Cerveza alterada por microorganismos: Detección del/de microorganismo/s implicado/s por métodos moleculares (PCR), e identificación de especie por secuenciación
 
Información 08-04-14.
       
       La cerveza es una bebida alcohólica que se elabora desde tiempos inmemoriales. Desde finales del siglo XIX se conoce que las bacterias pueden alterarla. Sin embargo, los microorganismos que la pueden alterar son escasos, debido a la inhibición que ejerce la cerveza sobre ellos, y a las medidas higiénicas tenidas en cuenta durante su elaboración. No obstante, la introducción de nuevas técnicas ha cambiado el ecosistema que se genera durante su elaboración, y pueden aparecer algunas bacterias contaminantes que alteran sus propiedades.

       Las bacterias gramnegativas anaerobias estrictas son las implicadas con más frecuencia en sus alteraciones. Ello es debido, a la reducción del contenido de  oxígeno en la elaboración de la cerveza envasada desde finales de la década de 1970, y a la eliminación de la  pasteurización final. Hoy día, la necesidad de extender las cadenas de producción, la permanencia en el mercado, la tendencia a producir productos con cantidades mínimas, o exentas, de alcohol, está propiciando nuevas situaciones que favorecen su deterioro por acción de microorganismos. Esto conlleva unas pérdidas económicas muy importantes, ya que la elaboración industrial se realiza en grandes volúmenes. Por ello, existe la necesidad de salvaguardar la calidad microbiológica y la seguridad de la cerveza producida.

       La cerveza terminada posee algunos factores con actividad antimicrobiana, que ejercen una protección natural frente a la proliferación de microorganismos, como son: pH ácido (pH 3,8 a 4,7),  contenido en etanol (0,5 a 10%), contenido en dióxido de azufre, escaso contenido en oxígeno (<0,1 ppm) y de nutrientes, la elevada concentración de carbónico (0,5%), así como la presencia de extractos de lúpulo (Humulus lupulus). Estos factores conllevan una protección natural frente a la proliferación de los microorganismos. Los compuestos del lúpulo, principalmente iso-alfa-ácidos, tienen actividad antibacteriana frente a bacterias grampositivas. Los iso-alfa-ácidos actúan como ionóforos, que cambian el gradiente de pH existente a través de la membrana citoplásmica de las bacterias, reduciendo la fuerza protónica (pmf: proton motive force), con lo que la bacteria no puede incorporar nutrientes y muere.
       
       Existen dos factores que debemos considerar: 1) por una parte, se está fabricando cerveza exenta de alcohol (0%) que carece del efecto protector del alcohol, y 2) el lúpulo no sólo proporciona aromas y sabores, sino además, aporta ácidos grasos alfa-iso (iso-alfa-acids), que actúan como inhibidores de la proliferación microbiana, pero actualmente, se están detectando cepas de algunas especies de bacterias grampositivas (Lactobacillus spp.) resistentes al lúpulo. Estas cepas contienen el gen horA, que codifica una bomba de expulsión de compuestos, entre éstos, los del lúpulo, y por ello las bacterias que lo contienen no sufren la acción de los inhibidores presentes en el lúpulo. La presencia de bacterias lácticas resistentes al lúpulo es crucial, porque esa resistencia les permite desarrollarse en la cerveza.
       
       En los procedimientos de control de calidad de la cerveza, las bacterias anaerobias son los contaminantes más difíciles de detectar y de identificar por su sensibilidad al oxígeno. Sin embargo, deben detectarse aunque solo esté presente una bacteria viable. En la práctica habitual, en la mayoría de las industrias productoras de cerveza, el cultivo de enriquecimiento es el único método disponible para su detección. Este método requiere tiempo (1-6 semanas) para proporcionar unos resultados adecuados, y a veces no proporciona la identificación a nivel de especie o de cepa, que pueden ser necesarios para conocer la fuente de la contaminación, así como para planificar e instaurar las medidas correctoras correspondientes.
       
       La contaminación de la cerveza puede proceder de varias fuentes, pero se dividen en dos grupos: 1) contaminación en el área de producción, que suelen afectar a toda la producción y 2) contaminación en el área de llenado, que suele afectar a algunos envases de las cervezas sin pasteurizar.
       
       El tipo de microbios alteradores varían durante el proceso de fabricación, cuando los ingredientes oxigenados convierten a la cerveza en un medio anaerobio con escasos nutrientes, y una concentración elevada de antimicrobianos naturales. Sólo algunas bacterias gramnegativas o grampositivas, son capaces de desarrollarse en la cerveza durante su elaboración o una vez finalizada: Acetobacter spp. Bacillus spp., Brevibacillus spp., Clostridium spp., Gluconobacter spp., Enterobacterias, Lactobacillus spp., Megasphaera spp., Pectinatus spp., Pediococcus spp., Selenomonas spp., Zymomonas spp., y Zymophilus spp. De estas bacterias, algunas cepas de Lactobacillus y de Pediococcus, de distribución universal, son resistentes al lúpulo y causan la mayoría de los casos de alteración. Los efectos provocados por la alteración microbiana se manifiestan desde cambios mínimos en su aroma, a otras alteraciones organolépticas importantes, presencia de turbidez, etc. En las cervezas de fabricación domésticas se han detectado contaminaciones por Bacillus cereus y Bacillus licheniformis, algunas de cuyas cepas pueden provocar intoxicación alimentaria. Además, algunas bacterias contaminantes pueden producir metabolitos peligrosos, como N-nitrosamina o aminas biogénicas, tanto durante la elaboración como en los envases finalizados.
       
       Las principales especies implicadas son:
       
  • Género Megasphaera (gramnegativo)
          Megasphaera cerevisiae
          Megasphaera paucivorans
          Megasphaera sueciensis

  • Género Pectinatus (gramnegativo)
          Pectinatus cerevisiiphilus
          Pectinatus frisingensis
          Pectinatus haikarae

  • Género Pediococcus (grampositivo)
          Pediococcus damnosus
          Pediococcus parvulus
          Pediococcus acidilactici

  • Género Lactobacillus (grampositivo)
          Lactobacillus brevis
          Lactobacillus lindneri
          Lactobacillus coryniformis
          Lactobacillus casei
          Lactobacillus plantarum

  • Género Selenomonas (gramnegativo)
          Selenomonas lacticifex
  • Género Zymophilus (gramnegativo)
          Zymophilus paucivorans
          Zymophilus raffinosivorans


Pruebas realizadas en IVAMI

  • Detección molecular de cada género de bacterias por PCR (reacción en cadena de polimerasa).
  • Identificación de la especie por secuenciación.
  • Detección del gen horA, de resistencia al lúpulo (hop resistance), mediante PCR.

Plazo de entrega de resultados    

El mínimo necesario para la realización de los métodos, según el número de bacterias que se haya solicitado detectar (habitualmente 48 a 72 horas).

Tipo de muestra:

    Envase de cerveza alterada.

Conservación y envío de la muestra:

    Refrigerada (preferido) durante un tiempo máximo de 24 a 48 horas.

Coste de la prueba:     Consultar a ivami@ivami.com