Procese microbiologice la fabricarea berii - Referat bibliografic

USAMV Bucuresti

facultatea Biotehnologii

MASTER: Siguranta alimentara -Anul I

Disciplina: Practica

Procese microbiologice la fabricarea berii

- Referat bibliografic -

1. Proprietati biotehnologice ale drojdiilor de bere

Primele drojdii de bere de fermentatie inferioara au fost izolate in cultura pura la Laboratorul din Carlsberg (Danemarca) de catre E.C. Hansen (1908), cultura considerata o specie distincta, Saccbaromyces carlsbergensis. Din punct de vedere taxo­nomic aceasta specie este identica cu Saccharomyces uvarum (drojdie de vin) si noua denumire a fost acceptata pentru drojdia de fermentatie inferioara, o perioada de zeci de ani. Ca urmare a utilizarii unor noi tehnici de investigare s-a stabilit ca diferentele intre S. uvarum, S. carlsbergensis si drojdia clasica original denumita S. cerevisiae sunt nesemnificative, incat, in prezent taxonomistii Ie includ pe toate trei intr-o singura specie, Saccharomyces cerevisiae si pentru respectarea traditiei si convenienta, pentru drojdia de bere de fermentatie inferioara (pentru bere tip lager, Pilscn) se revine la denumirea de Saccharomyces carlsbergensis iar pentru beri tip ale S. cerevisiae de fermentatie superioara.

Prin caracterizarea genomului de Saccharomyces cadbergensis prin tehnici de amprenta genetica, ce includ secventializarea ARN-ului ribozomial si a ADN-ului cromozomial, s-a ajuns la concluzia ca Saccharomyces catfbergensis este un rezultat al hibridizarii naturale intre drojdia de fermentatie superioara Saccharomyces cerevisiae si drojdia de bere, Saccharomyces monacensis, drojdie care in prezent nu este recunoscuta ca specie. In prezent se recomanda reintroducerea denumirii de Saccbaromyces carisbergensis pentru drojdia de bere de fermentatie inferioara, in timp ce drojdia de bere de fermentatie superioara, apartine speciei Saccharomyces cerevisiae. (PedersonM.B., 1995).

Pentru ca drojdia sa se multiplice si sa fie activa in timpul fermentatie este indispensabil ca substratul nutritiv sa poata patrunde usor in interiorul celulei, recent a fost descoperita o ATP-aza a membranei plasmice care creaza un gradient electrochimic de protoni la nivelul membranei si care furnizeaza energia necesara pentru transportul activ al diferitilor metaboliti. Pentru a asigura acest transport trebuie ca membrana plasmica sa aiba o anumita fluiditate. O drojdie care contine in compozitia plasmalemei cantitati mai mari de acizi grasi nesaturati si unii steroli, va fermenta mai rapid si este mai stabila. Aceasta compozitie a membranei se poate obtine daca inmultirea culturii se realizeaza in prezenta oxigenului, motiv pentru care se recomanda aerarea culturii de productie 2-4 ore inainte de inocularea in must. (Madrie A., 1987). Tulpinile tip drojdii de bere sunt necesare pentru influenta lor asupra calitatii berii si pentru capacitatea de a flocuia si sedimenta la sfarsitul fetmentatiei, favorizand limpezirea. Flocularea este controlata genetic si este influentata de prezenta de Ca⁺j ia sfarsitul etapei de crestere a drojdiei. Gena FLO codifica sinteza unei lectine ce Induce doua tipuri de flocuiari, una inhibata de glucoza, maltoza si manoza si cel de al doilea tip de floculare era: nu este inhibata de prezenta acestor glucide (Devreux A., 1995).  Drojdia produce substante yolatile dcaroina, inclusiv alcooli superiori si esteri care influenteaza calitatea finala a berii. Tulpinile de drojdii de bere, Saccharomym cerevisiae si Saccharomyces carhbergtnsis pot asimila sulfati cu formare de sulfiti si sa produca reducerea acestora la H₃S in prezenta de sulfitreductaza. Sulfurile sunt folosite pentru biosinteza aminoacizilor cu sulf de tipul mejionineijsi cisternei. Desi sulful este esential pentru metabolismul drojdiilor de bere, in tehnologia berii este important a nu se depasi concentratia in compusi cu sulf volatili care au o influenta negativa asupra calitatilor senzoriale ale berii. In timpul fermentatiei primare drojdiile produc sulfit in cantitati de obicei corelate cu cantitatea de glucide fermentate. La inceputul fermentatiei excretia de sulfit incepe dupa faza lag cand aproximativ 1/2 din glucidele fermentescibile au fost consumate. La sfarsitul cresterii, dupa absorbtia diferitilor aminoacizi care influenteaza eliberarea de hidrogen sulfurat are loc o oprire a producerii si majoritatea H₂S este eliminat din bere prin antrenarea de catre dioxidul de carbon degajat in stadiile finale ale fermentatiei. Dintre compusii organici cu sulf, dimetilsulfura se poate forma in concentratii de 30-60 ppb si este un component important in formarea aromei berii (tip lager) (Vanhaecht J.L. 1995). Ca urmare a prezentei sulfitilor acestia se pot combina cu trans 2-nonenal, compus ce poate fi prezent in berea tanara (se acumuleaza in perioada de maturizare a berii) si care este responsabil pentru aparitia unui gust de 'carton'/'sapun', cu o limita de perceptie de 0.03 ppb (Blokmans C, 1984). Complexarea compusilor carbonilici cu sulfitii este reversibila si nonerulul poate fi eliberat prin oxidarea sulfitilor, prin marirea temperaturii si a pH-ului. (Collin S., 1994).

