TEIL 4 - Nachweis von Bierschädlingen: Welche Faktoren müssen bei der Auswahl der richtigen Test-Technologie berücksichtigt werden?

Sie haben sich also entschieden, dass für Ihre Brauerei der richtige Zeitpunkt gekommen ist, um die Qualitätskontrolle zum Nachweis potenzieller Keime als Teil Ihres Qualitätskontrollmanagement-Programms im Haus durchzuführen, um die Qualität Ihrer Biersorten und gleichermaßen den Ruf Ihrer Brauerei zu erhalten.
Sie haben Ziele für Ihren Qualitätskontrollplan in Bezug darauf, was ein akzeptabler Risikograd ist und was nicht, festgelegt. Das Produktionsteam und das Managementteam sind vollständig auf Ihre Ziele ausgerichtet. Ebenso haben Sie Ihre kritischen Punkte definiert, an denen Sie testen wollen, auf welche Organismen Sie testen wollen und wie oft Sie testen wollen. Kurzum, Ihr Qualitätskontrollplan kommt gut an.

Nun zur Frage, welche Technologien (oder sollte man sich auf eine beschränken?) für die Tests verwendet werden sollen. Der erste Schritt besteht darin, Ihre Qualitätskontrollstrategie und -ziele zu überdenken und diese mit dem Braumeister zu besprechen, um zu entscheiden, was Ihre Anforderungen an einen Test sein sollten:

1) Wie schnell brauchen Sie die Ergebnisse (wenn Sie z. B. für eine isobare Produktion eingerichtet sind, werden Ergebnisse am selben Tag für eine schnelle Entscheidungsfindung unerlässlich) aus einer QK-Perspektive, aber auch aus einer Produktions- und Logistikplattform-Perspektive
2) Wie spezifisch wollen Sie Ihren Test gestalten? Müssen Sie die Arten und sogar Unterarten von Mikroorganismen identifizieren können. Wird dieser Grad an Spezifizität Ihre Entscheidungen und die daraus folgenden Korrekturmaßnahmen beeinflussen?
3) Welchen Grad an Sensibilität brauchen Sie, damit Sie sich in Bezug auf Risikomanagement und Entscheidungsfindung wohl fühlen?
4) Wie ist Ihr Labor derzeit aufgebaut sowohl was die Aufteilung als auch die Expertise und die verfügbaren Ressourcen für die Einführung weiterer interner Tests angeht?

Vermutlich haben Sie sich dazu entschlossen, die Tests auf Keime ins Haus zu holen, näher am Produktionsstandort, um ein besseres Risikomanagement einzurichten und beim Auftreten von Problemen schneller reagieren zu können. Ebenso, um während des gesamten Produktionsprozesses dank der schnell umsetzbaren Daten aus dem QK-Labor fundierte proaktive Entscheidungen treffen zu können. Bestimmte Schritte erfordern schnellere Ergebnisse als andere (d. h. Bier im Filtertank bleibt vor der Abfüllung oft weniger als 24 Stunden dort). Vergessen Sie auch nicht, dass Sie Ihre fertigen Biere schneller liefern können, was dem Braumeister in Bezug auf den Lagerraum in der Brauerei hilft, und auch der Finanzkontrolleur wird zufriedener sein.

Ein nicht-spezifischer Screening-Test: 

Ein nicht-spezifischer Screening-Test kann in bestimmten Fällen als Mittel zum Aufzeigen eines potenziellen Problems in Betracht gezogen werden. Je nach Test kann die fehlende Spezifizität möglicherweise dazu führen, dass nicht gesagt werden kann, ob es sich um ein mikrobiologisches oder einfach nur um ein Reinigungsproblem handelt. Im Falle einer Desinfektionsmittelprüfung nach der Reinigung könnte dies jedoch ausreichen, um Ihren Reinigungsprozess zu validieren, z. B. das CIP-Verfahren. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Anwendung des  Adenosintriphosphat-ATP-Biolumineszenz-Tests an Wasserspülproben nach der Reinigung. Wenn der Wert gemäß den von der Brauerei validierten Normen (z. B. > 10 RLU sind Schwellenwert) positiv ist, muss die Reinigung eventuell wiederholt werden. Bei herkömmlichen mikrobiologischen Kulturröhrchen/--platten sagt die Farbveränderung und/oder Koloniebildung nicht definitiv aus, welchen Organismus oder welche Organismenfamilie Sie identifizieren (obwohl dies behauptet wird). Auch nicht über den Kontaminationsgrad, der entscheidend ist, wenn Sie eine Entscheidung auf der Grundlage der Ergebnisse treffen wollen (z. B. können Sie positive Ergebnisse für Organismen haben, die nicht von Belang sind, und ebenso können Sie potenziell problematische Mikroorganismen übersehen) 
 

Beispiele eines nicht-spezifischen Tests:

1) Das Testen mit ATP-Biolumineszenz ist eine einfache Testmethode,die in Sekunden die Reinigungswirkung überprüft . Die Wissenschaft basiert auf dem Nachweis von organischen Rückständen auf Oberflächen und in Wasserproben mittels einer biolumineszenten Reaktion (wo ATP ist, sind Zellen, aber das kann von Malz-/Hopfenrückständen über Bierhefe bis zu Bierkeimen reichen).
2) Universal Bier-Agar: Nicht-spezifisches Kulturmedium der herkömmlichen Mikrobiologie, dem Bier zugegeben wird, um Bakterien und Hefen, die in der Braubranche vorkommen, zu kultivieren. Die Sichtbarmachung des Wachstums von Kolonien kann bis zu 10 Tage dauern. Dann benötigt die Kolonie weitere biochemische Identifizierung (z. B. Identifizierung mit API-Streifen), um über ihre Relevanz für die Bierqualität zu entscheiden.

