Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus

Fremdhefen – ist Ihre Brauerei immun?

Die Fremdhefe Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus – oft abgekürzt als S. diastaticus betitelt – ist keine neue Bedrohung für Brauereien. Jedem Brauer sollte klar sein, dass S. diastaticus im schlimmsten Fall die komplette Produktion ruinieren kann. Nachdem in den letzten Monaten einige schwerwiegende Kontaminationen mit S. diastaticus besonders in den USA (ref. 12) publik wurden, wird immer bewusster, welches immense Schadpotenzial Fremdhefen beinhalten. Keine Brauerei ist immun vor Kontaminationen mit Fremdhefen, egal ob eine kleine Handwerksbrauerei oder ein großer Industriebetrieb, egal ob in Deutschland oder in den USA, Kontaminationen mit S. diastaticus sind ein weltweites Problem.

Das Problem

Fremdhefen wachsen in der Regel gemeinsam mit Kulturhefen. Diese unerwünschten Hefen heißen z.B. Brettanomyces, Pichia, Candida, Hansenula, Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus… Gerade übervergärende Fremdhefen kommen meist in Spuren vor, so dass sie während des Produktionsprozesses unentdeckt bleiben. Nachdem die Kulturhefe das Jungbier zu Ende vergoren hat, macht die wilde Hefe weiter. Einige Hefen wie S. diastaticus können komplexe Kohlenhydrate weiter zerlegen und Stärke oder Dextrine mit ihren extrazellulären Glukoamylasen abbauen. Die Vermehrung einer Spurenkontamination mit übervergärenden Hefen im Bier kann unter Umständen sehr lange dauern, oft mehrere Wochen oder Monate. Sobald eine zweite Gärung beginnt, kann dies zu Fehlgerüchen, Trübung und einem erhöhten Alkoholgehalt führen – inklusive der Gefahr der Überschreitung von gesetzlich festgelegten Grenzwerten! Noch viel gefährlicher ist, dass es zu einem bedenklichen Druckaufbau durch Gasbildung innerhalb des abgefüllten Gebindes kommen kann. Wenn man diese Risiken abwägt, muss der Befund von Fremdhefen im Bier unweigerlich zu einem kompletten Rückruf von kontaminierten Chargen vom Markt führen.

Saccharomyces cerevisiae var diastaticus

Die Stammbeschreibung von Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus lautet: Dieser Hefestamm ist fakultativ anaerob, und sein Erscheinungsbild ähnelt dem von untergärigen Brauhefen, wie Saccharomyces pastorianus. Die Zellen sind oval bis eiförmig, meist einzeln oder in Sprosspaaren. In einer wässrigen Lösung sterben Zellen von S. diastaticus bei einer Hitzeeinwirkung von 60,5°C für 10 min ab, aber dies bedeutet, sie überleben eine um 8°C höhere thermische Belastung als viele andere Fremdhefen unter gleichwertigen Bedingungen. Der Restextrakt kann bei der Vergärung einer Würze mit 18°p durch S. cerevisiae var. diastaticus auf ca. 1°p sinken (Ref. 1).

Die Lösungen

Da eine morphologische Identifizierung von S. diastaticus Zellen mit Hilfe eines Mikroskops nahezu unmöglich ist, empfehlen wir für den Nachweis von S. cerevisiae var. diastaticus eine Kombination aus verschiedenen Methoden wie Anreicherung, Sensorik und PCR:

  1. Anreicherung: Für den Nachweis von Fremdhefen sind verschiedene selektive Nährmedien gebräuchlich. Diese Nährmedien unterdrücken mehr oder weniger das Wachstum der Kulturhefe, während gleichzeitig das Wachstum von Fremdhefen gefördert werden soll. Die Wahl des Anreicherungsmediums beeinflusst immer das Wachstumsverhalten sowohl von der Kulturhefe, als auch der Fremdhefe. Im Allgemeinen werden zum Fremdhefe Nachweis folgende Nährmedien benützt: Lysin Medium, Kristallviolett Agar oder MYPG-CuSO4 (Analytica Microbiologica, European Brewery Convention (EBC) Methoden: ref. 6, 8, 9). Weiter finden LWYM, Clen Medium oder Nystatin Medium (American Society of Brewing Chemists (ASBC): ref. 13). Auf Grund unserer eigenen Testreihen und Erfahrungen empfehlen wir, mit Medien auf CuSO4-Basis zu arbeiten, da wir mit diesen – neben PCR Analysen – die besten Ergebnisse zum Nachweis von Fremdhefen hatten (ref. 5) Anwendung.
  2. Andere Publikationen (Ref. 4) ergaben, dass mit CuSO4 basierten Medien 80% der getesteten Fremdhefestämmen nachgewiesen wurden, wohingegen die anderen Testmedien einen niedrigeren Prozentsatz wiedergaben. Eine Kombination verschiedener Nährmedien kann sinnvoll sein, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, bierschädliche Fremdhefen in der eigenen Brauerei zu finden. Zu CuSO4-basierten Nährmedien mehr erfahren.
  3. Laufende sensorische Kontrolle aller Sude ist essenziell, darüber hinaus empfehlen wir diese Ergebnisse regelmäßig zu dokumentieren. Achten Sie dabei z.B. auf Fehlgerüche, die Vollmundigkeit und die Rezenz. Zur Erinnerung: Manche Fremdhefen wachsen sehr langsam, so dass sich auch daraus resultierende sensorische Veränderungen ebenso erst nach Wochen oder Monaten der Lagerung bemerkbar machen können.
  4. Außerdem sollten Restextrakt, Druck und Alkoholgehalt laufend beobachtet und dokumentiert werden, da eine Kontamination mit Fremdhefen diese Werte signifikant verändern kann. Diese Veränderungen können wiederum lange dauern, Wochen bis Monate.
  5. Die PCR Analyse ist heutzutage die schnellste und sensitivste Methode, um die Identität und somit das Schadpotenzial einer Fremdhefe nachzuweisen – eine einzige schädliche Zelle kann innerhalb von 400.000 Kulturhefen nachgewiesen werden. Wenn Sie in Ihrem Labor keine PCR durchführen können, machen wir das gerne in unserem Labor für Sie, oder wir unterstützen Sie beim Aufbau der PCR-Analytik in Ihrer Brauerei.

