Biofilm im fermentierten Getränk: Was ein Oberflächenfilm bedeutet – und was nicht

Ein heller Belag in der Flasche wirft Fragen auf

Bei einem Ansatz Herbstpurpur zeigte sich nach der Abfüllung ein auffälliger Unterschied: In einer kleinen Flasche war an der Innenwand eine zusammenhängende, weißlich-rosafarbene Schicht zu sehen. Eine zweite Flasche derselben Sorte zeigte keinen solchen Belag. Die Flasche mit der Schicht wirkte weniger karbonisiert und weniger frisch. Auch die Literflaschen blieben ohne sichtbaren Film; bei ihnen war die Kohlensäure deutlicher wahrnehmbar.

Das ist eine interessante Beobachtung – aber noch keine Erklärung. Aus einem Foto lässt sich weder sicher bestimmen, was die Schicht ist, noch ob der Verschluss, der Kopfraum oder ein anderer Unterschied ausschlaggebend war. Der Begriff „Biofilm“ wird im Alltag oft für verschiedene Erscheinungen verwendet. Deshalb lohnt es sich, genauer hinzusehen und die möglichen Ursachen auseinanderzuhalten.

Was ist ein Biofilm?

Ein Biofilm besteht aus Mikroorganismen, die an einer Oberfläche haften und in eine selbst gebildete Matrix eingebettet sind. An der Oberfläche eines Getränks kann sich eine zusammenhängende Haut bilden, die als Pellicle bezeichnet wird. Bestimmte Essigsäurebakterien können solche Häute bilden; bei einigen Arten spielt dabei bakterielle Cellulose eine Rolle. Diese Bakterien benötigen Sauerstoff. Ein Beispiel beschreibt die Abteilung für Weinbau und Önologie der University of California, Davis.

Das bedeutet nicht, dass jede sichtbare Haut aus Milchsäurebakterien besteht. Die frühere vereinfachte Erklärung, es handle sich um „Cluster von Milchsäurebakterien, die das Milieu schützen“, greift zu kurz. Je nach Getränk und Bedingungen können Hefen, Essigsäurebakterien oder andere Mikroorganismen beteiligt sein. Die Schicht ist auch kein korkenähnlicher Verschluss: Sie dichtet die Flasche nicht ab und beweist nicht, dass das Getränk geschützt ist.

Biofilm, Kahmhefe, Schimmel oder Ablagerung?

Ein heller Belag auf einem Ferment kann unterschiedliche Ursachen haben. Eine dünne, matte oder faltige Haut kann zum Beispiel durch Kahmhefen entstehen. Das Bundeszentrum für Ernährung beschreibt Kahmhefe als graues Häutchen, das bei Gemüsefermenten auftreten und den Geschmack beeinträchtigen kann (BZfE: Haltbarkeit von Lebensmitteln). Bei anderen Getränken kann eine Oberflächenhaut von film- oder pelliclebildenden Mikroorganismen stammen.

Schimmel kann ebenfalls weiß erscheinen. Flaumige oder pelzige Stellen, klar abgegrenzte Inseln oder auffällige grüne, blaue, schwarze oder andere Verfärbungen sind Warnzeichen. Ablagerungen, Fruchtpartikel und Schaum können wiederum ganz andere Ursachen haben und sind nicht automatisch ein Biofilm.

Die Erscheinung allein reicht nicht aus, um diese Möglichkeiten zuverlässig zu unterscheiden. Auch ein glatter, zusammenhängender Film lässt sich anhand eines Fotos nicht sicher als harmlose Kahmhefe identifizieren. Eine mikrobiologische Untersuchung kann klären, welche Mikroorganismen vorhanden sind; ohne sie bleibt eine optische Einordnung eine Vermutung.

Warum kann sich ein Film bilden?

Sauerstoff an der Oberfläche

Sauerstoff ist ein wichtiger Faktor für manche Oberflächenorganismen. In einer Flasche befindet sich Luft im Kopfraum zwischen Getränk und Verschluss. Je nach Füllhöhe, Abfüllweise und Dichtheit des Verschlusses kann dort unterschiedlich viel Sauerstoff verbleiben. Ist ein Verschluss nicht dicht, kann zudem weiterer Sauerstoff eintreten. Für sauerstoffabhängige Essigsäurebakterien oder Filmhefen kann das günstige Bedingungen schaffen.

