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Bei den Vertretern der Gattung Alicyclobacillus spp. handelt es sich um acidophile und thermophile, sporenbildende Bakterien, die Säfte, Nektare, safthaltige Getränke, Sportdrinks, Ice Tea bis hin zu aromatisierten Wässern durch die Bildung eines Off-Flavours (Guajakol; 2,6-Di-Bromphenol; 2,6-Di-Chlorphenol) schädigen können. Das Getränk selbst bleibt dabei optisch einwandfrei. Es kommt weder zur Gasbildung noch zur Verfärbung, Ausklarung oder Sedimentation. Bereits geringe Kontaminationen können zur sensorischen Schädigung des Produkts führen.

Der ubiquitäre Bodenbewohner wird meist durch die Fruchternte in den Produktionsprozess von z. B. Säften (z. B. NFC) oder Fruchtsaftkonzentraten eingebracht. Weitere Kontaminationsquellen sind u. a. Rohmaterialien wie Zucker, Stabilisatoren und Bindemittel (Pektin, Stärke etc.) oder spezielle Additive (Cerealien, Kräuter, Proteinpuder, Samen etc.), meist mit vom Saft abweichenden pH-Werten.

Die Sporen der Bakterien können gängige Pasteurisationsbedingungen überleben, um dann bei günstigen Bedingungen (Anwesenheit von Sauerstoff, warme Temperaturen, niedriger pH-Wert) wieder auszukeimen. Bisher weisen lediglich Alicyclobacillus acidoterrestris, A. acidophilus, A. acidocaldarius und A. herbarius das Potenzial zur Fehlaromabildung auf. Somit ist der alleinige Nachweis von Alicyclobazillen kein eindeutiger Hinweis auf das Risiko einer Getränkeschädigung, sondern muss in einem zweiten Schritt mit Hilfe eines geeigneten Tests, z. B. dem enzymatischen Guajacol-Nachweis-Kit, auf das Gefährdungspotential der Fehlaromabildung verifiziert werden.

International wird der Nachweis in 10 g Probenmenge empfohlen, siehe auch IFU-Methode MM12 (International Fruit and Vegetable Juice Association) [1].

Drei Untersuchungsmethoden werden unterschieden:

Quantitativer Nachweis aus nicht filtrierbaren Proben mittels Gussplattenverfahren

Quantitativer Nachweis aus filtrierbaren Proben mittels Membranfiltration

Qualitativer Nachweis (An-/Abwesenheitstest) mittels Voranreicherung (höhere Sensitivität)

Die Kohlendioxidkonzentration wird aus dem nach Anstechen des Gebindes und kräftigem Schütteln sich einstellenden Druck und der Temperatur berechnet [1, 2].

Da die in dem Gebinde vorhandene Luft nicht berücksichtigt wird, erhält man etwas zu hohe Ergebnisse. Bei Bier kann durch Messungen unmittelbar nach der Abfüllung der Einfluss des Kopfraumgases durch sog. Sniften (siehe Durchführung) jedoch vermindert werden. Die Methode hat den Vorteil, dass sie sehr schnell durchzuführen ist.

Für präzise Messungen sind die Partialdrücke der gelösten Fremdgase (O₂, N₂) gegebenenfalls zu berücksichtigen.

Bei karbonisierten Getränken mit einem Zuckergehalt von mehr als 10 g/l muss die durch den gelösten Zucker bedingte geringere Löslichkeit der Kohlensäure berücksichtigt werden.

Das Gerät beruht auf der Mehrfachvolumen-Expansionsmethode Patent Anton Paar). Hierbei wird das Volumen der Messkammer in zwei gesonderten Schritten vergrößert und zweimal der Gleichgewichtsdruck und die Temperatur registriert und zur Berechnung herangezogen. Der wahre Kohlendioxidgehalt wird unabhängig vom Gehalt an gelösten Fremdgasen ermittelt [1, 2, 3].

Die Abbildung Luftdruckkorrektur zeigt, wie der Einfluss von gelösten Fremdgasen (Luft oder Stickstoff) auf das Messergebnis durch die Methode der mehrfachen Volumenexpansion eliminiert wird. Der CO₂-Gehalt wird bei zwei verschiedenen Volumenexpansionen der Messkammer gemessen. Sind keine gelösten Fremdgase vorhanden, so sind die zwei Ergebnisse identisch, und keine Korrektur ist notwendig. Gelöste Fremdgase bewirkt, dass das Ergebnis bei größerer Volumenexpansion (2. Messung) niedriger ist als das Ergebnis bei kleinerer Volumenexpansion (1. Messung). Aus der Differenz beider Ergebnisse wird ein Korrekturwert berechnet, durch den der Einfluss des gelösten Fremdgases (Luft oder Stickstoff) auf das Messergebnis vollständig eliminiert wird.

