Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbessertes Qualitäts- und Prozessmanagement in Mälzerei und Brauerei durch die Erfassung und Bewertung der Schwärzepilzbelastung von Braugerste

Der Pathogenbefall von Braugerste stellt nicht nur einen qualitätsmindernden Aspekt dar, sondern birgt vor allem das Risiko einer erhöhten Belastung mit Mykotoxinen (Schimmelpilzgiften). Aufgrund der Klimaentwicklung und der stagnierenden Braugerstenflächen ist zu erwarten, dass der Pilzbesatz durch Fusarien- und Schwärzepilze zunehmen wird. Im Sinne des vorbeugenden Verbraucherschutzes ist es deshalb für die Brauwirtschaft und ihre Zulieferer erforderlich, Risikobewertungen vorzunehmen.

Proben aus den vergangenen 5 Erntejahren zeigen, dass Schwärzepilze einen Anteil von fast 50 % der Kontaminationen darstellen. Als Mykotoxinbildner stellen sie in jedem Fall einen Risikofaktor dar. Unbekannt ist bisher, inwieweit sie, wie Fusarien, auch die Verarbeitbarkeit beeinflussen und ggf. eine Verschlechterung der Malz- und Bierqualität bedingen.

Ziel des Vorhabens ist es deshalb, systematisch Daten zu erarbeiten, die eine Beurteilung der Kontamination auf Braugerste bezüglich des Spektrums an Schwärzepilzen sowie der daraus resultierenden Veränderung der Mälzungscharakteristika zulassen. Ziel ist zudem die Entwicklung einer quantitativen Schnellmethode zur Bestimmung der Alternariatoxine. Anschließend soll die Auswirkung einer erhöhten Toxinbelastung im Rohstoff über den Mälzungsprozess sowie für das Produkt Bier anhand von Brauversuchen über die einzelnen Prozessschritte des Bierbereitungsprozesses hinweg bilanziert werden.

Die gewonnene Datenbasis verhilft KMU zu einer besseren Risikoabschätzung ihrer Rohstoffe und Endprodukte und ermöglicht eine bessere Qualitätskontrolle. Sowohl die Malz- als auch die Brauwirtschaft sind mehrheitlich durch KMU geprägt.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projektes wurde erfolgreich eine LC-MS/MS Methodik zur Erfassung der wichtigsten Alternariatoxine inklusive bisher unberücksichtigter modifizierter Metaboliten, sowohl für die Gersten-, als auch für die Biermatrix, entwickelt. Zudem wurde ein quantitatives Real-time PCR-Verfahren etabliert, um ausgewählte Schwärzepilze in Gersten- und Malzproben zu quantifizieren. A. alternata und Cladosporium spp. DNA konnte in allen untersuchten Gerstenproben, auch ohne sichtbare Symptomatik, nachgewiesen werden. Tendenziell ist die Belastung in der Rohfrucht höher als im korrespondierenden Malz. Die Toxine ALTP und ATX I wurden fast ausschließlich in Malz detektiert, was für einen Anstieg der Toxinkonzentrationen während des Mälzens spricht. Im Rahmen von Mälzungsversuchen konnte festgestellt werden, dass eine Einflussnahme über den Mälzungsprozess unter Gewährleistung der geforderten Malzspezifikationen nur bedingt möglich ist. Lagerversuche zeigten, dass die Belüftung im Hinblick auf das Pilzwachstum eine untergeordnete Rolle spielt. Eine Kombination aus niedriger Lagertemperatur und hoher Kornfeuchte führt zu höheren Pilz-DNA-Gehalten bei Mustern mit starker und mittlerer sichtbarer Symptomatik. Anhand der Mykotoxinwerte konnten keine Aussagen über die unterschiedlichen Lagerbedingungen getroffen werden. Die Bilanzierung der Mykotoxine über den Brauprozess ergab, dass TeA als einziges Toxin in Bier übergeht, wohingegen alle anderen Toxine über den Treber aus dem Brauprozess entfernt werden. Durch Verwendung optisch sortierter Malze (= frei von schwarzen Körnern) konnte der Toxingehalt deutlich reduziert werden.

Die Ergebnisse dieses Projektes stellen der gesamten Wertschöpfungskette Daten und Erkenntnisse zur Verfügung, wodurch eine bessere Risikoabschätzung im Rohstoff und im Endprodukt Bier bzw. dessen Zwischenstufen/Nebenprodukten, sowie eine aussagekräftige Qualitätskontrolle (z. B. Handbonitur, Ermittlung aussagekräftiger Merkmale) resultieren..