VIEW ARTICLE    doi:10.1094/ASBCJ-2007-0921-01

Application of Multiplex PCR to the Detection of Beer-Spoilage Bacteria. Shizuka Asano (1) and Koji Suzuki, Analytical Technology Laboratory, Asahi Breweries Ltd., Moriya-shi, Ibaraki, Japan; Kazutaka Ozaki, Brewing Research & Development Laboratory, Asahi Breweries Ltd., Moriya-shi, Ibaraki, Japan; Hidetoshi Kuriyama, Analytical Technology Laboratory, Asahi Breweries Ltd., Moriya-shi, Ibaraki, Japan; Hiroshi Yamashita, Product & Technology Development Headquarters, Asahi Breweries Ltd., Moriya-shi, Ibaraki, Japan; and Yasushi Kitagawa, Analytical Technology Laboratory, Asahi Breweries Ltd., Moriya-shi, Ibaraki, Japan. (1) Corresponding author. E-mail: <shizuka.asano@asahibeer.co.jp> J. Am. Soc. Brew. Chem. 66(1):37-42, 2008.

Multiplex PCR methods were developed to detect 12 species of beer-spoilage bacteria that belong to the genera Lactobacillus, Pectinatus, Pediococcus, and Megasphaera. For microbiological quality control in breweries, we divided these species into three groups and evaluated a multiplex PCR method to simultaneously detect beer-spoilage species belonging to each group. Subsequently, the primer designs and blending ratios for each multiplex PCR analysis were optimized to satisfy the performance required for practical applications by breweries. As a result, each PCR method showed sufficient specificity to the target species and exhibited identical sensitivity with corresponding species-specific simplex PCR methods. In addition, none of the three multiplex methods showed a false-positive reaction to the nonspoilage bacterial strains frequently detected in breweries. Furthermore, artificial positive control DNAs were designed from lambda-phage genomic DNA sequences to assure the performance of the PCR tests. Consequently, only one PCR test tube was required to ensure that all primer pairs in a multiplex PCR method were fully functional, instead of using multiple test tubes for separate confirmation of the respective primer pairs. Taken together, these multiplex PCR analyses enabled us to reliably and comprehensively detect beer-spoilage bacteria more easily and inexpensively. Keywords: Beer-spoilage bacteria, Lactobacillus, Megasphaera, Multi­plex PCR, Pectinatus, Pediococcus

Los métodos de PCR múltiplex fueron desarrollados para detectar 12 especies de bacterias dañinas a la cerveza que pertenecen a los géneros Lactobacillus, Pectinatus, Pediococcus, y Megasphaera. Para el control de calidad microbiológico en cervecerías, dividimos estas especies en tres grupos y evaluamos un método de PCR múltiplex para detectar simultáneamente especies dañinas a la cerveza perteneciendo a cada grupo. Posteriormente, el cebador diseña y las relaciones de mezcla para cada análisis de PCR múltiplex fueron optimizadas para satisfacer el funcionamiento requerido para los usos prácticos por las cervecerías. Consecuentemente, cada método de PCR demostró suficiente especificidad a la especie objetivo y exhibió sensibilidad idéntica con correspondiente métodos de PCR simplex especificó a las especies. Además, ningunos de los tres métodos de múltiplex demostraron una reacción falso-positiva a las cepas de bacterias sin deterioración que son detectadas con frecuencia en cervecerías. Además, el control positivo de DNAs artificiales fue diseñado de secuencias de DNA genómica de la lambda-fago para asegurar el funcionamiento de las pruebas de PCR. Por lo tanto, solamente un tubo de prueba de PCR fue requerido para asegurarse de que todos los pares de cebadores en un método de PCR múltiplex fueran completamente funcionales, en vez de usar los tubos de prueba múltiples para la confirmación separada de cada pare de cebadores respectivos. Tomado junto, este PCR múltiplex analiza nos permitió detectó a confiablemente y comprensivo bacterias dañinas a la cerveza más fácilmente y económicamente. Palabras claves: Bacterias dañinas a la cerveza, Lactobacillus, Mega­sphaera, PCR múltiplex, Pectinatus, Pediococcus