Najnowsze metody analityczne w mikrobiologii browarniczej i ich zastosowanie

• Autorzy: Tomaszewicz M.

Warianty tytułu

EN

Newest analytical methods in brewing microbiology and their applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

Contemporary techniques of great importance for further development of brewing microbiology were discussed in accordance with available analytical methods. Factors: speed, efficiency and price of analysis and essential equipment were taken into account. Special attention in the article was given to molecular biology and next-generation sequencing, which lead the new path in brewery technology. Sequencing genome of brewing yeast and beer spoiling bacteria is an important element, allowing fast identification of these microorganisms. Thanks to that it is possible to target the source of the contamination and eliminate it quickly. Further part of article describes alternative methods consisting of the study of the composition, structure and vitality of microorganisms cells that is MALDI-ToF and flow cytometry. These techniques are used for the study of yeast pitching inoculum, and its changes during each subsequent wort inoculations. Benefits that come from cooperation of research laboratories and fermentation industry stimulate the development of new techniques and therefore enhancing brewing microbiology.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny
• Rocznik: 2017
• Tom: 61
• Numer: 02
• Opis fizyczny: s.16-19,bibliogr.

Twórcy

autor

Tomaszewicz M.

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.
• [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.

Identyfikatory

DOI

10.15199/64.2017.2.3