Schlüsselwörter
(Englisch)
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spoilage micro-organismsms, undesired products, detection on species and strain level, food safety
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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In der Fruchtsaftindustrie sind alle gärfähigen Mikroorganismen unerwünscht. Fruchtsäfte die zu gären beginnen können zu grossen Schäden und finanziellen Einbussen führen. Das alkoholhaltige Produkt kann nicht mehr gebraucht werden. Container und Glasflaschen können durch die Bildung von Kohlensäure zu Bruch gehen. Einige Mikroorganismen sind nicht gärfähig, können aber gleichwohl durch die Bildung von Toxinen (Aflatoxin oder Patulin) oder durch unerwünschte Geruchs- und Geschmackssubstanzen (Guaiacol und Geosmin) zum Verderbnis der Fruchtsäfte führen. Heutzutage werden nicht mehr alle Fruchtsäfte pasteurisiert oder filtriert; es kommen immer häufiger fresh-squeezed oder sanft behandelte Fruchtsäfte auf den Markt, die noch mikrobiologisch belastet sein können. In der Weinbereitung wird zwischen erwünschten und unerwünschten Mikroorganismen unterschieden. Wenn erwünschte Mikroorganismen beteiligt sind, kommt es zu keiner Bildung von unerwünschten Produkten. Unerwünschte Substanzen im Wein, die keine medizinische Folgen haben, sind: erhöhte Essigsäurekonzentrationen, D-Milchsäure, Diacetyl, Mäuselton, Brettanomyces-Fehlton, Lindton. Es können aber auch Allergene, z.B. biogene Amine gebildet werden: Histamin und Tyramin.
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Partner und Internationale Organisationen
(Deutsch)
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Rauhut Doris, Prof. Dr.
Henick-Kling Thomas, Prof. Dr.
| | Forschungsanstalt Geisenheim, D
New York State Agricultural Experimental
Station, Food Research Laboratory, Geneva,
New York, USA
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Projektziele
(Deutsch)
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1. Beitrag zur Einhaltung der EU-CEN Standards für die Gehalte an Histamin und Tyramin in Lebensmitteln, die ab 2009 gültig sind. Selektion, Identifikation und quantitatives Erfassen mit Real Time PCR von Milchsäurebakterien in Lebensmitteln (Wein, Spinat, Tomaten, Sauerkraut, Avocados, Baumnüsse usw.), die befähigt sind, Aminosäuren in biogene Amine umzuwandeln (Ende 2009). Korrelation der Zellzahl mit der Bildung von biogenen Aminen.
2. Toxin-Bildner: Selektion, Identifizierung und quantitatives Erfassen mit Real Time PCR und Bestimmung der unerwünschten Sekundärmetabolite der Mikroorganismen, die im Fruchtsaft und eventuell später im Wein Mykotoxine bilden können: Aflatoxin (Aspergillus flavus oder Aspergillus parasiticus), Patulin (Byssochlamys fulva) oder Ochratoxin A (Penicillium expansum) (Ende 2010). Korrelation der Zellzahl mit der Bildung von Mycotoxinen.
3. Quantitatives Erfassen von Mikroorganismen, die ein Produkt sensorisch negativ beeinflussen: z.B. Alicyclobacillus acidoterrestris (Guaiacol), Penicillum expansum (Geosmin) usw. (Ende 2011). Korrelation der Zellzahl mit der Bildung von unerwünschten Metaboliten.
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Neue Kenntnisse/Literatur
(Deutsch)
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Im Gebiet Selektion, Identifizierung und Chararkterisierung von Mikroorganismen hat die Arbeitsgruppe Mikrobiologie Forschung in den letzten 15 Jahren viel Erfahrung und Erkenntnisse gesammelt. Die Erkenntnisse sind in mindestens 10 referierten und 40 nicht referierten Publikationen festgehalten.
Porret N.A. 2007. Realtime PCR systems to monitor yeasts in grape must and wine. Thesis Naomi Azur Porret, Cornell University, Geneva, New York, USA
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Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten
(Deutsch)
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Das Projekt baut auf den Arbeiten des AP 2004-2007 im Bereich molekularbiologische Methoden zwecks Identifizierung und quantitative Erfassung von Mikroorganismen in der Lebensmittelindustrie mit Real Time PCR auf. Die angewandten Techniken sind bis zu hundertmal empfindlicher als die Lichtmikroskopie, wir können 100 Zellen/ml quantitativ erfassen. Wir haben festgestellt, dass 1'000 Zellen/ml ausreichen damit erwünschte und unerwünschte Substanzen gebildet werden können. Die Mikroorganismen können mit dieser Technik auf Artenebene aufgefunden werden. Diese Methode ermöglicht, dass das Vorkommen von unerwünschten Mikroorganismen im Produkt vorausgesagt werden kann, bevor unerwünschte Substanzen gebildet werden. Wir wollen in diesem Projekt einige Schritte weitergehen:
1. Im Projekt P 01.18.07 wird der Nachweis von Mikroorganismen optimiert und auf weitere Arten ausgeweitet. Im Projekt P 01.18.08 wird die verbesserte quantitative Erfassung der Mikroorganismen angewandt und zur Validierung der Zellzahl und der Bildung von Substanzen benutzt. Das Projekt 01.18.07 arbeitet vor allem an der Optimierung der Methoden zum quantitativen Nachweis von verderbniserregenden Mikroorganismen in der Lebensmitteindustrie. Das Projekt 01.18.08 beschäftigt sich mit der Validierung auf Stammes- und Artenebene und den gebildeten Substanzen.
2. Wir wollen die stammesabhängige Bildung von verschiedenen Substanzen untersuchen. Wir werden einzelne Stämme in verschiedene natürliche Medien einimpfen. Wir sind überzeugt, dass nicht alle Stämme einer Art gleich aktiv sind in der Bildung von erwünschten und unerwünschten Substanzen. Diese Studien werden mit Karyotyping für die Hefen und mit RFLP für die Bakterien gemacht.
3. Wir werden in Zusammenarbeit mit der Spezialanalytik Substanzen wie zum Beispiel Guaiacol, Geosmin, Aflatoxin, Patulin und Ochratoxin A bestimmen sowie die betreffenden Mikroorganismen identifizieren.
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Projektspezifische Kosten
(Deutsch)
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Verbrauchsmaterialien gemäss jährlicher, interner Budgetierung. Die Gerätschaften für die Durchführung der Experimente sind schon vorhanden.
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Kunden/Berichterstattung
(Deutsch)
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Fruchsaftindustrie, IFU (Internationale Fruchtsaftunion), Schweizerischer Obstverband, Weinindustrie. Publikation in referierten und nicht referierten (praxisbezogenen) Zeitschriften. Referate und Posterpräsentationen an Tagungen, Symposien. Nationale und internationale Vernetzung. Kunden sind alle Konsumentinnen und Konsumenten.
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