Unele tulpini de drojdie de bere pot acumula si excrcta cantitati relativ importante de metil si etalmercaptan care participa la imprimarea unui gust de auroliza sesibil la beri pastrate la cald.

Ajustarea concentratiei dicctonclor vicinale in special a diacetilului si 2-3 pentandionei si a precursorilor lor are un ro! important in aroma .berii, maturate. Unui din precursorii acestor substante, circ nu sunt dorite in exces este, aceroiacrul. Pentru reducerea acestui compus se poate face decarboxilarea chimica, accelerata prin cresterea temperamrii cu formarea de diacctil si in cea de a. doua etapa, diacetilul poate fi redus la acetoina datorita drojdiilor.

Fig. 1. Conversia acetolactatului la diacetil fi acetoina (Andries M.ct al. 1998)

Spre deosebire de S. Cerevisiae, S. Carlsbergensis este capabila de crestere la 0°C si deoarece este nonfbculanta necesita o perioada lunga de timp, de 1-3 luni, pentru sedimentare, perioada in care are ioc si indepartarea pe cale biologica a diacetilului, aldehidei acetice si altor compusi nedoriti. Un rol important il au drojdiile in formarea unor produse secundare rezultate din metabolismul glucidic si azotat, substante ce contribuie la formarea aromei produsului finit: acizi, acizi grasi, alcooli, esteri, carbonili, compusi cu sulf, amine, fenoli s.a.

2. Particularitati microbiologice la fabricarea diferitelor tipuri de bere

In functie de compozitia mustului si natura agentilor de fermentatie, prin dirijarea factorilor de productie care actioneaza asupra metabolismului culturilor de productie se pot obtine diverse sortimente de bere.

Berea (tip Lager)

Se obtine prin metoda traditionala de fermentare a mustului de malt cu drojdie fermentatie inferioara Saceharomyces carlsbergensis^ iar temperatura de fermentatie primara este de 7-15⁰ C iar la sfarsitul fermentatiei drojdiile floculeaza si sunt colectate pentru a fi refojOTitej)erit£u inocularea unor noi cantitati de must.

Berea cu drojdii de fermentatie superioara (tip Ale)

Utilizeaza Saccharomyces cerevisiae, temperatura de fermentare este de 18-22⁰ C si la sfarsitul fermentatiei primare se formeaza o spuma, formata din asociatii de celule adsorbite de suprafata bulelor de dioxid de carbon si drojdia, poate fi colectata pentru reutilizare prin sistemul deja-plin al fermentatorului cilindrico-conic.

Particularitati la fermentarea berii Lambic (Lambiek)

Este o bere acida fabricata industrial in Belgia (Brussels si alte parti ale Flandrei) care se prepara din orz si grau 30%cu fermentarea spontana sau dirijata a mustului. Dupa fierberea mustului se face racirea si se introduce mustul fermentat si se pastreaza in tavi 24 ore. In timpul racirii arc loc inmultirea si formarea de agregate asociatii de celule care la pomparea in vase de fermentare (butoaie de lemn) se raspandesc asigurand inocularea uniforma. Fermentarea porneste spontan si pastrarea in vasele de fermentare poate dura si 2 ani. Din punct de vedere microbiologic fermentarea berii tip lambic este caracterizata prin cresterea de cuituri mixte de drojdii si bacterii.

Se pot diferentia mai multe faze succesive:

-Faza enterobacteriilor. in prima faza are loc dezvoltarea enterobaeteriilor in timpul racirii mustului in tavi incat dupa cateva zile numarul lor este de aproximativ I0ife.cm'³cu specii de Enterobacter eloaceae siKlebsiella aerogenes bacteriile lactice sunt in/umar redus. Arc Ioc o atenuare de 15% si scaderea de pH cu formarea unor cantitati minore de alcoo! etilic, acid acetic, acid lactic. 

Faza drojdiilor din genul Saccbarotnyces se observa dupa o luna de pastrare, cand sunt predominante drojdii din genul Saccbarotnyces (S. cerevisiae, S. bayantts, S. uvarum, S. imtsitasus), responsabile pentru fermentatia alcoolica, formarea de alcooli superiori si esteri. in faza incipienta pot fi prezente drojdii care nu fermenteaza maltoza: FJoeckcra apiculata, S.jjlobosus si S. dairensis care dispar dupa aproximativ o luna datorata epuizarii glucozei din must si scaderii pH-ului.

Faza de ackiifiere se stabileste dupa 4 luni cand predomina bacterii lactice mai ales din genurile Pediococcus si Lactobacillus si dispar drojdiile genului Saccbarotnyces care sunt inlocuite cu specii ale genului Brettanomyces/Dekkera (Br. bruxellensis, Br. lambicus, Br. custersii, Br. a?wmalus, Br. intennedius) cu rol important in profilul de aroma al berii finite.

Drojdiile Brettanomyces elaboreaza esteraze si sunt responsabile pentru formarea de etilacetat, etiliactat, izoamil acetat, etil caprat si 2-feniletilacetat, acid acetic, acid izobutiric. in aceasta etapa creste brusc continutul de acid lactic si etiliactat, cu formare de diacetil (200 ppb) iar pH-til scade la 4. Producerea de esteri creste cu temperatura si cantitatea maxima se afla la sfarsitul fazei exponentiale de crestere (Van Nedervelde L., 1995). 

Faza de maturare. Dupa 10 luni are loc o reducere a bacteriilor lactice si apoi a celulelor de drojdii ale genului Brettanomyces . La maturare dispar dextrinele ai mol­ecule mari.

Faza de refermentare la sticle. Se face o amestecare cu Iambic proaspat care adauga dextrine, din care dupa 6 luni se acumuleaza C0₂ (6.7 g.l'¹) (Verachtert H., 1995)

Alte tipuri de beri acide sunt berea gueuze sau de tip Rodenbach in Belgia, si bere tip: Berliner, Wissbier, in Germania.

Procese microbiologice la fabricarea berii cu Saccharomyces carlsbergensis

La fabricarea berii cu drojdie de fermentatie inferioara, materia prima de baza este orzul si/sau orzoaica care sufera in prealabil un proces de maltificare in scopul activarii si formarii de enzime(amilolitice, proteolitice)

Pentru obtinerea maltului, orzul sau orzoaica trebuie sa fie de calitate buna, iar la pastrare in siloz sa se evite procesele microbiologice nedorite. Orzul prezinta la suprafata invelisului o microbiota eterogena alcatuita din mucegaiuri (1O³-10⁴*g^-1) bacterii nesporulate din genuri: Pseudomonas, Lactobacilus bacterii aerobe sporulate  ale genului Bacillus

