Der GMOfinder - DLR Online: Deutsche Lebensmittel Rundschau

640 Sonderthema: Mikrobiologische Methoden in der Lebensmittelanalytik «
MALDI-TOF-MS
Moderne Ansätze der Hefeidentifizierung
in der Brau- und Backindustrie
Jana H. Gierds und Diedrich Harms
Für die heutige Brau- und Backindustrie ist die Rentabilität bei gleichbleibendem Qualitätsniveau
existenziell. Um den hohen Qualitätsanforderungen im Herstellungsprozess gerecht
zu werden, sind neben den technischen Parametern auch mikrobiologische Aspekte zu
beachten. Ein wichtiger Bestandteil bei der Produktion von Bier bzw. Backwaren sind die
Hefen, die einen starken Einfluss auf die Qualität und Charakteristika eines Produktes haben.
Jana H. Gierds
»
Zur Person
Diplom-Lebensmittelchemikerin,
seit 2010
als wissenschaftliche Mitarbeiterin
im Zentrallaboratorium
der Versuchs-
und Lehranstalt für
Brauerei in Berlin (VLB)
e. V. beschäftigt
«
Emil Christian Hansen schuf Ende des
19. Jahrhunderts die Grundlage für die
Züchtung eines Hefestammes aus einer
einzigen Zelle [1]. Heutige Hochleistungsstämme
sind durch Kreuzungen und
Züchtungen für die Anwendungen spezieller,
technischer Fragestellungen optimiert
worden. Die biologische Reinheit
und der physiologische Zustand eines Hefestammes
sind entscheidende Kriterien
für das Erreichen von geforderten Produktmerkmalen.
Hefeanalytik mittels MALDI-
TOF-MS
Klassische, mikrobiologische Analysenmethoden
wie der Viabilitätstest (Lebend/
Tot-Differenzierung) mit Methylenblaufärbung,
Durchflusszytometrie, Immunoassays
oder die PCR (Polymerase Chain
Reaction)-Sequenzierung zur Hefeanalytik
sind zeitintensiv und personalaufwendig.
Das aus dem klinischen Bereich adaptierte
System zur Blut- [2] oder Urinuntersuchung
[3], die Matrix-Assisted-Laser-Desorption/Ionization-Time
of Flight
Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS), soll
in einem aktuell bearbeiteten Forschungs-
projekt für eine schnellere und zuverlässige
Identifizierung von Bier- und Backhefen
genutzt werden.
Dieses System beruht auf der matrixunterstützten
Laser Desorption/Ionisation
(MALDI) und der Flugzeitmassenspektrometer-Detektion
(TOF-MS). Entwickelt
wurde sie für die Bestimmung von Molmassen
großer Moleküle.
Die zu analysierende Probe wird auf
eine Trägerplatte aufgebracht und mit
einer Matrix, wie Sinapinsäure, 2,5-Dihydroxybenzoesäure
oder Cyano-4-hydroxyzimtsäure
überschichtet bzw. gemischt.
Nach der Verdunstung des Lösemittels
entsteht eine teilkristalline Schicht, in
der die Probenmoleküle von den Matrixmolekülen
vollständig voneinander separiert
vorliegen. Durch Laserbeschuss wird
der zu untersuchende Analyt aus der Matrix
heraus unzerstört verdampft. Die Matrix
dient zur Absorption der Laserenergie
und damit der Übertragung der Energie
auf den Analyten. Durch das schlagartige
Verdampfen des Matrixgitters werden
Matrix- und Analytmoleküle aus dem
Festkörperverband gerissen. Die in der Desorptionswolke
befindlichen neutralen,
ionischen oder auch radikalischen Mole-
» Dezember 2012 | DLR