Aspetti microbiologici legati alle alterazioni della birra

Beer is one of the most popular drinks in the world; described in the past as the beverage with the characteristics of "make life better those who drank", has a history of about ten thousand years. The beer market is made up of big industrial breweries that by small craft breweries in which the production process is monitored in order to obtain a quality product, and where the microbiological alterations may constitute a significant damage. In this thesis it has been paid particular attention to the quality of the beer spoilage bacteria which mainly belong to the group of lactic acid bacteria (LAB) and, in particular, are represented by two species Lactobacillus brevis and Lactobacillus linderi. Other bacterial organisms that can go to affect the quality of this drink belong to the genera Pectinatus and Megasphera. The deterioration due to the presence of LAB involve the formation of precipitates but not in the formation of unpleasant odors and tastes. The spoilage bacteria belonging to the genus Pectinatus and Megasphera may instead have a negative impact on the organoleptic qualities of beer as well as determining the appearance of turbidity and delaying the fermentation processes. Both genders cause changes of organoleptic quality and off-flavors and can form biofilms, level of production plants, resistant to normal detergents. From a methodological point of view, as reported in some studies, the beer spoilage lactic acid bacteria are particularly difficult to grow in vitro on selective; it was observed that the soil MRS agar selective for the growth of lactobacilli, did not allow the growth of those spoilage. The MRS medium agar was then gradually changed until obtaining a culture medium consisting predominantly of beer and beer-defined agar, where spoilage were suitable conditions for their growth. The LAB adapted to the habitat beer, have, from a physiological point of view, of the different characteristics compared to those that colonize other raw materials. For example, the optimum pH of these LAB spoilage is lower than that to which the growing common lactic acid bacteria. The beer is actually an alcoholic beverage which is stable and inhospitable, in general, for the bacteria. Among the various components that characterize it and inhibit the growth of bacteria we can mention the alpha-acids of hops, with marked antibacterial properties. The spoilage bacteria, therefore, in order to grow and survive they had to, in the course of their evolutionary history, develop different mechanisms of resistance to hop. These mechanisms have been attributed to changes in cellular load of both the cytoplasm and cell wall which is then reflected in changes in the morphological characteristics.

La birra è una delle bevande più popolari al mondo; descritta nel passato come la bevanda con le caratteristiche di ¿far star bene chi la beveva¿, ha una storia di circa diecimila anni. Il mercato della birra è costituito sia da grandi birrifici industriali che da piccoli birrifici artigianali in cui il processo produttivo viene monitorato al fine di ottenere un prodotto di qualità, e dove le alterazioni microbiologiche possono costituire un danno consistente. In questo lavoro di tesi è stata posta particolare attenzione ai batteri alteranti la qualità della birra i quali appartengono principalmente al gruppo dei batteri lattici (LAB) e, in particolare, sono rappresentati da due specie Lactobacillus brevis e Lactobacillus linderi. Altri microrganismi batterici che possono andare ad inficiare la qualità di questa bevanda appartengono ai generi Pectinatus e Megasphera. Le alterazioni dovute alla presenza dei LAB consistono nella formazione di precipitati ma non nella formazione di odori e sapori sgradevoli. I batteri alteranti appartenenti ai generi Pectinatus e Megasphera possono invece incidere negativamente sulle qualità organolettiche della birra oltre che determinando la comparsa di torbidità e tardando i processi fermentativi. Entrambi i generi causano alterazioni delle qualità organolettica e off-flavours e possono formare biofilm, a livello degli impianti di produzione, resistenti ai normali detergenti. Da un punto di vista metodologico, secondo quanto riportato in alcuni studi, i batteri lattici alteranti della birra sono particolarmente difficili da coltivare in vitro su terreni selettivi; è stato osservato che il terreno MRS agar, selettivo per la crescita dei lattobacilli, non permetteva la crescita di quelli alteranti. Il terreno MRS agar è stato, quindi, gradualmente modificato fino ad ottenere un mezzo colturale costituito prevalentemente da birra e definito birra agarizzata, dove gli alteranti trovavano le condizioni adatte alla loro crescita. I LAB adattati all'habitat birra, presentano, da un punto di vista fisiologico, delle caratteristiche diverse rispetto a quelli che colonizzano altre materie prime. Ad esempio, il pH ottimale di questi LAB alteranti è più basso di quello a cui crescono i comuni batteri lattici. La birra in realtà è una bevanda alcolica che risulta stabile e inospitale, in genere, per i batteri. Tra i vari componenti che la caratterizzano e inibiscono la crescita dei batteri possiamo citare gli alfa-acidi del luppolo, con marcate proprietà antibatteriche. I batteri alteranti, pertanto, per poter crescere e sopravvivere hanno dovuto, nel corso della loro storia evolutiva, sviluppare diversi meccanismi di resistenza al luppolo. Tali meccanismi sono stati attribuiti a modifiche cellulari a carico sia del citoplasma che della parete batterica le quali si riflettevano poi in cambiamenti delle caratteristiche morfologiche.