Spezifische Tests: Diese können unterteilt werden in 1) spezifischer Screening-Test für eine Familie von Bierkeimen (z. B. Milchsäure produzierende Bakterien) 2) spezifische Identifizierung einer Bakterienart. Wie erwartet, sind sie spezifischer als die oben beschriebenen nicht-spezifischen Screening-Tests. 

Der Grad der Identifizierung, den der QK-Manager/Brauer benötigt, um die „richtige Entscheidung“ zu treffen, steht zur Diskussion. Betrachten wir die Milchsäure, die von Bierkeimen produziert wird. 

Die veröffentlichte Liste der Bierverderber entwickelt sich ständig weiter, da die Bakterien die Fähigkeit haben, sich weiterzuentwickeln und Resistenzen gegenüber der Bierumgebung aufzubauen (z. B. pH-Wert, Alkoholgehalt, Präsenz von Hopfen-Alpha-Iso-Säure). Neue Arten werden als überlebensfähig in der „feindlichen Umgebung“ erkannt und werden so zu Keimen.

Wenn eine Technologie auf die spezifische Identifizierung fokussiert ist, dann wird sie das Auftreten neuer Keime, die sich angepasst haben, nicht erkennen und läuft somit Gefahr, im Laufe der Zeit Bierkeime zu übersehen, mit den entsprechenden QK- und wirtschaftlichen Konsequenzen. Darüber hinaus hat die spezifische Identifizierung eines bestimmten Keims, z. B. L.brevis versus L.buchneri, für den Brauer keinen Einfluss auf die anschließend erforderlichen Korrekturmaßnahmen. Einerseits ist es für den Brauer wichtig, alle milchsäurebildenden Bierkeime zu identifizieren, die in der rauen Bierumgebung überleben könnten. Dies ist der Ansatz bestimmter Technologieplattformen, die sich für den Nachweis der Präsenz der Hopfenresistenz horA und horC entschieden haben.

Beispiele für bierschädliche Organismen, die für die überwiegende Mehrheit der Probleme verantwortlich sind und identifiziert werden sollten: 

1) Bierschädliche Milchsäurebakterien (nur die relevanten Lactobacilli und Pediococci).
2) Bierschädliche Milchsäurebakterien, die Hopfenresistenz-Gene (horA und horC) enthalten.
3) Die obligaten anaeroben Bakterien – Megaspaera spp. und Pectinatus spp.
4) Dekkra spp. Hefe (wilde Hefe – Brettanomyces).
5) Sacharromyces cerevisiae var diastaticus. 

Die Relevanz des Einsatzes eines Tests hängt nicht nur von seiner Spezifizität ab (die sicherstellt, dass bei einem positiven Ergebnis nur ein potenzieller Bierkeim nachgewiesen wurde), sondern auch von seiner Nachweisgrenze (seiner „Empfindlichkeit“), denn wenn diese nicht ausreichend niedrig ist, wird die Präsenz einer mikrobiologischen Verunreinigung erst dann entdeckt, wenn die Bierqualität bereits beeinträchtigt oder es für Korrekturmaßnahmen zu spät ist und daher finanzielle Konsequenzen folgen. 
Eine entsprechend niedrige Nachweisgrenze gibt Ihnen „Zeit für eine Korrekturmaßnahme“. In diesem Fall wird sie als Anzahl der KBE/ml [koloniebildende Einheiten] ausgedrückt, die der Test zuverlässig nachweisen kann.

Der Schwellenwert muss ausreichend niedrig sein, um:

1) Ein positives Ergebnis sicherzustellen, bevor ein sensorisches Defizit des Biers festgestellt werden kann 
2) Ausreichend niedrig zu sein, so dass eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass sich der Mikroorganismus erfolgreich in einem Umfang vermehren kann, der die Bierqualität während der Haltbarkeitsdauer des Biers beeinträchtigt 
3) Brauer/Qualitätsmanager genügend Zeit zu lassen, um gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen zu ergreifen 

Es gibt mikrobiologische Methoden, um die Empfindlichkeit eines Tests zu erhöhen, insbesondere das Beimpfen der Probe in eine angepasste Anreicherungsnährlösung (oft zwischen 24 und 48 Stunden) und das Einlegen in einen Inkubator bei einer bestimmten Temperatur, damit sich die Mikroorganismen vor dem Test vermehren, aber die Vorteile eines schnellen Ergebnisses gehen verloren.

Ob eine Technologie für Sie die richtige ist, hängt nicht nur von den oben genannten Kriterien ab, sondern auch davon, wie einfach sie in Ihrem Labor eingesetzt werden kann, und das hängt von mehreren Faktoren ab:

1) Verfügbarer Raum in Ihrem Labor
2) Ist Ihr Labor derzeit zur Kultivierung von Mikroorganismen ausgestattet
3) Wie viel Zeit widmet der Laborleiter dem Labor
4) Ist Ihr Laborleiter bereits in mikrobiologischen Techniken geschult und ausgebildet.

Sobald dies geklärt ist, können Sie sich die Technologien zum Nachweis von Bierkeimen ansehen, die es derzeit gibt.