In conditii necorespunzaioare prin pastrarea orzului si cresterea umiditati acestuia, poate avea loc mucegairea si incingerea cerealelor. In zona embrionara se pot dezvolta mucegaiul gentilul Penicillium si Asperilius ce produc modificari ireversibile in embrion si orzul isi pierde capacitatea de germinare si nu mai poate fi folosit pentru obtinerea de malt. In microbiota orzului au fost identificate specii de: Fusarium, Nigrospora, Helmitosporium, Aspergilius, Penicilium, Rhizopus. Cand mucegairea este produsa de mucegaiuri toxicogene, exista riscul ca prin prelucrare, maltului sa se regaseasca in bere.De exemplu, prin introducerea deitchratqxma,marcata, in cantitate de l0mg/kg, s-a constat ca aceasta nujcjdistnigcin cursul procesului tehnologic; cantitatea cea mai mare se regaseste in borhot, S-10% este retinuta de celulele de drojdii, iar 14% a fost detectata in bere. Prin folosirea de citriiiitm, aceasta nu s-a mai regasit la plamadire, ea fiind distrusa probabil la germinare. Aceste experiente arata obligativitatea de a se folosi o materie prima de calitate buna la fabricarea berii. Pentru obtinerea maltului, orzul se spala, se indeparteaza o mare parte din microbiota boabelor dar concomitent se realizeaza si o uniformizare a lor, se inmoaie pana ia umiditatea de 40-42% si are loc germinarea cand o parte din enzimele din orz trec din starea inactiva in starea activa, sau sunt sintetizate 'de novo' sub actiunea acizilor giberctici. Daca in apa de inmuiere se adauga bacterii lactice acestea exercita un control asupra microbiotei prezente in timpul inmuierii, se imbunatateste activitatea enzimatica si calitatea maltului. Dupa ce a avut loc germinarea, dupa 3-4 zile, in scopul conservarii maltului se face uscarea treptata, fara a se depasi temperatura de 80⁰C in bob, pentru a preveni inactivarea enzimelor. in timpul uscarii se reduce o parte din microbiota maltului, dar dupa uscare (prin transport, in silozul de malt) are loc o recontaminare a boabelor. Maltul este mai higroscopic decat orzul, are un continut mai mare in substante asimilabile, de aceea prin cresterea umiditatii prin procese de termohidrodifuzie, mucegairea si incingerea maltului, poate avea loc mai rapid decat in cazul orzului. 

Plamadirea (brasaj). Maltu macinat cu adaos de nemaltificate macinate si tratate termic se amesteca intr-o anumita proportie cu apa si conform unei diagrame de plamadire este favorizata actiunea enzimelor din malt care degradeaza componentii din faina si se acumuleaza in must substante asimilabile cu azot in etapa de proteoliza(40⁰C) . Arninoacizii din must joaca un rol considerabil in dezvoltarea gustului si aromei berii, actionand ca precursori sau regulatori in sinteza componentilor majori de aromi formari in timpul fermentatiei.

Urmeaza etapa de amilolizla amidonului cu cresterea temperaturii la 60°-70°C in care alfa si fi beta amilaza actioneaza reciproc asupra amilozei si amilopectinci, (amilaza incepe hidroliza inainte de 8-amilaza) stabilindu-se un echilibru intre zaharificarc (producerea de glucide fermentescibile) si dextrinizare (producerea de glucide nefermentescibile) care determina raportul intre continutul de alcool si dextrine reziduale in mustul fermentat. Mustul contine aproximativ 90% glucide din total substanta uscata in care predomina maltoza apoi in cantitati mici glucoza si maltotrioza, dextrine si glucani (Robinson R.K., 1999).

La plamadire, microorganismele aflate la suprafata particolelor de macinis trec in must, dar aceasta perioada este scurta si desi mustul este un mediu excelent pentru cresterea microbiana nu se constata o inmultire a microorganismelor.

Dupa separarea mustului, borhotul rezultat retine cea mai mare cantitate de microorganisme. Borhotul este folosit in nutritia animalelor si este foarte usor alterabil, prin acrire (fermentatia lactica) sau prin formarea de acid butiric (ferrnentatie butirica). In urma fierberii cu hamei sunt inactivate enzirnele si sunt distruse microorganismele, incat mustul poate fi steril. In continuare se face racirea lenta a mustului in tavi de racire, operatie in care riscul de contaminare este mai ridicat sau in sisteme tubulare in care riscul de contaminare este mai redus. Mustul racit este introdus in linurii deschise si se face inocularea cu drojdia de cultura.

Inocularea mustului, una din etapele importante ale procesului, se face cu drojdie apartinand speciei Saccharomyces carlbergnsis.

Pentru obtinerea culturii de drojdie se porneste de la cultura pura, au loc etape de multiplicare in laborator prin transferiiicelulclor in mustul de malt steril. Multiplicarea celulelor se face la temperaturade refrigerare pentru a crea drojdii adaptate la conditiile de fermentare si se obtine asa numitul.'cuib de drojdia in laborator. Apoi inmultirea drojdiei are loc in multiplicatorul de drojdie si se obtine cultura de productie folosita pentru insamantarea mustului racit; cantitatea de cultura folosita este delprox. 400- 450 g.hl^-1 must in cantitate echivalenta de 400 mg drojdie, substanta uscata la un litru must.

Fermentatia primara- este prima etapa dupa insamantare, cand in must pH-ul este 5-6 si are loc la 6-8⁰C , temperatura care protejeaza fermentatia si impiedica dezvoltarea eventualelor bacterii mezofile/termofile. Pornirea fermentatiei este rapida, cu o faza foarte scurta si fermentatia este adesea terminata in 2-7 zile timp in care drojdiile castiga in competitia cu eventualele microorganisme contaminante. Drojdia se multiplica de 3-10 ori in timpul fermentatiei primare utilizand aminoacizii din must ca sursa de azot si folosind ca sursa de carbon si energie, glucoza, maltoza si maltotrioza din mustul de malt. In acest interval are loc o crestere a populatiei 6-8*10cfu cm³ (obtinandu-se de minimum 3 ori mai mult fata de cantitatea inoculata) si produc2-6 % alcol.

In stadiul initial al fermentatiei primare este posibila o dezvoltare a bacteriilor din specia Flavobacterium  proteus, bacterii care pot proveni din apa sau de pe utilaje si care se pot inmulti in must fara sa fie inhibate de hamei, dand moiliiicaridegusr. Drojdia ramasa in urma fermentatiei primare poate fi valorificata pentru insamantarea unor noi cantitati de must. In acest caz: .stratul inferior care contine un numar mare de impuritati este eliminat,

.sratul median care contine proportia cea mai mare de celule vii si active este recoltat in vane,

. stratul superficial ce contine celule mici, autolizatc si rasini amare este de asemenea eliminat. Drojdia din stratul median se spala cu apa rece sj pura din punct de vedere microbiologic,se face controlul microscopic si daca procentul de celule autoSizate este mic si sunt absente bacteriile de contaminare este^ejfolosiia pentru inocularea mustului la fermentatia primara. Astfel in conditii igienice, cand nu are loc contaminarea drojdiei, in practica fabricarii berii se pot folosi 6-20 de recicluri ale drojdiei.

Ocazional, drojdia rezultata dupa fermentatie poate sa fie contaminata cu Obesumbactcrium proteus o bacterie Gram negativa imobila sub forma de bastonase scurte si groase, tulpini de bacterii acetice din genul Acetobacter si Acetomonas, bacterii lactice; Lactobacill tsp., Pediococcus si tulpini atipice de drojdii din genurile Sacclmromy-ces, Pichia, Candida. Ibrulopsis (Hough J.S., 1972).

Fermentatia secundara are loc la 3-4 gradeC timp de 4-42 zile.Celulele de drojdii aproximativ 1-5*10⁵ cm³ce mai raman in suspensie, continua sa fie activa din punct de vedere enzimatic si are loc saturarea cudioxid de carbon rezultat prin fermentatie; au loc o serie de reactii enzimatice si procese fizico-chimice care contribuie prin produsii rezultati la formarea compusilor de aroma si are loc maturarea berii.

In prezent, perioada de fermentatie secundara poate fi redusa la cateva zile, ca urmarejyirjljearii unor tratamente fizice/enzimatice.

Filtrarea berii  are loc la sfarsitul fermentatiei secundare. Filtrarea poate fi sterilizata mai ales daca materialul filtrant este steril si prezinta pori ce asigura retinerea microorganismelor. Dupa filtrare recontaminarea se poate realiza pe circuitul de trans­port (lampi de control, garnituri de etansare a furtunelor s.a.).

Imbutelierea se face in sticle sau butoaie (din lemn, aluminiu). La imbuteliere exista un risc mai mare de contaminare a berii, in special datorata ambalajelor, daca spalarea si dezinfectia acestora nu este corect aplicata. Pentru cresterea stabilitatii biologice a berii se poate face pasteurizarea la 67-70⁰C iar la aceste temperaturi chiar in prezenta unor cantitati mici de oxigen se pot produce pj'iKcscdc oxidate cu influenta negativa asupra aromei berii.

