Zymomonas mobilis en bebidas (cerveza, sidra, y otras bebidas alcohólicas obtenidas por fermentación) – Cultivo y detección molecular por PCR

Información 01-06-15.

Zymomonas mobilis es un bacilo gramnegativo, móvil, no esporulado, anaerobio facultativo aislado de bebidas alcohólicas en todo el mundo (América, Europa, Asia, y África), y en muchos jugos de fermentación obtenidos de plantas diversas (palma, azúcar de caña, peras, manzana, agave, …), en los que existe una elevada concentración de glucosa. En nuestro entorno, tiene importancia por la descomposición que puede generar en bebidas como cerveza, sidra de manzana, o sidra de pera –perada-. Se desconoce su origen, aunque en el caso de la degradación de la cerveza se atribuye a la contaminación a partir del suelo o del agua.

La capacidad para sobrevivir en líquidos con elevada concentración de azúcares (glucosa y/o fructosa) y en concentraciones de etanol, superiores a las que toleran las levaduras, se debe, en parte, a su capacidad para realizar un metabolismo anaeróbico de la glucosa a través de la producción de acetaldehído, y éste es convertido a continuación en etanol y CO2. Para ello, utiliza la vía de Entner-Doudoroff. Es el único microorganismo conocido capaz de utilizar este metabolismo anaeróbicos, con un único sustrato, la glucosa, fructosa o sacarosa. Esta vía etanologénica es similar a la utilizada por Saccharomyces cerevisiae, con la implicación de dos enzimas, piruvatodecaerboxilasa que convierte el piruvato en acetaldehído y CO2, y la alcohol deshidrogenasa que convierte el acetaldehído en etanol. Gracias a esta vía metabólica les permite crecer y producir etanol hasta concentraciones del 12%, a una velocidad el doble de rápida que las levaduras, por lo que lo hace un buen candidato para la síntesis de combustible de etanol. Además, es útil para producir acetaldehido utilizado como aroma, o como un precursor para la síntesis de ácido acético, anhídrido acético, butanol, etc.

Zymomonas mobilis es la única especie y en 1976 se subdividió en dos especies: Z. mobilis subsp. mobilis y Z. mobilis subsp. pomaceae, a las que posteriormente se añadió Z. mobilis subsp. francensis.

Normalmente, esta bacteria tolera una determinada acidez, pero no se desarrolla en productos con un pH inferior a 3,75, por lo que en el 92% de los casos en los que se ha encontrado descomponiendo sidras tenían un pH igual o superior a 3,90. Por esta razón las sidras inglesas tienen un pH inferior a 3,5, evitándose así su proliferación. Además, tolera concentraciones de etanol superiores a las que tolera Saccharomyces cerevisiae, pudiendo tolerar hasta un 12% de etanol. El microorganismo responsable de la degradación de la cerveza, Zymomonas mobilis subsp. mobilis, es capaz de crecer a pH de 3,5 a 7,5 y en concentraciones hasta 16% de etanol. El crecimiento produce grandes cantidades de acetaldehído y/o sulfídrico (H2S) y una turbidez considerable. En las sidrerías inglesas, la subspecie Z. mobilis, subsp. pomaceae es responsable de la alteración de la sidra, mientras que en las sidrerías francesas, Z. mobilis subsp. francensis, es la responsable de degradación conocida como “framboisé” (aframbuesada) por el aroma que adquiere la sidra.

Las alteraciones de la sidra se correlacionan con algunos aromas, descritos como olor a limones podridos (“rotten lemon skin”), aframbuesado (“raspberry-like”), herbáceo, banana (“banana-like”), debido a la acumulación de acetaldehído (150-400 mg/L). Además, en las botellas se acumula gas, y se enturbia el contenido, que se hace blanquecino y de mayor densidad, debido a la acumulación de productos fenólicos. En Francia el límite máximo de acetaldehido es 100 mg/L en sidras embotelladas, aunque para algunos tipos de sidras se admite hasta 1.000 mg/L).

En Inglaterra, para evitar la degradación, las sidras tienen un pH por debajo de 3,5. Por el contrario, en Francia, las fermentaciones naturales se llevan a cabo manteniendo las sidras a pH por encima de 3,7. Estas fermentaciones naturales, aportan nutrientes, como azúcares, y elementos nitrogenados, favorables para ser utilizados por bacterias, incluyendo Zymomonas mobilis. Como consecuencia, se calcula que entre el 5 a 17% de la producción anual puede sufrir el aframbuesamiento (“framboise”), con sus correspondientes consecuencias económicas.

Pruebas realizadas en IVAMI

Puede elegir entre:

  • Cultivos en medios líquidos y sólidos para detectar su presencia.
  • Detección molecular por PCR (reacción en cadena de polimerasa) e identificación en caso necesario por secuenciación.

Plazo de entrega de resultados       

  • Cultivos con identificación: 7 días laborables.
  • Detección molecular con identificación: 48 a 72 horas laborables. 

Tipo de muestra

  • Cerveza (100-200 mL) o envase con bebida alterada.

Condiciones de conservación y transporte

  • Refrigerada y transporte en contenedor isotermo con packs congelados, durante un tiempo máximo de 24 a 48 horas.
  • Para mayor duración congelado. 

Coste de las pruebas: