VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2014-0324-01

MALDI-TOF MS Analysis of Anaerobic Bacteria Isolated from Biofilm-Covered Surfaces in Brewery Bottling Halls. Andrea Vávrová, Section of Microbiology, Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk University, Tvrdého 14, 602 00 Brno, Czech Republic; Dagmar Matoulková, Department of Microbiology, Research Institute of Brewing and Malting, Plc., Lípová 15, 120 44 Prague 2, Czech Republic; Tereza Balážová, Section of Microbiology, Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk University, Tvrdého 14, 602 00 Brno, Czech Republic and Research Group Proteomics, CEITEC, Central European Institute of Technology, Masaryk University, Kamenice 5, 625 00 Brno, Czech Republic; and Ondrej Šedo (1), Research Group Proteomics, CEITEC, Central European Institute of Technology, Masaryk University, Kamenice 5, 625 00 Brno, Czech Republic and National Centre for Biomolecular Research, Faculty of Science, Masaryk University, Kamenice 5, 62500 Brno, Czech Republic. (1) Corresponding author. E-mail: <sedo@sci.muni.cz>; phone: +420-549-497-304. J. Am. Soc. Brew. Chem. 72(2):95-101, 2014.

Brewery filling equipment is continually exposed to moisture and nutrients during production runs and is therefore susceptible to microbial attachment and biofilm development. These biofilms play the role of reservoirs of beer spoilage microorganisms. We evaluated the usability of matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) analysis for direct identification of beer contaminants and direct analysis of biofilm. From a total of 58 isolates obtained from the beer filling hall environment, 47% were successfully assigned to the species level and 10% to the genus level when using the commercially available BioTyper (Bruker Daltonik) database. After homemade extension of the database by eight entries belonging to genera Pectinatus, Megasphaera, and Selenomonas, the identification success rate at the species level was increased to 85%. The possibility of direct biofilm analysis was also examined by testing four sample preparation procedures; however, identification of beer contaminants was not successful, as protein signals needed for microorganism identification were not detected by this approach. MALDI-TOF MS including the cultivation step in connection with a reference database containing relevant entries was found as a suitable method for identification of contaminants from brewery environment. Keywords: Anaerobic bacteria, Beer spoilage bacteria, Biofilm, Identification, Lactic acid bacteria, MALDI-TOF MS

Las máquinas para el envasado de cerveza son continuamente expuestas a la humedad y a nutrientes durante las corridas de producción, por lo que son susceptibles al crecimiento de microbios y al desarrollo de “biofilm.” Estas capas microbiológicas son embalses de microorganismos dañinos a la cerveza. Hemos evaluado la viabilidad de usar el análisis de espectrometría de masa de láser desorción/ionización tiempo-de-vuelo asistido por matriz (“matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry”) (MALDI-TOF MS), para la identificación directa de contaminantes de cerveza y el análisis directo de la capa microbiológica. De un total de 58 microorganismos obtenidos del entorno de la sala de envasado, 47% fueron asignados exitosamente al nivel de especie y 10% a nivel de género, usando la base de datos BioTyper (Bruker Daltonik) disponible comercialmente. Al extender personalmente la base de datos para incluir ocho microorganismos del género Pectinatus, Megasfera y Selenomonas, aumentó el porcentaje de asignaciones exitosas al nivel de especie aumentó a 85%. Se examinó la posibilidad de analizar directamente la capa microbiológica mediante una prueba de cuatro procedimientos para preparar la muestra, pero no fue exitosa la identificación de contaminantes de cerveza, dado que las señales de proteínas requeridas para la identificación de microorganismos no fueron detectadas en ningún caso. El uso de MALDI-TOF MS, incluyendo el paso de cultivación en conexión con una base de datos como referencia, conteniendo microorganismos relevantes, resultó ser un método apropiado para la identificación de contaminantes en el entorno cervecero. Palabras claves: Bacterias anaeróbicas, Bacterias dañinas a la cerveza, Bacteria de ácido láctico, Biofilm (capa microbiológica), MALDI-TOF MS