Alterari microbiene ale berii

Berea, in functie de sortiment, prezinta o compozitie variata, cu valoare nutritiva, iar diferitele componente ale berii pot servi drept substrat pentru activitatea microorganismelor ce contamineaza berea. Alterarea poate fi data de un numar redus de microorganisme, deoarece in bere exista anumiti factori defavorizanti, respectiv o cantitate mica de extract usor asimilabil, prezenta de alcooli pH-ul acid, anaerobioza presiune data de dioxidul de carbon temperaturi reduse la pastrare (4-15⁰ C).

Alterarea microbiologica a berii poate fi data de drojdii si bacterii.

Alterari produse de drojdii

♦ Dezvoltarea drojdiilor de cultura. Cand filtrarea nu a fost eficienta, drojdii din genul Saccharomyces carlsberjjensis pot continua fermentatia in jrecipient, produc tulburare, formeaza rapid un sediment stabil, iar la deschiderea recipieimtului spumarea este mai intensa, berea are extractul mai redus si o cantitate mai mare de alcool.

♦Dezvoltarea drojdiilor de contaminare. Unele drojdii atipice: Saccbaronrccs pctstcuricinus, Saccharomyces turbidans, pot produce contaminarea drojdiei de cultura si dau un gust specific, tulburarea este mai stabila deoarece aceste drojdii au celule mai mici ce raman mai mult timp in suspensie, iar sedimentul este pulverulent.

Alte drojdii de alterare apartin genurilor: Brettanomyces (produc esteri si acetat), Candida, Debaryomyces, Filobasidium, Hanseniaspora, Hansemda (produc esteri), Kleeckera (produc tulburare persistenta), Kluyveromyccs, Pichia (produc voal), Torulaspora, Zygosaccharomyus.

Prezenta lor poate avea efect negativ asupra stabilitatii spumei deoarece ele pot elibera proteaze prin autoliza. Unele specii pot castiga in competitie datorita avantajului de a utiliza dextrine sau de a avea caracter killer.

Drojdii ale genului Torulopsis ca de exemplu T. colliculosa sunt cunoscute ca agenti de alterare ai berii provocand o tulburare grosiera. Din berea Pilsner a fost izolata specia Torulopsis spandovensis. In Anglia frecvent apare ca agent de alterare specia T. inconspicua. Aproximativ 49% din drojdiile izolate din aerul fabricilor de bere din Belgia au apartinut genului Torulopsis.

Alterari produse de bacterii

Tulburarile biologice sunt provocate de microorganismele care au posibilitatea sa se dezvolte in berea finita,asa cum sunt unele drojdii si bacterii.In berile infestate este necesar sa se stabileasca natura microorganismelor responsabile de tulburare. O parte din microorganisme nu se pot inmulti in berea normala,deoarece ele nu pot suporta pH-ul scazut al berii,asa cum sunt,de exemplu,bacteriile butirice,sau pentru ca nu pot suporta continutul in alcool al berii,cum sunt termobacteriile,sau pentru ca le lipseste aerul,cum sunt,de exemplu,mucegaiurile si cele mai multe bacterii acetice.

Infectiile berii se datoreaza,in general,drojdiilor de cultura sau salbatice,cat si bacteriilor lactice,care pot fi prezente sub forma de"lactobacili" sau de "sarcine".Se deosebesc astfel tulburari produse de drojdiile de cultura si tulburari produse de drojdiile salbatice. Drojdiile,ca toate microorganismele,pot sa-si modifice forma lor in functie de conditiile de mediu,astfel incat uneori nu este posibila diferentierea intre drojdiile de cultura si cele salbatice.Pentru dezvoltarea drojdiilor in bere trebuie sa se tina cont de doi factori :zaharul fermentescibil si oxigenul. Din aceasta cauza ca remedii impotriva tulburarilor provocate de drojdii sunt :berea sa fie fermentata cat mai aproape de gradul final de fermentare si sa se micsoreze pe cat posibil dizolvarea aerului in bere.Un alt remediu este pasteurizarea berii finite. Bacteriile,care se pot dezvolta de obicei in berile saturate cu dioxid de carbon,sunt aproape intotdeauna bacteriile lactice.Ele sunt gram-pozitive,nu formeaza spori si nu secreta catalaza.Faptul ca nu secreta catalaza constituie un criteriu important de recunoastere,deoarece sunt foarte putine organisme carora sa le lipseasca catalaza.Bacteriile lactice se pot prezenta sub forma de bastonase(lactobacili)sau sub forma de coci.Dintre lactobacilii care s-au gasit in bere amintim :Saccharobacillus pastorianus,Lactobacillus Berelinensis,Lactobacillus Lindneri,etc.