Das Messverfahren mit dem Digox-Analysator arbeitet nach dem potentiostatischen 3-Elektroden-Messsystem von Tödt und Teske ohne Membran.

Dabei bestehen die Messelektrode aus massivem Silber, die Gegenelektrode aus Edelstahl und die Bezugselektrode aus Silber/Silberchlorid.

Nach Anlegen einer definierten „Polarisationsspannung", läuft an der Messelektrode eine elektrochemische Reaktion ab. Die Sauerstoffmoleküle werden reduziert.

Messelektrode (Silber):

O₂ + 2 H₂O + 4 e⁻ → 4 OH⁻ (kathodischer Vorgang)

Gegenelektrode (VA):

4 OH⁻ → O₂ + 2 H₂O + 4 e⁻ (anodischer Vorgang)

Der bei dieser Reaktion fließende Strom ist direkt proportional zur Menge an gelöstem Sauerstoff, wenn die Polarisationsspannung möglichst exakt auf dem Niveau des Diffusionsgrenzstromes fixiert ist.

In diesem Fall stellt sich der Zusammenhang wie folgt dar:

Die Dicke der ungerührten Grenzschicht wird von den hydrodynamischen Verhältnissen an der Messelektrode bestimmt, der Transport der Sauerstoffmoleküle durch die Grenzschicht von temperaturabhängigen Diffusionsvorgängen. Diese beiden klar definierten Einflussfaktoren werden exakt gemessen und kompensiert.

Um die Polarisationsspannung zwischen beiden Elektroden definiert justieren zu können, wird bei Digox Messgeräten eine dritte Elektrode, die Vergleichselektrode, eingesetzt. Diese Vergleichselektrode steht über ein Diaphragma mit der Oberfläche der Messelektroden in elektrolytischem Kontakt, ohne dass ein Stoffaustausch stattfinden kann [1, 2].

Eine Inline-Kalibrierung ist integriert. Unter Ausnutzung des Faradayschen Gesetzes wird durch Elektrolyse des Wassers eine exakt definierte Menge Sauerstoff erzeugt.

Der Sauerstoff löst sich im durchströmenden Messgut und wird an der Messzelle nachgewiesen. Der bei der Elektrolyse ebenfalls entstehende Wasserstoff ist für die Messung ohne Belang. Die Kontrolle der Kalibrierwerte sowie eine ggf. erforderliche Korrektur werden über einen Mikroprozessor vorgenommen. Die Elektrolyse ermöglicht eine Kalibrierung des Gerätes im Messgut unter Messbedingungen. Der Messbetrieb wird durch die Kalibrierung nicht unterbrochen.

Die im Bier enthaltenen Gase werden durch Schütteln und Erwärmen in eine mit Kalilauge gefüllte Bürette überführt. Das Kohlendioxid wird durch die Kalilauge absorbiert, das verbleibende Restvolumen an Sauerstoff und Stickstoff gemessen [1].

Der Gehalt an löslicher Trockensubstanz wird refraktometrisch bestimmt. Die Trockensubstanz bezieht sich auf den Massenanteil Saccharose in Prozent in einer wässrigen Saccharoselösung, die unter den gegebenen Bedingungen denselben Brechungsindex besitzt wie das analysierte Produkt. Der Gehalt an löslicher Trockensubstanz wird in g/ 100 g Lösung angegeben. Bei alkoholfreien Erfrischungsgetränken wird nicht die Refraktion selbst bestimmt, sondern anhand einer Messskala den Massenanteil Saccharose (°Brix). Da die Messskala °Brix sich auf Saccharose bezieht, müssen für andere Zucker Korrekturen vorgenommen werden, die aus entsprechenden Tabellen entnommen werden können. Der Brechungsindex des Produktes wird durch die Anwesenheit anderer löslicher Substanzen wie z. B. organische Säuren, Mineralstoffe, Aminosäuren etc. beeinflusst. Wegen des hohen Säuregehaltes wird bei Citrussäften und Citrussaftkonzentraten eine Korrektur des °Brix-Wertes vorgenommen.