Химики предложили использовать рамановскую спектроскопию для контроля качества 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.

Даже небольшое количество бактерий, попавших в пиво — к примеру, при добавлении зараженных ими дрожжей, — приводит к значительному росту концентраций молочной кислоты и диацетила. Как итог, открыв запечатанную бутылку, потребитель в лучшем случае ощутит легкий кисловатый привкус, а в худшем получит пищевое отравление.

Традиционные методы обнаружения молочнокислых бактерий требуют много времени и не обеспечивают постоянный контроль качества напитка в процессе пивоварения. Перспективный способ решить проблему — применить рамановскую спектроскопию. Однако и у нее есть недостаток: плохое соотношение сигнала и шума, что затрудняет точную идентификацию обнаруженного микроорганизма.

Чтобы исправить этот недостаток, китайские исследователи предложили использовать технологию рамановской спектроскопии с усилением поверхности (surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS), которая отличается большей чувствительностью. Для этого они усовершенствовали существующий метод изготовления необходимых для спектроскопии наночастиц серебра, что позволило быстро и стабильно идентифицировать несколько видов бактерий, вызывающих порчу пива.

Метод успешно оправдал себя в лабораторных испытаниях, помогая выявлять даже небольшое количество микроорганизмов, смешанных с чистым пивом, а точность идентификации микроорганизмов при использовании машинного обучения превысила 90 процентов.

Теперь этот быстрый и относительно недорогой способ контроля качества можно применять в промышленном пивоварении: не занимая много времени, он позволит контролировать качество продукта на всех стадиях производства и не допустить попадания вредных микроорганизмов в запечатанную бутылку.

Исследование опубликовано в журнале Analytical Methods