuartige Nachweisverfahren zu testen. Seit einigen Monaten wird der Test VIT-Bier plus L. brevis von vermicon erfolgreich eingesetzt.

Einer der großen Vorteile dieses Testsystems ist der umfassende Nachweis aller bierschädlichen Milchsäurebakterien sowie parallel dazu die Identifizierung des häufigsten Bierschädlings Lactobacillus brevis. Das Analysenergebnis steht bereits nach zwei Tagen fest. Dies bedeutet einen Zeitgewinn von mindestens drei Tagen verglichen mit konventionellen Methoden. Darüber hinaus war die Spezifität wie auch die einfache Handhabung des Systems überzeugend. Das System basiert auf einer mikroskopischen Auswertung, so dass keine Änderungen im Routineablauf notwendig sind. Nach wie vor wird das mikroskopische Bild ausgewertet, allerdings nun mit einer zuvor nicht möglichen Einfachheit. Während vorher die Probe mühsam nach mikrobiellen Kontaminanten abgesucht werden musste, verrät nun ein helles Leuchten der Zellen die Existenz von lebenden Bierschädlingen.

Möglich wird dies durch die so genannte vermicon identification technology (VIT). Hierbei werden spezifisch programmierte, farbstoffmarkierte Gensonden in die Bakterienzellen der Probe eingeschleust. Diese Gensonden suchen sich in den Zellen die Signatur, also die Bindungsstelle, für die sie programmiert wurden. Finden sie diese, binden sie sich daran und das Bakterium leuchtet bei der Betrachtung im Fluoreszenzmikroskop. Alle bierschädlichen Milchsäurebakterien (Laktobazillen und Pediococcus damnosus) leuchten in Rot, der häufigste Bierschädling Lactobacillus brevis zusätzlich in Grün (Bild 2 und 3). Konnten die Gensonden, die wie Torpedos die einzelnen Bakterien beschießen, keine Bindungsstellen ausfindig machen, bleibt die Zelle dunkel und wird nicht entdeckt. Überdies gibt der Test die Sicherheit, nur lebende und damit für die Bierqualität relevante Zellen nachzuweisen. Tote Bakterien leuchten nicht. Auf diese Weise wird die Nachweissicherheit signifikant erhöht.

Angewandt wird diese Technik für die Untersuchung von Bier- und Hefeproben, die nur ein bis zwei Tage in NBB-Bouillon angereichert wurden. Hierzu wird ein Aliquot der angereicherten Probe auf den Objektträger übertragen. Im von vermicon angebotenen Testkit sind verschiedene Lösungen, basierend auf einem einfach zu handhabenden Tropfflaschensystem, enthalten. Diese werden in einer definierten Reihenfolge auf die Probe getropft. Pipetten müssen nicht benutzt werden. Anschließend erfolgt die Inkubation in dem handtellergroßen mitgelieferten VIT-Reaktor. Nach dem Waschschritt wird die Probe im Fluoreszenzmikroskop ausgewertet. Die Durchführung einer Analyse erfordert in der Regel weniger als 15 Minuten. Werden mehrere Proben zeitgleich untersucht, verringert sich die Zeit zur Durchführung dementsprechend. Nach vier Stunden können die Ergebnisse auch von molekularbiologisch ungeschulten Kräften ausgewertet werden. Das System lässt sich problemlos in die Laborroutine integrieren.

Basierend auf dem VIT-System ist noch ein weiterer VIT-Test für die Brauereianalytik verfügbar. Mit VIT-Bier Megasphaera/Pectinatus werden Proben auf das Vorhandensein von Megasphaera cerevisiae und Bakterien der Gattung Pectinatus untersucht. Auch hier leuchtet wieder die eine Bakteriengruppe in Rot und die andere in Grün. Die Auswertung ist mit VIT-Bier plus L. brevis vergleichbar und daher ebenso einfach, spezifisch und schnell. Die Organismen wachsen normalerweise unter einer Schicht von Essigsäurebakterien und verursachen durch Abriss des Biofilms die gefürchteten Streuinfektionen in Brauereien. Als Folge davon werden Bierflaschen in Umlauf gebracht, die beim Öffnen einen übelriechenden Geruch vorweisen und damit beim Kunden auf Ablehnung stoßen. Dies kann im schlimmsten Fall zu einer nachhaltigen Skepsis gegenüber der Biermarke führen.

Halle 3, Stand 304

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