Obligat und potenziell gärfähige Hefen verursachen in alkoholfreien Getränken unterschiedliche Verderbserscheinungen, die im schlimmsten Fall zu einer Bombage der Gebinde führen können. Mit Hilfe des Schnellnachweissystems VIT-AfG gärfähige Hefen lassen sich diese Mikroorganismen nicht nur schnell nachweisen, sondern auch beide Hefearten unterscheiden.
Karin Thelen und Dr. Claudia Beimfohr
Durch mikrobiologische Aktivität können sich Getränke hinsichtlich ihres Aussehens, Geruchs, Geschmacks und ihrer Beschaffenheit verändern. Welche Verderbserscheinung auftreten kann, hängt vor allem von der Zusammensetzung des Produkts ab. Hierbei sind Faktoren wie die Wasseraktivität (aw-Wert) und pH-Wert von maßgeblicher Bedeutung. Aber auch das Herstellungsverfahren, die Lagerbedingungen und die Ausgangsverkeimung können die mikrobiologische Stabilität des Produkts beeinflussen [1].
Alkoholfreie Getränke (AfG), und hier insbesondere die stillen und karbonisierten Produkte, bieten aufgrund ihrer Zusammensetzung und der Herstellungsbedingungen nur einem sehr eingeschränkten Spektrum von Mikroorganismen die Möglichkeit, einen Produktverderb zu verursachen. In der Regel lässt sich ein solcher Verderb auf acidophile oder acidotolerante (z. B. Milchsäurebakterien oder Alicyclobazillen) sowie auf osmophile und osmotolerante (z. B. Hefen) Mikroorganismen zurückgeführen, die sich in diesen Getränken vermehren können.
Gefährdungspotenzial Hefen
Von den Hefen geht dabei eine ganz besondere Gefahr aus. Aufgrund ihrer Fähigkeit, einen weiten pH-Bereich (pH 3 bis 11) und ein breites Temperaturspektrum (0 bis 45 °C) zu tolerieren und zudem auch Wachstum in sauerstoffhaltigen und sauerstofffreien Umgebungen zu zeigen, müssen sie als regelrechte Überlebenskünstler angesehen werden, von denen ein sehr hohes Gefährdungspotenzial für den AfG-Bereich ausgeht. Neben den typischen Veränderungen im Geschmack und Geruch, können die meisten Hefen in einer sauerstofffreien Umgebung auf Gärung umschalten und dann – in Abhängigkeit von der jeweiligen Art – unterschiedlich schnell große Mengen an Alkohol und Kohlendioxid (CO2) produzieren. Grundsätzlich wird deshalb zwischen gärfähigen und nichtgärfähigen Hefen unterschieden. Während den nichtgärfähigen Hefen, die auch als Atmungshefen bezeichnet werden, kein Potenzial zur Schädigung von Getränken nachgesagt wird, können die gärfähigen Hefen in obligat und potenziell gärfähige Hefen unterteilt werden. Diese weitere Spezifizierung ist insbesondere für die Qualitätssicherung in industriellen Betrieben von entscheidender Bedeutung. Denn je nachdem, ob obligat oder potenziell gärfähige Hefen im Getränk nachgewiesen werden, sollten möglichst schnell unterschiedliche Strategien zur nachhaltigen Produktsicherung angedacht bzw. verfolgt werden [2, 3].
Als obligat gärfähige Hefen werden ausgewählte Vertreter der Saccharomyces-Stämme bezeichnet. Diese sind sehr gärkräftig und können meistens in kürzester Zeit das Produkt verderben. Das heißt: Wenn diese obligat gärfähigen Hefen nachgewiesen werden, droht auch schon bei sehr geringen Keimzahlen neben den gängigen Verderbserscheinungen nahezu immer die Gefahr von Bombagen der Gebinde. Denn: Durch die immense CO2-Bildung kann es zu einer starken Deformierung oder sogar Zerstörung der Gebinde kommen. Im Unterschied dazu treten derartige Erscheinungen bei potenziell gärfähigen Hefen nur unter bestimmten produktspezifischen Bedingungen oder aufgrund von Verfahrensfehlern auf. Zu letzteren zählen beispielsweise
- Unterdosierung von Konservierungsmitteln
- unzureichende oder fehlgeschlagene Pasteurisierung
- hygienische Mängel
Zu den potenziell gärfähigen Hefen zählen ausgewählte Arten der Gattungen Zygosaccharomyces, Candida, Pichia, Torulaspora und Dekkera.
Zuverlässige Produktfreigabe
Um die Freigabeentscheidungen bei der Getränkeproduktion sicher und effektiv gestalten zu können, wurde das Schnellnachweissystem VIT-AfG für gärfähige Hefen entwickelt. Mit ihm können innerhalb kürzester Zeit gärfähige Hefen zuverlässig nachgewiesen werden. Zudem lassen sich mit dem Schnelltest obligat und potenziell gärfähige Hefen voneinander unterschieden, so dass – in Abhängigkeit vom jeweiligen Produkt – entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können.
Nach einer kurzen Voranreicherungszeit können die Hefen innerhalb von drei Stunden nachgewiesen werden. Der Test kann entweder nach einer Flüssiganreicherung durchgeführt werden oder verdächtige, bereits gewachsene Kolonien werden direkt identifiziert. Die Grundlage des Nachweisverfahrens ist die hochspezifische Vermicon Identification Technology (VIT). Sie beruht darauf, dass farbstoffmarkierte Gensonden, die spezifisch für gärfähige Hefen programmiert wurden, in die morphologisch intakten Hefen eindringen und dort an speziellen Zielstellen auf dem genetischen Material andocken. Dabei erkennen die Gensonden ausschließlich lebende gärfähige Hefen.
Einfache Auswertung
Die Auswertung des Tests erfolgt mit Hilfe eines kostengünstigen Fluoreszenzmikroskops. Ein Blick durch das Mikroskop reicht aus, um zu entscheiden, ob lebende gärfähige Hefen in der Probe vorhanden sind: Obligat gärfähige Hefen leuchten in Rot, potenziell gärfähige in Grün (Bild 2 und 3). Im Vergleich zu klassischen Verfahren kann der Anwender mit dem VIT-AfG-Schnellnachweis-system eine Zeitersparnis von mehreren Tagen erzielen.
Schrifttum
- 1. Krämer J.: Lebensmittel-Mikrobiologie 2. Auf-lage (1992), Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart
- 2. Back W.: Farbatlas und Handbuch der Getränkebiologie, Band 2 (1999), Fachverlag Hans Carl, Nürnberg
- 3. Boekhout T., Robert V.: Yeasts in Food – Beneficial and Detrimental Aspects (2003), Behr’s Verlag, Hamburg
dei 435
VIT-AfG gärfähige Hefen
drinktec 2005
Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit
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