Bierschädliche Bakterien in der Brauerei

Lactobacillus brevis

• Zellmorphologie
  • Langstäbchen (bis 10-50 µm), manchmal auch plumpe kürzere Stäbchen
  • schlank parallelwandig, runde Enden
  • selten gekrümm, schlangen- oder ringförmig
  • Einzel- o. Doppelstäbchen in Wegweiserform
• Kolonienmorphologie auf NBB-A
  • L. b. Typ I: teilweise rund, undurchsichtig, glänzend, glatt, konvex, ganzrandig
  • L. b. Typ II: matt, rauhe marmorierte Oberfläche, flach, opak, unregelmäßiger, feingelappter bis rhizoider Rand
• physiologische Merkmale
  • fakultativ anaerob
  • heterofermentative Gasbildung
  • bevorzugte Vergärung von Pentosen
  • meist positive Argininspaltung
  • keine Diacetylbildung
• Bierschädlichkeit
  • obligat oder potentiell
  • unterschiedlich nach Stamm und Herkunft
• Technologische Bedeutung: Berliner Weiße (Mischkultur mit og-Hefe und Brettanomyces bruxellensis)

Lactobacillus brevis var. frigidus

• Zellmorphologie
  • wie L. brevis, nur kürzer
  • wegen Schleimkapselbildung keine Berührungspunkte der Stäbchen
• physiologische Merkmale
  • wie L.brevis, zusätzlich vergärung von Melezitose
• Bedeutung
  • Kontaminat Unfiltrat (niedrige Temperaturen)
  • Kaspelbildung → temperatur- und desinfektionsmittelresistent (> 25 PE)
  • Streukontamination bei Filterschlupf (Anreicherung filtratseitig)
  • starke Trübungen, Säuerung, Bodensatz, extreme Schleimbildung → viskose fadenziehende Biere

Lactobacillus brevisimilis

• Zellmorphologie
  • wie L. brevis, nur schlanker und kurze Ketten
  • selten gekrümmte Zellen
• physiologische Merkmale
  • Vergärung von Pentosen und maximal noch Maltose
  • Fru und Glu Verwertung schlecht
  • Argininspaltung negativ
  • keine Teichionsäuren in Zellwand
• Bedeutung
  • Kontaminant im Unfiltrat
  • Streukontamination bei Filterschlupf
  • sehr langsames Wachstum
  • leichte Trübungen, kaum Säuerung
  • Probleme beim Nachweis (schlechte Erfassung bei Probennahme, fehlende Wuchsstoffe (P-Faktor) bei Membranfiltration)

Lactobacillus lindneri

• Zellmorphologie
  • je nach Stamm und Kulturvierungsbedingungen
  • extrem lange Einzel- und Doppelstäbchen (Bier)
  • kokkoide Kurzstäbchen in sehr langen verwinkelten Ketten
  • unregelmäßige "wurstförmige" Kurzstäbchen (NBB)
• physiologische Merkmale
  • heterofermentativ, mikroaerophil
  • Vergärung Glu, Mal, Fru
  • keine Argininspaltung
  • Temperaturmaxium 28 °C
  • spezielle Wuchsstoffansprüche (P-Faktor)
• Bedeutung
  • Kontaminant Unfiltrat
  • Filterschlupf, Verschleppung über CO₂- und Bierleitungen
  • Widerstandsfähig gegenüber sauren Desinfektionsmitteln
  • Toleranz gegenüber hohen Hopfen- (bis 45 BE) und Alkoholgehalten (bis 9 %), aber Wachstum bestimmt durch Wuchsstoffangebot
  • leichte Trübungen und Sedimente, kaum Säuerung

Lactobacillus casei

• Zellmorphologie
  • kurze regelmäßige Stäbchen mit abgerundeten Ecken
  • Kettenbildung (bis 50 Glieder)
• physiologische Merkmale
  • fakultativ heterofermentativ
  • Vergärung zahlreicher Zucker bis auf Melibiolse, Xylose
  • Gas aus Gluconat
  • keine Argininspaltung
  • reine L-Laktat-Bildung
• Bedeutung
  • ubiquitär, Sekundärkontaminant
  • Wachstum nur im schwachgehopften Bier
  • leichte Trübungen und Sedimente, Diacetyl

Lactobacillus coryniformis

• Zellmorphologie
  • unregelmäßige keulen-, tropfen-, herzförmige Zellen
  • kokkenförmige tetradenähnliche Formen
  • Bildung von Paaren und kurzen Ketten
• physiologische Merkmale
  • fakultativ heterofermentativ
  • Vergärung weniger Zucker, immer Mannose, Mannit
  • keine Argininspaltung
• Bedeutung wie L. casei

