Czasopismo | PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY | Rocznik 2017 - zeszyt 2

Najnowsze metody analityczne w mikrobiologii browarniczej i ich zastosowanie

10.15199/64.2017.2.3

Magdalena Tomaszewicz

nr katalogowy: 104086
10.15199/64.2017.2.3

Na tle obecnie dostępnych metod analitycznych omówiono najnowsze techniki, mające znaczenie w dalszym rozwoju mikrobiologii browarniczej. Wzięto pod rozwagę takie czynniki, jak szybkość i wydajność metod, a także cenę analiz oraz niezbędnego sprzętu. Szczególną uwagę poświęcono biologii molekularnej oraz sekwencjonowaniu nowej generacji, które przecierają szlaki w browarnictwie. Poznawanie genomu drożdży browarniczych oraz bakterii psujących piwo jest istotnym elementem, pozwalającym na szybką identyfikację mikroorganizmów. Dzięki temu możliwe jest rozpoznanie ewentualnej kontaminacji na ścieżce produkcyjnej piwa i jej eliminacja. Dalszą część artykułu poświęcono alternatywnym metodom polegającym przede wszystkim na badaniu składu, budowy i żywotności komórek mikroorganizmów czyli MALDI-ToF MS oraz cytometrii przepływowej. Techniki te wykorzystywane są m.in. przy badaniu inokulum drożdżowego oraz zmian, jakim ono ulega podczas kolejnych zaszczepień brzeczki. Korzyści, jakie płyną ze współpracy laboratoriów naukowych i firm przemysłu fermentacyjnego, napędzają rozwój nowych technik, tym samym wprowadzają mikrobiologię browarniczą na wyższy poziom.Wstęp Kamieniem milowym w poznaniu mikroorganizmów było odkrycie Antoniego van Leeuvenhoeka, który, używając skonstruowanego przez siebie mikroskopu, jako pierwszy zaobserwował komórki drożdży w próbce piwa. Obecnie wachlarz metod pozwalających na badanie zarówno cech morfologicznych, biochemicznych, jak i genetycznych mikroorganizmów cały czas poszerza się wraz z rozwojem nauki, ale także potrzeb producentów piwa. Najprężniej rozwijającą się dziedziną jest biologia molekularna, która oferuje coraz nowsze modyfikacje metod, a co za tym idzie - sprzęty i zestawy odczynników służących do izolacji, oczyszczania, amplifikacji oraz sekwencjonowania kwasów nukleinowych. Jednak jednocześnie rozwijają się konkurencyjne techniki pozwalające na monitorowanie całych populacji mikroorganizmów, niewyma[...]

