Tabella 1. - ResearchGate

EVOLUZIONE DELLE COMUNITÀ MICROBICHE DURANTE IL PROCESSO DI PRODUZIONE DI BIRRA ARTIGIANALE
Patrizio Tremonte1, Mariantonietta Succi1, Gianfranco Pannella1, Tiziana Di Renzo1, Luca Tipaldi1, Anna Reale1, Raffaele Coppola1,2, Elena Sorrentino1,2
1 Dipartimento di Scienze e Tecnologie
2 ISA-CNR, via Roma, 64, 83100 Avellino, Italia
Agro-alimentari,
Ambientali
e
Microbiologiche,
Università
degli
Studi
del
Molise,
via
De
Sanctis,
86100
Campobasso,
Italia
INTRODUZIONE
La birra artigianale negli ultimi anni ha fatto registrare una crescita di mercato sicuramente degna di nota. In un decennio le realtà di produzione di birra artigianale sono passate da
poche decine a diverse centinaia. Il termine artigianale, talvolta anche impropriamente, accompagna sempre più diverse birre che sono reperibili in commercio. Tali elementi stanno
determinando la necessità da parte delle aziende di individuare strumenti in grado di tutelare il prodotto e aumentarne la sua visibilità e identità. A tal proposito il mondo
produttivo, in interazione con la ricerca applicata, è fortemente interessato all’individuazione di opportuni disciplinari di produzione tali da garantire la qualità delle produzioni e
all’individuazione di parametri analitici in grado di individuare e/o rendere riconoscibile il prodotto. Non a caso il disciplinare, “Code of Practice”, della Society of Independent
Brewers (SIBA), la più nota associazione di piccoli birrifici artigianali del Regno Unito, riporta limiti microbiologici e chimici ben precisi per le birre dei piccoli produttori associati.
Inoltre la definizione, su base scientifica, di un protocollo produttivo tale da ridurre o eliminare le fonti di eventuali contaminazioni sta divenendo una necessità prioritaria per
questa tipologia di prodotto che non prevede la pastorizzazione, quale operazione di risanamento microbiologico.
Pertanto, il presente lavoro ha inteso fotografare le comunità microbiche che popolano la birra artigianale, le relative materie prime nonché gli intermedi di produzione allo scopo di
valutare non solo l’evoluzione dei lieviti impiegati come starter, ma anche di investigare la frequenza di contaminazioni da parte di batteri indesiderati.
MATERIALI E METODI
Campioni oggetto dello studio
Sei differenti lotti di produzione di birra artigianale, realizzata in diversi microbirrifici,
sono stati sottoposti a valutazione della qualità microbiologica delle materie prime
utilizzate (acqua, malto, luppolo, lievito, inoculo microbico), del mosto a differenti
stadi produttivi (prima della cottura, dopo cottura, a inizio fermentazione, a fine
fermentazione, a inizio maturazione, a fine maturazione), della birra prima
dell’imbottigliamento e del prodotto finito (birra in bottiglia).
Analisi microbiologiche
Conte microbiche in piastra
Per ciascun campione la presenza di lieviti, di
enterobatteri, coliformi, enterococchi, e di batteri lattici è stata valutata in piastra
impiegando opportuni substrati nutritivi inoculati alle opportune condizioni di
temperatura e aerobiosi/anaerobiosi.
Isolamento e identificazione fenotipica di batteri lattici
Le colonie provenienti dalle piastre di MRS sono state isolate, purificate e identificate
mediante analisi fenotipiche.
RISULTATI E DISCUSSIONE
Il prodotto birra, pur essendo in possesso di differenti “barriere” intrinseche tali da
permettere un ostacolo alla proliferazione di microrganismi indesiderati (Menz et al.
2009), può essere contaminata da differenti batteri. Tali contaminazioni assumono
un’incidenza sicuramente maggiore nella birra cruda. Spesso infatti questo prodotto,
in virtù della sua artigianalità, è suscettibile d’inquinamenti microbici che causano la
comparsa di off-flavours e compromettono le caratteristiche qualitative del prodotto
(Suzuki et al. 2006). Le contaminazioni possono avere origini differenti ed essere
determinate da cause diverse. Tuttavia la loro intensità e frequenza è sicuramente da
ascrivere, in misura preponderante, al processo produttivo e in parte alla bontà delle
materie prime.
Dall’analisi dei risultati è emerso che l’acqua impiegata è in possesso di una buona
qualità microbiologica (Tabella 1), mentre il malto e il luppolo appaiono contaminati
in maniera eterogenea da parte di batteri sia Gram negativi sia Gram positivi nonché
da parte di eumiceti (Figura 1).
La presenza di tali fonti di inquinamento, tuttavia, non costituisce un elemento
fortemente allarmante. Infatti le prime operazioni tecnologiche di ammostamento e
di cottura, facendo ricorso alle alte temperature consentono di eliminare tali
contaminanti (Tabella 3). Maggiori preoccupazioni sono determinate dalle eventuali
contaminazioni successive alle operazioni di cottura. Elemento che merita particolare
attenzione è rappresentato dalla purezza del lievito utilizzato e dalla qualità
microbiologica che caratterizza l’inoculo. Contaminazioni di ridotta entità sono
rappresentate da batteri lattici eterofermentanti di forma coccica.
