Real-Time-PCR - Forschungszentrum Weihenstephan für Brau

Technische Universität München
Forschungszentrum Weihenstephan
für Brau- und Lebensmittelqualität
Real -Time-PCR
Nachweis und Identifikation von bierschädlichen
Bakterien mit Real-Time-PCR
Nachweisspektrum (potentiell)
bierschädlicher Bakterien
L. brevis / L. brevisimilis
L. lindneri
L. casei / L. paracasei
L. buchneri / L. parabuchneri
L. collinoides
L. rossiae
L. backi
P. damnosus
P. inopinatus
P. claussenii
M. cerevisiae
* Lactobacillus coryniformis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus pentosus,
Lactobacillus perolens
** Pediococcus parvulus, Pediococcus
pentosaceus, Pediococcus acidilactici
*** Pectinatus cerevisiiphilus, Pectinatus
frisingensis, Pectinatus sp.
Tabelle 1: Bierschädliche (+ potentielle) Bakterienarten, die mit dem Real-Time-PCR System erfasst
werden. In Mischkulturen kann, je nach Mischungsverhältnis, nur die Hauptkontaminante sicher identifiziert werden. Die mit * markierten bierschädlichen
Bakterienarten können als Gruppen identifiziert werden.
Abb. 3
Seit Juni 2009 bietet das Forschungszentrum Weihenstephan für Brau- und Lebensmittelqualität den Nachweis und die Identifikation von bierschädlichen und potentiell
bierschädlichen Bakterien als Auftragsanalytik an.
Diese Methode detektiert auch Bakterien, die erst in den letzten Jahren als bierschädliche Arten bekannt geworden sind, wie z.B. Lactobacillus backi, Lactobacillus
rossiae und Lactobacillus collinoides.
Abbildung 1 (rechts):
Ein bierschädlicher Stamm der Art Lactobacillus
brevis, welcher deutlich sichtbar Schleim bildet, der
hauptsächlich aus Exopolysacchariden besteht.
Abb. 1
Abbildung 2 (rechts):
Der Ablauf eines Real-Time-PCR Nachweises einer potentiell kontaminierten
Probe. Die Real-Time-PCR kann mit verschiedenen Nährmedien kombiniert werden.
Abbildung 3 (links unten):
Das Real-Time-PCR Gerät nach einer
vollendeten Analyse.
Abb. 2
Abbildung 4 (unten):
Die Identifizierung bierschädlicher Bakterienstämme aus Praxisisolaten. Über die Schmelzkurvenanalyse im Anschluss an die RealTime-PCR können die Stämme eindeutig als
Lactobacillus backi und Lactobacillus brevis
identifiziert werden.
Ausblick und Projekte in Arbeit:
• Weihenstephan Medium zur Anreicherung bierschädlicher Bakterien
• Schnelldifferenzierung unter- und obergäriger Brauereihefen
• Bakterien- und Hefe-Identifizierung über rDNA Sequenzierung
Abb. 4
Kontaktdaten:
Dipl.-Ing. Mathias Hutzler, Abtl. Mikrobiologie
Tel.: +49 (0) 8161-71 3100
Fax: +49 (0) 8161-71 4181
[email protected]
Alte Akademie 3 · D-85354 Freising · Tel. 08161/ 71 33 31 · Telefax 0 8161/ 7141 81 · [email protected]
www.blq-weihenstephan.de
Technische Universität München
Research Center Weihenstephan
for Brewing and Food Quality
Real -Time-PCR
Detection and identification of beer spoiling
bacteria with Real-Time-PCR
Detection-spectrum (potentially)
beerspoiling bacteria
L. brevis / L. brevisimilis
L. lindneri
L. casei / L. paracasei
L. buchneri / L. parabuchneri
L. collinoides
L. rossiae
L. backi
P. damnosus
P. inopinatus
P. claussenii
M. cerevisiae
* Lactobacillus coryniformis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus pentosus,
Lactobacillus perolens
** Pediococcus parvulus, Pediococcus
pentosaceus, Pediococcus acidilactici
*** Pectinatus cerevisiiphilus, Pectinatus
frisingensis, Pectinatus sp.
Table 1: Beer spoiling (+ potentially) bacteria species
that are detected by the Real-Time-PCR system.
In mixed contaminations (depending on the mixing
ratio) only the main contaminating species can be
identified reliably. The beer spoilage species that
are marked with * can only be identified as groups.
Since June 2009 the Research Center Weihenstephan for Brewing and Food Quality
offers the detection and identification of beer spoiling and potentially beer spoiling
bacteria as contract analysis.
This methods detects also bacteria, that were being described as Lactobacillus
backi, Lactobacillus rossiae and Lactobacillus collinoides during the last years.
Figure 1 (on the right):
A beer spoilage Lactobacillus brevis strain which
produces visible slime (consisting mainly out of exopolysaccharids).
Figure 2 (on the right):
Fig. 1
Overview of a Real-Time-PCR procedure of a potentially contaminated sample. The Real-Time-PCR can be combined with a variety of
culture media.
Fig. 2
Figure 3 (on the left):
The Real-Time-PCR Cycler after a finished
run / analysis.
Figure 4 (on the bottom):
Identification brewery samples of beer spoilage
bacteria strains. After Real-Time-PCR run a
Infected sample?
Bacteria?
Beer spoiler?
Detection method
with growth medium
melt curve analysis is performed that enables
the identification of Lactobacillus backi and
Lactobacillus brevis.
Results (3-12 days):
Beer-spoiling bacteria,
> yes/no
Detection with
real-time PCR
Results (4-24 hours):
Beer-spoiling bacteria,
> yes/no
> identification
Fig. 3
Further perspectives/ projekts in work:
• Weihenstephan medium for the enrichment of beer spoilage bacteria
• rapid differentiation of bottom and top fermenting brewing yeasts
• bacteria- and yeast-identification by rDNA sequencing
Fig. 4
Contact:
Dipl.-Ing. Mathias Hutzler, Abtl. Mikrobiologie
Tel.: +49 (0) 8161-713100
Fax: +49 (0) 8161-714181
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