Производители пива часто сталкиваются с проблемами, вызванными бактериями, приводящими к его порче. Китайские ученые разработали оперативный метод выявления этих вредных микроорганизмов в режиме реального времени и на всех этапах производства пива.
Люди на протяжении тысячелетий используют молочнокислые бактерии для изготовления различных продуктов питания — от сыра и йогурта до квашеной капусты и засоленных огурцов. Но не везде эти микроорганизмы приносят пользу: при попадании в пиво они вызывают его порчу, нанося многомиллионные убытки производителям этого напитка по всему миру.
Попадание даже незначительного количества бактерий в пиво, например, с зараженными дрожжами, вызывает существенное увеличение концентраций молочной кислоты и диацетила. Открыв запечатанную бутылку, потребитель может ощутить легкий кисловатый привкус, однако в худшем случае он рискует получить пищевое отравление.
Обнаружение молочнокислых бактерий с помощью обычных методов является длительным процессом и не гарантирует непрерывный контроль качества напитка на протяжении всего цикла пивоварения. Для решения этой проблемы представляется целесообразным использовать рамановскую спектроскопию. Несмотря на это, метод имеет и ограничение: низкое отношение сигнал/шум, которое может усложнить точную идентификацию выявленного микроорганизма.
Для устранения данной проблемы китайские ученые предложили применение технологии рамановской спектроскопии с усилением на поверхности ( surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS), благодаря усовершенствованному методу изготовления наночастиц серебра, необходимых для спектроскопии, появилась возможность быстро и стабильно идентифицировать несколько видов бактерий, вызывающих порчу пива. Новый метод характеризуется повышенной чувствительностью.
В лабораторных испытаниях метод продемонстрировал свою эффективность, позволяя обнаруживать даже незначительное количество микроорганизмов, присутствующих в чистом пиве. Использование машинного обучения позволило достичь точности идентификации микроорганизмов, превышающей 90 процентов.
Этот простой и доступный метод контроля качества теперь может использоваться в промышленном пивоварении, позволяя отслеживать характеристики продукта на всех этапах производства и предотвращать попадание нежелательных микроорганизмов в готовую, упакованную бутылку.
Исследование опубликовано в журнале Analytical Methods.