Bibliografia

[1] Baran Jarosław. 2008. "Nowa epoka cytometrii przepływowej - przewodnik po współczesnych cytometriach i ich zastosowanie". Postępy Biologii Komórki 35 (24) : 3-15.
[2] Barszczewski Wojciech, Małgorzata Robak. 2004. "Differentiation of contaminating yeast in brewery by PCR-based techniques". Food Microbiology 21(2): 227-231.
[3] Brown Terence A. 2001. W Genomy, transkryptomy i proteomy. W "Genomy", 55-59. Polskie Wydawnictwo Naukowe.
[4] Bühligen Franziska, Patrick Lindnerb, Ingo Fetzera, Frank Stahlb, Thomas Scheperb, Hauke Harmsa, Susann Müller. 2014. "Analysis of aging in lager brewing yeast during serial repitching". Journal of Biotechnology 187 : 60-70.
[5] Caporaso Gregory J., Christian L. Lauber, William A. Walters, Donna Berg-Lyons, Catherine A. Lozupone, Peter J. Turnbaugh, Noah Fierer, Rob Knight. 2011. "Global patterns of 16S rRNA diversity at a depth of millions of sequences per sample". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 : 4516-4522.
[6] Croxatto Antony, Guy Prod’hom, Gilbert Greub. 2012. "Applications of MALDI-TOF mass spectrometry in clinical diagnostic microbiology". FEMS Microbiology Reviews 36 : 380-407. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny  2/2017 PIWOWARSTWO 18
[7] De León-Medina Patricia Marcela, Ramiro Elizondo-González, Luis C. Damas-Buenrostro, Jan-Maarten Geertman, Marcel Van den Broek, Luis Jesus Galán-Wong, Rocio Ortiz-López, Benito Pereyra-Alférez. 2016. "Genome annotation of a Saccharomyces sp. lager brewer’s yeast". Genomics Data 9 : 25-29.
[8] Hutter Karl Josef. 2002. "Flow cytometry: a new tool for direct control of fermentation processes". Journal of the Institute of Brewing 108 : 48-51.
[9] Juvonen R., Koivula T., Haikara A. 2008. "Group-specific PCR-RFLP and real-time PCR methods for detection and tentative discrimination of strictly anaerobic beer-spoilage bacteria of the class Clostridia". International Journal of Food Microbiology 125 : 162-169.
[10] Kern Carola C., Rudi F. Vogel, Jürgen Behr. 2014. "Differentiation of Lactobacillus brevis strains using Matrix-Assisted-Laser-Desorption-Ionization-Time-of-Flight Mass Spectrometry with respect to their beer spoilage potential". Food Microbiology 40 : 18-24.
[11] King C., Scott-Horton T. 2008. "Pyrosequencing: a simple method for accurate genotyping". Journal of Visualized Experiments 11, pii: 630.
[12] Kobayashi Michiko, Hiroshi Shimizu, Suteaki Shioya. 2007. "Physiological analysis of yeast cells by flow cytometry during serial-repitching of low-malt beer fermentation". Journal of Bioscience and Bioengineering 103(5) : 451-456.
[13] Kutumbaka Kirthi K., Joshua Pasmowitz, James Mategko, Dindo Reyes, Alex Friedrich, Sukkyun Han, Willm Martens-Habbena, Jason Neal-McKinney, Harish K. Janagama, Cesar Nadala, Mansour Samadpour. 2015. "Draft Genome Sequence of the Beer Spoilage Bacterium Megasphaera cerevisiae Strain PAT 1T". Genome Announcements 3(5): e01045-15.
[14] Lieckfeldt Elke, Wieland Meyer, Thomas Börner. 1993. "Rapid identification and differentiation of yeasts by DNA and PCR fingerprinting". Journal of Basic Microbiology 33 (6) : 413-426.
[15] Mardis Elaine R. 2008. "Next-generation DNA sequencing methods". Annual Review of Genomics and Human Genettics 9 : 387-402.
[16] Müller Susann, Karl-Josef Hutter, Thomas Bley, Lorenz Petzold, Wolfgang Babel. 1997. "Dynamics of yeast cell states during proliferation and nonproliferation periods in a brewing reactor monitored by multidimensional flow cytometry". Bioprocess Engineering 17 : 287-293.
[17] Müller Susann, Andreas Lösche, Michael Schmidt, Wolfgang Babel. 2001. "Optimisation of high gravity and diet beer production in a German brewery by flow cytometry". Journal of the Institute of Brewing 107 (6): 373-382.
[18] Nakao Yoshihiro, Yukiko Kodama, Norihisa Nakamura, Takehiko Ito, Masahira Hattori, Tomoo Shiba, Toshihiko Ashikari. 2003. "Whole genome sequence of a lager brewing yeast". Proceedings of 29th Congress European Brewery Convention in Dublin 48 : 524-530.
[19] Ness Frederique, Francois Lavallee, Denis Dubourdieu, Michel Aigle, Laurent Dulaub. 1993. "Identification of Yeast Strains Using the Polymerase Chain Reaction". Journal of the Science of Food and Agriculture 62: 89-94.
[20] Priha Outi, Mari Raulio, Johanna Maukonen, Anna-Kaisa Vehviläinen, Erna Storgårds. 2016. "Bacterial populations on brewery filling hall surfaces as revealed by next generation sequencing". Biofouling 32(5) : 571-581.
[21] Robinson Paul J., Gary L. Bowlin, Gary E. Wnek. 2004. W "Flow Cytometry. Encyclopedia of Biomaterials and Biomedical Engineering". Indiana 630-639. Marcel Dekker.
[22] Roepstorff Peter. 1993. "Mass spectrometry of proteins". Trends in Analytical Chemistry 12(10) : 413-421.
[23] Sanger Frederic, Steve Nicklen, Alan R. Coulson. 1977. "DNA sequencing with chain-terminating inhibitors". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 4(12) : 5463-5467.
[24] Schurr Benjamin C., Jürgen Behr, Rudi F. Vogel. 2015. "Detection of acid and hop shock induced responses in beer spoiling Lactobacillus brevis by MALDI-TOF MS". Food Microbiology 46: 501-6.
[25] Snauwaert Isabel, Sanne P. Roels, Filip Van Nieuwerburg, Anita Van Landschoot, Luc De Vuyst, Peter Vandamme. 2016. "Microbial diversity and metabolite composition of Belgian red-brown acidic ales". International Journal of Food Microbiology 221: 1-11.
[26] Stein Richard A. A. 2008. "Next-Generation Sequencing Update". Genetic Engineering and Biotechnology News 28 (15).
[27] Tornai-Lehoczki Judit, Denes Dlauchy. 2000. "Delimination of brewing yeast strains using different molecular techniques". International Journal of Food Microbiology 62 : 37-45.
[28] U’Ren Jana M., Jennifer H. Wisecaver, Andrew L. Paek A, Barbara L. Dunn, Bonnie L. Hurwitz. 2015. "Draft genome sequence of the ale-fermenting Saccharomyces cerevisiae strain GSY2239". Genome Announcements 3(4) : e00776-15.
[29] Wieme Anneleen D., Freek Spitaels, Maarten Aerts, Katrien De Bruyne, Anita Van Landschoot, Peter Vandamme. 2014. "Identification of beer-spoilage bacteria using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry". International Journal of Food Microbiology 185 : 41-50.
[30] Wieme Anneleen D., Freek Spitaels, Peter Vandamme, Anita Van Landschoot. 2014. "Application of matrix-assisted laser desorption/ ionization time-of-flight mass spectrometry as a monitoring tool for in-house brewer’s yeast contamination: a proof of concept". Journal of the Institute of Brewing 120 : 438-443.
[31] Wieser Andreas, Lukas Schneider, Jette Jung, Sören Schubert. 2012. "MALDI-TOF MS in microbiological diagnostics-identification of microorganisms and beyond (mini review)". Applied Microbiology and Biotechnology 93 : 965-974.
[32] Wood Valerie, Kim M. Rutherford, Andreas Ivens, M. A. Ragjandream, Bart G. Barell. 2001. "A re-annotation of the Saccharomyces cerevisiae genome". Comparative and Functional Genomics 2(3) : 143-154.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 104086 "Najnowsze metody analityc..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - e-zeszyt (pdf) 2017-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	27.50 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - papierowa prenumerata roczna	348.00 zł brutto 322.22 zł netto 25.78 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

369.00 zł

PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	450.00 zł brutto 416.67 zł netto 33.33 zł VAT (stawka VAT 8%)

450.00 zł

Zeszyt

2017-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma