Identifizierung von Fadenziehern

Identifizierung von »Fadenziehern« mittels massenspektrometrischem Verfahren (MALDI-TOF MS)

Das Fadenziehen ist eine Brotkrankheit, welche durch sporenbildende Bakterien verschiedener Bacillus-Arten (z. B. B. subtilis, B. licheniformis, B. pumilus) verursacht wird. Vor allem bei ungesäuerten Teigen keimen die hitzeresistenten Sporen nach dem Backprozess unter optimalen feucht-warmen Bedingungen aus. Ein süßlich-obstartiger Geruch und bitterer Geschmack sowie Verfärbungen der Krume und Veränderungen zu einer schmierigen pappigen Konsistenz sind charakteristische Symptome dieser Brotkrankheit. Beim Auseinanderbrechen ist eine spinnenwebartige Fadenbildung zu beobachten. Das Fadenziehen ist vor allem auf die enzymatische Aktivität von Amylasen und Proteasen der Mikroorganismen zurückzuführen.

Das DAkkS akkreditierte IGV TESTLAB bietet die Differenzierung und Identifizierung von Bakterien, Hefen und Schimmelpilzen mittels MALDI-TOF MS an. Im Hinblick auf die Brotkrankheit des Fadenziehens gibt die Identifizierung auf Spezies-Ebene Aufschluss über den Nachweis von speziellen Bacillus-Arten, die das Fadenziehen verursachen. Eine kurze Probenvorbereitung und geringe Probenmengen genügen, um eine Identifizierung vorzunehmen. Im Vergleich zu biochemischen Untersuchungsverfahren führt die Methode mittels MALDI-TOF MS zu schnelleren Analysenergebnissen. Weiterhin ist die Massenspektrometrie nicht so störanfällig gegen die Variabilität einzelner Stoffwechseleigenschaften, eine Einschränkung der biochemischen Spezies-Identifizierung.

MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry) ist ein aktuelles massenspektrometrisches Verfahren für die Proteinanalytik. Dafür wird eine geringe Menge Zellmaterial durch direkte Applikation oder vorherigen Extraktionsprozess auf ein Target aufgetragen und mit Matrix überschichtet. Mittels Laserbeschuss werden die Moleküle in die Gasphase überführt und durch Kollision der Analyt- mit den Matrixmolekülen ionisiert. In einem starken elektromagnetischen Feld werden die Ionen beschleunigt und erreichen nach unterschiedlichen Flugzeiten den Detektor. Die auftreffenden Ionen werden registriert und ein Massenspektrum (fingerprint) detektiert. Durch Abgleich der Massenspektren gegen Referenzspektren einer umfassenden Datenbank erfolgt die Identifizierung von Mikroorganismen.