Lactobacillus backii

• Zellmorphologie wie L. coryniformis
• physiologiesche Merkmale
  • homofermentativ (kein Gas aus Gluconat, Maltose, Glucose)
  • Wachstum bis 36 °C, Optimum bei 28 °C, unter 15 °C kein Wachstum
  • keine Argininspaltung, keine Diacetylbildung
• Bedeutung
  • Sekundärkontaminant, obligat bierschädlich, Wachstum auch im Pils-Bier
  • Trübungen und Sedimente, leichter pH-Abfall (0,1-0,2)

Lactobacillus plantarum

• Zellmorphologie wie L. casei, aber längere Stäbchen und kurze Ketten
• physiologische Merkmale
  • fakultativ heterofermentativ
  • Vergärung vieler Zucker bis auf Rhamnose, Xylose
  • Gas aus Gluconat
  • keine Argininspaltung
  • Bildung von DL-Laktat
• Bedeutung
  • Sekundärkontaminant
  • Wachstum nur in schwach gehopften Bier
  • leichte Trübungen und Sedimente + Diacetyl

Pediococcus damnosus Biersarcina

• Zellmorphologie
  • Tetradenbildung, Mono-, Diploketten, kurze Ketten
  • Durchmesser 0,7-1,0 µm
• Kolonienmorphologie auf NBB-A
  • klein, rund, undurchsichtig, glänzend, glatt konvex, ganzrandig
• physiologische Merkmale
  • homofermentativ, mikroaerophil
  • Temp. Opt: 22-25 °C, Temp. Max: < 35 °C
  • Vergärung von Cellobiose, Fru, Gal, Glu, Mal, Mannose, Melezitose, Salicin, Trehalose
  • negative Argininspaltung
• Bedeutung
  • typisch Brauereispezifisch (→ sehr anspruchsvolle Nähr- und Wuchsstoffforderungen)
  • Primärkontaminant (Hefe, Unfiltrat)
  • vollständiges Absetzen im Geläger
  • Sedimente, Diacetyl, schlechte Schaumwerte, evtl. erhöhte Histaminwerte

Pediococcus inopinatus

• Zellmorphologie
  • Tetradenbildung, Mono-, Diploketten, kurze Ketten
  • Durchmesser 0,5-0,7 µm
• Unterschiede zu P. damnosus
  • Wachstum nur in schwach gehopften Bieren
  • keine Diacetylbildung
  • Vergärung von Lac, keine Vergärung Melezitose
  • Wachstum höhere Temperaturen (35-37 °C) und höheren pH-Werten (7,0-7,5)

Lactococcus lactis und Lactococcus raffinolactis

• Zellmorphologie
  • runde bis ovale Zellen in perlschnurartigen Ketten
  • Durchmesser 0,6-1,5 µm
• Physiologische Merkmale
  • homofermentative Verwertung vieler Zucker
  • reines L(+)-Laktat
  • L. lactis → pos. Argininspaltung, Wachstum 40 °C, pH 9,2
  • //L. raffinolactis // → Vergärung von Dextrin, Melibiose, Raffinose, Rhamnose
• Bedeutung
  • potentiell bierschädlich in schwachgehopften Bieren (< 13 BE)
  • Diacetyl
  • Indikatorkeime im Unfiltrat und Abfüllbereich (→ vergesellschaftet mit Bierschädlingen)

Leuconostoc mesenteroides und Leuconostoc paramesenteroides

• Zellmorphologie
  • runde bis ovale, sehr kleine Zellen, perlschnurartige Ketten
  • Durchmesser 0,5-0,9 µm
• physiologische Merkmale
  • heterofermentativ
  • CO₂-, D(-)-Laktat- und Ethanolbildung
• Bedeutung
  • wie Lactokokken, aber seltener
  • zusätzlich Schleimbildung durch L. mesenteroides

Micrococcus kristinae

• Zellmorphologie wie Pediokokken nur wenig größer
• physiologische Merkmale
  • fakultativ anaerob (andere Mikrokokken strenge Aerobier)
  • Unterscheidung zu Pediokokken → Katalase pos, Oxidase pos, Wachstum 42 °C und pH 8,0
• Bedeutung
  • Wachstum nur bei pH > 4,7, niedrigem Hopfengehalt, Restsauerstoff
  • leichte Trübungen, fruchtesterartige Stoffwechselprodukte

Pectinatus cerevisiiphilus und Pectinatus frisingensis

• Zellmorphologie
  • schlank, parallelwandig, leicht gekrümmt oder schlangen- bzw. korkenzieherartig, spindelförmige Enden, Einzel- oder Doppelstäbchen
  • 0,8 x 4 µm
  • laterale Begeißelung → schnelle zittrige oder schlangenförmige Bewegung
• Kolonienmorphologie sehr variabel
• physiologische Merkmale
  • GRAM-neg., streng anaerob
  • Temp. 15-40 °C, Optimal 30-32 °C
  • Vergärung zahlreiche Zucker (→ Säuerung) und org. Säuren (→ pH-Anstieg)
  • Hauptstoffwechselprodukte: Propionsäure, Essigsäure, Bersteinsäure, CO₂
• Bedeutung
  • obligat bierschädlich
  • Wachstum pH > 4,4 und O₂ < 0,3 mg/l (Vermehrung auch in Bieren mit hohem Aussstoßvergärungsgrad)
  • starke Trübungen und Bodensätze, unangenehme Geschmacks- und Geruchsfehler

Megasphaera cerevisiae

• Zellmorphologie
  • ovale oder runde Zellen, in Paaren oder Viererketten
  • Durchmesser 1,2-1,6 µm
• Kolonienmorphologie wie Pectinatus, aber kleiner und sehr variabel
• physiologische Merkmale
  • GRAM-neg., streng anaerob
  • Temp. 15-37 °C, Temp-Opt. 28-30 °C
  • Vergräung von Fru, Lac, Pyruvat
  • Hauptstoffwechselprodukte: Buttersäure, Capronsäure, Propionsäure, Essigsäure, Valeriansäure, CO₂, H₂, H₂S
• Bedeutung
  • obligat bierschädlich
  • Wachstum pH > 4,5 und O₂ < 0,3 mg/l (Vermehrung auch in Bieren mit hohen Aussstoßvergärungsgrad und hohen Hopfengehalten)
  • gewisse Alkoholempfindlichkeit
  • leichte Trübungen und gerine Bodensätze, gravierende Geschmacks- und Geruchsfehler (Kloakengeruch)

Kultivierung von Megasphaera und Pectinatus

• Plattenkulturen im Anaerobiosetopf
• Hochschichtagarkulturen
• flüssige Kultivierung (randvolle Probengefäße)
• bei Membranfiltration kann noch viel O₂ enthalten sein, deswegen vorher CO₂-Spülung

Zymomonas mobilis

• Zellmorphologie
  • Kurz- oder Langstäbchen (1,0-1,5 x 2,0-6,0 µm) mit runden Ecken
  • Einzel- oder Doppelstäbchen; Agglomerate
• physiologische Merkmale
  • GRAM-neg., Katalase positiv, Oxidase neg., meist unbeweglich, fakultativ bis streng anaerob
  • Temp. 8-35 °C, pH 3,8-7,5
  • Vergärung von Fru, Glu, Sac
  • Hauptstoffwechselprodukte: Ethanol, CO₂, Acetaldehyd, höhere Alkohole, Essigester
• Bedeutung
  • potentiell bierschädlich nur in Bieren mit Zuckerzusatz
  • Verderb nur von Ale-Bieren mit Zuckerzusatz
  • fruchtiges Aroma, starke Trübungen und Sedimente, kochende Gärung

Indirekte bierschädliche Bakterien

• Pantoea (Enterobacter) agglomerans
• Obesumbacterium proteus
• Enterobacter cloacae
• Enterobacter aerogenes
• Enterobacter sakazakii
• Klebsiella pneumoniae
• früher "Würzebakterien" oder "Coliforme Bakterien"
• Zellmorphologie
  • Kurzstäbchen, häufig pleomorphe Formen
  • Kolonienmorphologie sehr variabel
• physiologische Merkmale
  • GRAM-neg, fakultativ anaerob, Katalase pos., Oxidase neg.

• Pantoea agglomerans und Obesumbacterium proteus
  • Vorkommen vorallem in Hefe, kaum in Würze
  • Bedeutung
    • Wachstum in Kulturhefe bei 3-8 °C
    • massive Geschmacksfeheler Acetoin und DMS (Selleriegeschmack)
    • Verschleppung der Fehler ins Bier (nur noch starker Verschnitt möglich)
    • Schaumprobleme