Ein undichter Verschluss könnte deshalb zwei Beobachtungen zugleich erklären: Kohlendioxid entweicht, sodass das Getränk weniger spritzig wirkt, und Sauerstoff kann die Entwicklung einer Oberflächenhaut begünstigen. Das ist eine plausible Erklärung, aber aus zwei Flaschen allein nicht zu beweisen. Eine dicht verschlossene Flasche kann außerdem zunächst bereits Sauerstoff im Kopfraum enthalten.

Unterschiede zwischen einzelnen Flaschen

Auch Flaschen desselben Ansatzes können sich unterschiedlich entwickeln. Mögliche Gründe sind:

• eine Flasche oder ein Verschluss war nicht gleich sauber oder hygienisch vorbereitet;
• die Verschlüsse sitzen aufgrund unterschiedlicher Flaschenhälse oder Verschließung nicht gleich dicht;
• Füllhöhe und Kopfraum unterscheiden sich;
• beim Abfüllen gelangt unterschiedlich viel Luft in die Flasche;
• Mikroorganismen oder Fruchtpartikel sind im Ansatz nicht vollkommen gleichmäßig verteilt;
• Temperatur und Lagerdauer unterscheiden sich;
• die Menge an vergärbarem Zucker fällt von Flasche zu Flasche unterschiedlich aus.

In unserem Vergleich blieben die Literflaschen ohne sichtbare Haut und schmeckten stärker karbonisiert als die kleine Flasche mit Film. Das erhöht den Verdacht, dass Flaschenformat, Kopfraum oder Verschluss eine Rolle spielen. Da sich diese Faktoren gleichzeitig ändern können, zeigt der Vergleich aber nicht, welcher davon verantwortlich war.

Welche Rolle spielt der Primer?

Primer ist vergärbarer Zucker, der nach der Abfüllung von Mikroorganismen umgesetzt werden kann. Dabei entsteht unter anderem Kohlendioxid, das im Getränk gelöst wird und die Kohlensäure liefert. Wie stark sich eine Flasche karbonisiert, hängt neben der Primer-Menge auch von bereits vorhandenem vergärbarem Zucker, der Aktivität der Mikroorganismen, der Temperatur und der Lagerzeit ab.

Primer ist nicht automatisch die Ursache eines Biofilms. Er bringt keinen Sauerstoff in die Flasche und erklärt allein nicht, warum sich nur in einem Gebinde eine Haut bildet. Mehr verfügbares Substrat kann aber weitere mikrobielle Aktivität ermöglichen. Zugleich kann zu viel oder nicht vollständig vergorener Zucker den Flaschendruck erhöhen. Die Brewers Association weist darauf hin, dass unkontrollierte Nachgärung in abgefüllten Getränken zu gefährlichem Überdruck führen kann.

Für vergleichbare Ergebnisse sollte der Primer genau abgewogen und möglichst gleichmäßig im gesamten Ansatz verteilt werden, bevor abgefüllt wird. Eine Dosierung mit unterschiedlich gefüllten Löffeln kann bereits zu messbaren Abweichungen zwischen Flaschen führen. Für karbonisierte Getränke müssen Flaschen und Verschlüsse für den entstehenden Druck geeignet sein.

Ist ein Biofilm unbedenklich?

Eine sichtbare Haut ist nicht automatisch gefährlich – aber auch nicht automatisch harmlos. Manche Oberflächenhefen können vor allem den Geschmack und die Qualität verändern. Das lässt sich jedoch nicht ohne Weiteres auf ein anderes Getränk oder auf einen unbekannten Belag übertragen.

Wenn ein Getränk sichtbaren Schimmel aufweist oder der Belag nicht sicher eingeordnet werden kann, sollte es nicht probiert oder weiterverwendet werden. Das Bundesinstitut für Risikobewertung rät, verschimmelte Lebensmittel zu entsorgen, weil Schimmelpilze gesundheitsschädliche Mykotoxine bilden können; Fruchtsaft und Obst zählen zu den empfindlichen Lebensmitteln (BfR: Schimmelpilze in Lebensmitteln). Ein normaler Geruch oder Geschmack beweist keine mikrobiologische Sicherheit.

Auch ein niedriger pH-Wert ist nur ein Teil der Sicherheitskontrolle. Er ersetzt weder eine kontrollierte Rezeptur und hygienische Herstellung noch die Identifizierung eines auffälligen Belags. Die Virginia Cooperative Extension empfiehlt bei fermentierten Lebensmitteln und Getränken, Hygiene, Säuregrad, Prozessbedingungen und Anzeichen von Verderb gemeinsam zu beachten (Making Safe Fermented Foods and Beverages).

Bei einem unbekannten Oberflächenfilm in einem selbst hergestellten Fruchtgetränk ist die vorsichtige Entscheidung, den Inhalt nicht weiter zu trinken. Für ein Getränk, das verkauft oder an andere Personen abgegeben werden soll, sollte eine Flasche mit einem solchen Belag nicht in den Vertrieb gelangen. Eine Probe kann gegebenenfalls fachgerecht untersucht werden, um die Ursache zu klären.

Wie lässt sich das Risiko verringern?

Ein einzelner Schritt verhindert nicht jede unerwünschte Entwicklung. Hilfreich ist ein gleichbleibender, dokumentierter Abfüllprozess:

1. Flaschen, Verschlüsse und alle produktberührenden Teile sorgfältig reinigen und nach einem festgelegten Hygieneplan vorbereiten.
2. Nur Verschlüsse verwenden, die zum Flaschenhals passen und für karbonisierte Getränke geeignet sind; sie gleichmäßig und reproduzierbar verschließen.
3. Füllhöhe und Kopfraum innerhalb eines Flaschenformats konstant halten und unnötigen Lufteintrag beim Abfüllen vermeiden.
4. Primer und weitere Zutaten genau abwiegen und gleichmäßig verteilen. Nicht allein auf Teelöffel oder Augenmaß vertrauen.
5. Fermentationsverlauf, pH-Wert, Temperatur, Abfüllzeitpunkt und Lagerbedingungen dokumentieren. Der pH-Wert ist dabei ein Kontrollwert, aber kein vollständiger Sicherheitsnachweis.
6. Für die Nachgärung und Lagerung nur geeignete, druckfeste Flaschen und Verschlüsse nutzen und die Kohlensäureentwicklung kontrollieren.

Um die Ursache gezielt zu prüfen, sollte jeweils nur ein Faktor verändert werden. Beispielsweise lassen sich mehrere Flaschen desselben Formats und derselben Abfüllung mit unterschiedlichen, passenden Verschlüssen vergleichen. Für einen Kopfraumvergleich sollten Flaschenform und Verschluss gleich bleiben, während die Füllhöhe kontrolliert variiert wird. Alle Proben sollten beschriftet und unter gleichen Bedingungen gelagert werden. So lässt sich erkennen, ob sich der Verdacht auf Verschluss oder Kopfraum wiederholt – ohne aus einer einzelnen Flasche eine allgemeine Regel abzuleiten.

Fazit

Ein sichtbarer Film kann verschiedene Ursachen haben. Sauerstoff, Kopfraum, Verschluss, Hygiene, Mikroorganismen und vergärbarer Zucker können gemeinsam beeinflussen, ob sich eine Oberflächenhaut bildet und wie viel Kohlensäure in der Flasche bleibt. Primer steuert vor allem die Nachgärung und damit die Kohlensäurebildung; er ist für sich genommen keine Erklärung für einen Biofilm.

Unsere Beobachtung – Film und weniger wahrnehmbare Kohlensäure in einer kleinen Flasche, klare und spritzigere Literflaschen – ist ein guter Ausgangspunkt für weitere Versuche. Sie macht einen Einfluss der Verpackung plausibel, beweist ihn aber nicht. Bei einem unbekannten Belag gilt: nicht allein nach Aussehen, Geruch oder Geschmack über die Sicherheit entscheiden.

Passende Fragen & Antworten

• Muss ich vor dem Verschließen immer Zucker zugeben?
• Flaschenvorbereitung für die Abfüllung: praktische Tipps und Fallstricke
• Weniger Schaum beim Abfüllen druckfermentierter Getränke

Weiterführende Quellen

• University of California, Davis: Acetobacter aceti
• Bundeszentrum für Ernährung: Haltbarkeit von Lebensmitteln
• Bundesinstitut für Risikobewertung: Schimmelpilze in Lebensmitteln
• Virginia Cooperative Extension: Making Safe Fermented Foods and Beverages
• Brewers Association: Preventing Package Over-Pressurization