Monitoraggio microbiologico durante la propagazione di colture starter per la produzione di birra industriale

Nonostante la birra rappresenti una matrice sfavorevole allo sviluppo microbico grazie alla presenza di etanolo e acidi del luppolo, al pH basso e ai nutrienti limitati; possono svilupparsi microrganismi che ne alterano le caratteristiche organolettiche, e quindi sono necessari continui monitoraggi in ogni fase del processo produttivo. In particolare, la propagazione, preparazione e sviluppo del lievito starter impiegato per la fermentazione primaria del mosto, è una fase fondamentale del processo di birrificazione in cui il monitoraggio dei microrganismi causa di alterazione, derivanti dalle materie prime (acqua, orzo, luppolo e lievito), dalle attrezzature e dall’ambiente, è essenziale per garantire la produzione di una birra di ottima qualità e stabile dal punto di vista microbiologico ed organolettico. Scopo della presente tesi di laurea, svolta presso il birrificio HEINEKEN S.P.A. di Comun Nuovo (BG), è stato quello di monitorare la presenza di microrganismi alteranti durante le diverse fasi del processo di propagazione: ingresso mosto nei propagatori, reidratazione del lievito, propagazione del lievito nei due bioreattori. A tal fine, sono state effettuate analisi microbiologiche utilizzando terreni colturali generici per la conta dei microrganismi (m-WLN) e selettivi per il rilevamento di batteri (m-WLD), batteri lattici (NBB-A) e batteri Gram negativi strettamente anaerobi (NBB-C). E’ stata inoltre valutata la presenza di lieviti indigeni contaminanti presenti nel lievito starter e/o nelle attrezzature del birrifico (Copper agar e Wort agar). Infine, allo scopo di analizzare la vitalità e l’efficienza del lievito starter durante il processo di propagazione sono state effettuate analisi microbiologiche e chimiche. In particolare, mediante microscopia a fluorescenza, è stata valutata la vitalità ovvero la crescita cellulare del lievito durante la propagazione nei due bioreattori, determinando, in funzione del tempo, il numero di cellule morte (milioni di cellule/ml) e totali (milioni di cellule/ml). L’efficienza, ovvero la capacità metabolica del lievito starter, è stata determinata mediante il contenuto alcolico (% v/v), estratto reale (% m/m), estratto apparente (°P) e pH. I risultati delle analisi microbiologiche hanno evidenziato l’assenza di microrganismi contaminanti sia nelle materie prime che durante le diverse fasi del processo di propagazione. Le conformità (ufc/ml minori a 5) riscontrate nei campioni relativi alle acque di risciacquo evidenziano l’efficacia della fase di lavaggio CIP (cleaning in place) dell’impianto nel mantenimento delle condizioni microbiologiche conformi all’interno dei bioreattori e nelle tubature dell’impianto. L’analisi della vitalità e dell’efficienza durante la propagazione dei diversi lieviti starter, sotto forma di lieviti secchi attivi e di pre-coltura su terreno agarizzato, ha permesso di verificare il corretto andamento delle curve relative allo sviluppo cellulare e l’efficienza della fermentazione. Queste analisi possono essere impiegate inoltre per l’individuazione delle tempistiche ottimali per il passaggio a ciascuna fase successiva. In conclusione, l’analisi della vitalità e dell’efficienza di un lievito starter durante le diverse fasi del processo di propagazione, unitamente al monitoraggio della presenza di microrganismi alteranti, risulta determinante ai fini di una corretta valutazione del processo e per l’ottenimento di un’adeguata quantità di lievito starter da seminare nel mosto per la produzione di birra industriale