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Versuchszentrum Laimburg: schnellere und effizientere mikrobiologische Analysen durch neues MALDI-TOF-Massenspektrometer

Das Labor für Lebensmittelmikrobiologie am Versuchszentrum Laimburg hat kürzlich ein neues Gerät zur Identifikation von Mikroorganismen in Lebensmitteln und Getränken angeschafft. Durch das neue Instrument reduziert sich die zur Identifikation eines bestimmten Mikroorganismus erforderliche Zeit beträchtlich; die lebensmittelmikrobiologischen Analysen werden schneller und effizienter.

Das Labor für Lebensmittelmikrobiologie verfügt seit März 2018 über einen MALDI-TOF-Massenspektrometer.(c)VZL/Ivo Corrà

Im Labor für Lebensmittelmikrobiologie des Versuchszentrums Laimburg wurde kürzlich ein neues Massenspektrometer, der auf der MALDI-TOF-Technologie (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time Of Flight) basiert, installiert. Das neue Gerät dient der Identifikation von Mikroorganismen in Lebensmitteln wie Wein, Bier und anderen Getränken sowie in Obst und Gemüse.

Die Identifikation von Mikroorganismen in Lebensmitteln ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Lebensmittel den gesetzlichen Vorschriften in Bezug auf die Produkteigenschaften und die Produktionsmethoden entsprechen. Durch mikrobiologische Analysen kann sichergestellt werden, dass ein Lebensmittel keine für den Menschen gefährlichen Mikroorganismen enthält. Mit der neuen MALDI-TOF-Technologie verfügt das Labor für Lebensmittelmikrobiologie am Versuchszentrum Laimburg nun über die neuste technologische Entwicklung in diesem Bereich. Mit der neuen Technologie kann die Identifikation von Mikroorganismen deutlich schneller durchgeführt werden als bisher. Momentan wird das Gerät ausschließlich zu Forschungszwecken eingesetzt, in Zukunft wird es jedoch auch bei Dienstleistungsanalysen für Dritte zum Einsatz kommen. Für die Kunden des Versuchszentrums Laimburg wird sich der Einsatz der neuen Technologie in geringeren Kosten für die Analysen niederschlagen.

 

Ein High-Tech-Gerät für den Fachbereich Lebensmittelmikrobiologie

Das neue Massenspektrometer wird zu Versuchszwecken in der Lebensmittelmikrobiologie und in der Önologie eingesetzt und kann dabei auf besondere Anforderungen der Kunden des Versuchszentrums Laimburg – kleine und große Südtiroler Lebensmittelproduzenten – eingehen. „Das MALDI-TOF-Massenspektrometer ist ein neuer Meilenstein bei der Identifikation von Mikroorganismen und ein grundlegendes Gerät für Forschung und Dienstleistung am Versuchszentrum Laimburg“, erklärt der Leiter des Fachbereichs Lebensmittelmikrobiologie Andreas Putti, und fügt hinzu: „Dieses Gerät reduziert die für die Analyse erforderliche Dauer beträchtlich.“ Bei klassischen Analysen stellt die zur Ausführung und Identifikation von Mikroorganismen notwendige Zeit oftmals ein Problem dar, da dadurch eventuelle Eingriffe zur schnellen Behebung bestimmter mikrobiologischer Probleme nur verzögert vorgenommen werden können. Mit diesem neuen Gerät kann im Vergleich zu manuellen oder biochemischen Methoden die Identifikationsphase in Bezug auf die Faktoren Zeit und Kosten reduziert werden. Dadurch kann das Labor für Lebensmittelmikrobiologie seine Tätigkeiten optimieren und seinen Kunden noch schneller verlässliche Analysen liefern.

 

Die MALDI TOF/MS-Technologie

Die Technologie, mit welcher das neue Massenspektrometer des Versuchszentrums Laimburg arbeitet, gründet sich auf die Erfassung des Massenspektrums einer jungen Kultur eines Mikroorganismus. Dieses Spektrum, das mit einem Fingerabdruck vergleichbar ist, resultiert aus den Proteinen im untersuchten Mikroorganismus. Das Massenspektrum wird danach mit anderen in einer Datenbank gespeicherten Spektren verglichen und auf der Grundlage seines Ähnlichkeitsgrads („Match“) mit diesen anderen Spektren identifiziert und der entsprechenden mikrobiologischen Art zugeordnet.

Bislang wurde diese Technologie hauptsächlich im klinischen Bereich eingesetzt, beispielsweise zur Identifikation von Krankheitserregern in Blutproben. Die neue Technologie kann jedoch auch in anderen neuen Bereichen eingesetzt werden, wie im Lebensmittel- und Landwirtschaftsbereich, wo sie bislang noch nicht breite Verwendung fand. Am Versuchszentrum Laimburg wird der neue MALDI-TOF-Massenspektrometer jedenfalls nicht nur zur mikrobiologischen Analyse von Lebensmitteln eingesetzt, sondern soll auch zur Untersuchung von Pflanzen, Früchten, Böden und anderen Matritzen zum Einsatz kommen. Auf diese Weise bleibt die Vorreiterrolle, die das Versuchszentrum in der angewandten Forschung im Landwirtschafts- und Lebensmittelbereich spielt, gewährleistet.

 

Der Fachbereich Lebensmittelmikrobiologie am Versuchszentrum Laimburg

Der Fachbereich Lebensmittelmikrobiologie ist im Institut für Agrikulturchemie und Lebensmittelqualität, einem der vier Institute des Versuchszentrums Laimburg, angesiedelt. Aufgabe des von Andreas Putti geleiteten Bereichs ist es den mikrobiologischen Status von Lebensmitteln zu charakterisieren. Die Analysen im Labor werden mittels klassischer Methoden sowie auf Massenspektrometrie basierender Proteomik – also der Erforschung aller in einer Zelle oder in einem Lebewesen vorliegender Proteine – durchgeführt. Die für Dritte angebotene Analysen basieren auf der Erfassung und/oder Quantifizierung eines bestimmten Mikroorganismus oder der gesamten mikrobiologischen Belastung in einem bestimmten Lebensmittel.

Mikrobiologische Untersuchungen sind grundlegend für Lebensmittelproduzenten, da sie es erlauben die Eigenschaften der Lebensmittel zu überwachen und sicherzugehen, dass die Produktionsprozesse stets den erforderlichen Qualitätsstandards entsprechen. Durch mikrobiologische Kontrollen erhält der Lebensmittelproduzent aktuelle Daten über seine Produkte, die nicht zuletzt bei Lebensmittelkontrollen von entscheidender Bedeutung sind. Anhand aktueller Daten aus den mikrobiologischen Untersuchungen können Produzenten nachweisen, dass ihre Lebensmittel sachgemäß produziert wurden. Das Labor für Lebensmittelmikrobiologie führt seine Analysen einerseits für Kunden, andererseits aber auch für Forschungsprojekte des Versuchszentrums Laimburg, insbesondere in den Bereichen Önologie, Obst- und Gemüseverarbeitung sowie Fermentation und Destillation durch.

Infolge der mehr als zehnjährigen Zusammenarbeit mit dem Labor für Wein- und Getränkeanalytik sowie dem Fachbereich Önologie verfügt das Labor über eine umfassende Kompetenz insbesondere bezüglich der Charakterisierung von Mikroorganismen in Wein, Bier und fermentierten Getränken. Um den lokalen Produzenten eine immer vollständigere und möglichst breit gefächerte Unterstützung zu bieten, wird der Fachbereich Lebensmittelmikrobiologie neue Methoden entwickeln, die in Zukunft auch für andere typische Südtiroler Produkte wie Obst, Fleisch und Milchprodukte eingesetzt werden können.

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