I batteri contaminanti appena descritti permangono in una condizione di sostanziale
latenza nel corso della fermentazione, fase durante la quale si assiste ad un netto
predominio dei lieviti impiegati come inoculo (Tabella 5) . Tale condizione evidenzia la
bontà del processo fermentativo che favorisce un pronto sviluppo della comunità
microbica introdotta come coltura starter. Tuttavia, i batteri contaminati fanno
riapprezzare la loro presenza nella fase finale della maturazione (Tabella 6). In tale
epoca il ridimensionamento della comunità dei lieviti permette lo sviluppo di
eventuali altre comunità microbiche eventualmente presenti in maniera latente. In
particolare i batteri lattici contati su MRS (già riscontrati nell’inoculo) e gli
enterococchi risultano presenti con cariche contenute ma comunque degne di nota.
Tali microrganismi alteranti fanno apprezzare ulteriori incrementi negli stadi successivi
alla maturazione e che precedono l’imbottigliamento (Tabella 7) Infine raggiungono
livelli predominanti in fase di imbottigliamento e nella birra in bottiglia (Tabella 8).
Circostanze che fanno ipotizzare l’esistenza di ulteriori fonti di contaminazione che si
inseriscono proprio a tale livello del processo produttivo, probabilmente di natura
ambientale, che avvengono in fase di imbottigliamento. Dalle prove preliminari di
identificazione dei batteri lattici è stato evidenziato che i contaminanti isolati sia
dall’inoculo, sia dagli intermedi di produzione, nonché dalla birra in bottiglia sono
caratterizzati dalla medesima morfologia coccica e sono risultati positivi alla
colorazione di Gram e negativi alla prova della catalasi. Un comportamento
omogeneo è stato evidenziato anche in merito alla produzione di CO2 da glucosio;
tutti gli isolati hanno esibito la capacità di produrre CO2, condizione che evidenzia un
metabolismo di tipo eterofermentativo. Alla luce di tali risultati e dall’analisi del
profilo fermentativo gli isolati possono essere riferiti a cocchi lattici eterofermentati
ascrivibili al genere Leuconostoc.
Alla luce dei risultati è possibile affermare che le operazioni tecnologiche per la
produzione di birra artigianale, pur se consentono una corretta fermentazione,
necessitano di una razionalizzazione in fase di preparazione dell’inoculo e di
imbottigliamento del prodotto finito.
References
Menz, G., Aldred, P. and Vriesekoop, F., Pathogens in beer. In: Beer in Health and Disease Prevention, V. R.
Preedy, Ed., Academic
Suzuki, K., Iijima, K., Sakamoto, K., Sami, M. and Yamashita, H., A review of hop resistance in beer spoilage lactic
acid bacteria. J. Inst. Brew., 2006, 112, 173-191.
Figura 1. Microrganismi presenti nel malto e nel luppolo
Tabella 1. Qualità microbiologica (espressa in UFC) dell’acqua impiegata nella preparazione di birra artigianale
Campioni
Mesofili
totali/ml
Acqua
LAB
enterococchi
enterobatteri
coliformi
lieviti
/100 ml
/100 mL
/100 mL
/100 mL
/100mL
75
<1
<1
<1
<1
<1
Tabella 2. Qualità microbiologica (UFC/mL) del lievito liquido utilizzato per la preparazione dello starter
Campioni
Mesofili
totali
Batteri
lattici
enterococchi
enterobatteri
Coliformi
lieviti
<10
<10
<10
<10
<10
6,4*
Lievito
Tabella 3. Qualità microbiologica (UFC/mL) del mosto proveniente dalle operazioni di ammostamento
Campioni
Mesofili
totali
Mosto Fine ammostam.
Mosto Fine cottura
Arrivo tino di ferment.
2,2 *
<10
<10
LAB
enterococchi
<10
<10
<10
<10
<10
<10
enterobatteri
<10
<10
<10
coliformi
Lieviti
<10
<10
<10
<10
<10
<10
Tabella 4. Qualità microbiologica (UFC/mL) del lievito utilizzato per la preparazione dello starter
Campioni
Mesofili
totali
Batteri
lattici
enterococchi
enterobatteri
coliformi
lieviti
Inoculo
3,0*
2,1*
<1
<1
<1
9,1*
Tabella 5. Qualità microbiologica (UFC/mL) del mosto proveniente dalla fase di fermentazione
Campioni
Inizio ferm.
Fine ferm.
Mesofili
totali
Batteri
lattici
<1
<1
enterococchi
<1
<1
<1
<1
enterobatteri
<1
<1
coliformi
lieviti
<1
<1
6,2*
8,4*
Tabella 6. Qualità microbiologica (UFC/mL) del mosto proveniente dalle operazioni a fine maturazione
Campioni
Mesofili
totali
Batteri
lattici
enterococchi
enterobatteri
coliformi
lieviti
Fine Matur.
Ante Filt.
Post Filt.
2,2 *
3,5
3,7
0,2
2,2
1,5
0,7
3,8
3,3
<10
<10
<10
<10
<10
<10
3,3
3,1
2,2
Tabella 7.Qualità microbiologica (UFC/mL) del prodotto proveniente dalle operazioni di pre/imbottigliamento
Campioni
Priming
Campana
imbot.
Mesofili
totali
Batteri
lattici
enterococchi
enterobatteri
coliformi
lieviti
2,2 *
3,5
2,0
3,0
3,1
3,3
<10
<10
<10
<10
2,1
2,2
Tabella 8. Qualità microbiologica (UFC/mL) della birra in bottiglia
Campioni
Mesofili
totali
Batteri
lattici
enterococchi
enterobatteri
colifor mi
lieviti
Birra
Bottiglia
5,1 *
5,2
3,1
<10
<10
2,0

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