Wenn Sie positive Befunde auf Fremdhefen in Ihren Proben haben, sollten Sie unbedingt mehr Informationen über diese Bierschädlinge sammeln – nicht nur um die Kontaminationsquelle zu vernichten, sondern, was viel wichtiger ist, um die nachfolgenden Sude vor dem Verderb zu bewahren!

4e Detection Kit for Detection and Identification of Beer Spoilers

Zusammenfassend:

Der Nachweis von wilden Hefen kann lange Zeit in Anspruch nehmen, da diese Arten sehr langsam wachsen können, aber unterschätzen Sie niemals das Schadpotenzial dieser Bierschädlinge!

Binden Sie Fremdhefe-Nachweise in Ihre Routinekontrolle ein!

Nehmen Sie diese Herausforderung an und arbeiten Sie daran, besonders, wenn Sie mit unkonventionellen Bierstilen arbeiten!

 

Referenzen / Mehr erfahren:

  1. Andrews, J., und Gilliland, R.B. (1952) Super-attenuation of beer: A study of three organisms capable of causing abnormal attenuations. Journal of the Institute of Brewing 58:189-196
  2. Lin, Y. (1981) Formulation and testing of cupric sulphate medium for wild yeast detection. Journal of the Institute of Brewing 87: 151-154
  3. Taylor, G.T. und Marsh, A.S. (1984) MYGP + Copper, a medium that detects both Saccharomyces and non-Saccharomyces wild yeast in the presence of culture yeast. Journal of the Institute of Brewing 90: 134-145
  4. Van der Aa Kühle, A. (1998) Detection and identification of wild yeasts in lager breweries. International Journal of Food Microbiology 43(3): 205-13
  5. Vogeser, G. (2014) Specific detection of bacteria and yeasts in downstream process control of beer and related products. 75th ASBC Annual Meeting, Chicago, IL
  6. Analytica EBC, (2011): 4.2.5. Saccharomyces Wild Yeasts, URL: http://www.analytica-ebc.com/index.php?mod=contents&scat=22 (Datum 22.11.17)
  7. Analytica EBC, (2011): 4.2.5.1 Cu-differentiation, URL: http://www.analytica-ebc.com/index.php?mod=contents&method=226 (Datum 22.11.17)
  8. Analytica EBC, (2011): 4.2.6 Non-Saccharomyces Yeasts, URL: http://www.analytica-ebc.com/index.php?mod=contents&method=228 (Datum 22.11.17)
  9. Analytica EBC, (2011): 4.2.7 Dekkera (formerly Brettanomyces), URL: http://www.analytica-ebc.com/index.php?mod=contents&method=229 (Datum 22.11.17)
  10. Analytica EBC (2011): 5.1.3.5 YM (or MYGP) + CuSO4, URL: http://www.analytica-ebc.com/index.php?mod=contents&method=315 (Datum 22.11.17)
  11. Torres, L. (2017): When Yeast Attack: The Story of Bell’s and Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus. CBC 2017: 14th Craft Brewer’s Conference, Washington D.C.
  12. Brewbound, Kendall, J. (2017), URL: https://www.brewbound.com/news/left-hand-files-lawsuit-white-labs-contaminated-yeast (Datum 28.11.17)
  13. American Society of Brewing Chemists ASBC, (2009): Microbiological Control, URL: http://methods.asbcnet.org/methods/MicrobiologicalControl-5.pdf (Datum 29.11.17)

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