Shimwell a gasit in bere si bacili care nu formeaza acid lactic,ci alcool si dioxid de carbon si care au nevoie de foarte putin oxigen pentru dezvoltarea lor,asa cum este Achromobacter anaerobicum.

Sarcinile au fost studiate pentru prima data de Claussen,care a deosebit doua feluri de sarcine.Primele dadeau in bere un sediment si au fost denumite Pediococcus domnosus,iar celelalte dadeau o tulburare in bere si au fost denumite Pediococcus perniciosus.Acestea se pot dezvolta sub forma de coci,diplococi,tetrade sau pachete de tetrade neregulate.Claussen a stabilit ca multe sarcini care se cultiva pe medii speciale de cultura nu se inmultesc in bere si,din aceasta cauza,el a dat microorganismelor in forma de tetrade care se dezvolta in bere denumirea de "pediococi". Sarcinile dau berii un gust caracteristic care se datoreste diacetilului pe care il formeaza.Sarcinile din bere sunt facultativ anaerobe si nu lichefiaza gelatina.

S-a constatat ca bacteriile lactice,atat lactobacilii cat si sarcinile,sunt sensibile fata de rasinile din hamei,alcool si acizi,insa acesti parametrii nu pot fi crescuti prea mult,astfel incat impotriva lor trebuie sa se lupte mai mult prin aspesie si dezinfectie,cat si printr-un control microbiologic riguros.

In unele beri speciale,nesaturate in dioxid de carbon,s-au gasit si bacterii acetice care pot produce filajul berii,care se datoreaza formarii unor capsule mucilaginoase secretate de aceste bacterii.Ele nu sunt sensibile fata de rasinile din hamei si fata de acizi,dar sunt sensibile la un continut in alcool ma mare de 4%.Deoarece in berile infestate cu microorganisme,numarul acestora este destul de mic(2-3bacterii intr-un camp microscopic la grossissment de 800x sau o celule de drojdie la 10-20 campuri observate),este destul de greu de identificat o tulburare biologica la inceputul ei,se recomanda sa se astepte 2-3 zile astfel ca tulburarea sa fie suficient de dezvoltata. 

Unele bacterii sunt adaptate la conditiile existente in bere si prin activitatea lor de metabolism, produc opalescenta persistenta si importante modificari ale gustului, iar berea;nu)este acceptata in consum. O cauza a alterarii berii este datorata contaminarii secundare ; se considera ca,60% din contaminarea secundara are loc la umplere si capsare, datorita existentei unor locuri greu accesibile pentru dezinfectie la maiiaajeumplere.

Bacteriile lacticc profita si de anumite bidihne proiective din zone greu de igienizat. in astfel de cavitati, autoliza celulelor, acidul lactic si continutul limitat de oxigen faciliteaza dezvoltarea anaerobibr. Dupa faza de adaptare, gradul de contaminare al dozatorului atinge un maximum si are loc contaminarea berii.

Bacteriile de alterare a berii pot fi clasificate in functie de caracterele morfologice (a formelor de baza), de proprietatile lor tinctoriale distincte si comportarea in raport cu oxigenul; astfel:

1. Bastonase:

■ Gram pozitive lactobacili homofermentativi (Lb. plantarum) si lactobacili heterofermentativi (Lb. brevis, Lb. pasteurianu, Lb. bucbneri, Lb. fermentisa.), care sunt mai putin sensibili la actiunea microbiostatica a rasinilor din hamei, pot produce diaceril, opalescenta si cresterea vascozitatii. Lactobacillus lindneri cunoscut ca un contaminant primar, creste in bere, iar alterarea produsa de acest lactobacil a avut o frecventa de 25% din incidentele semnalate in timp de 10 ani in Germania. Lactobacillus jbjmLestccd mai nedorit agent de alterare a berii deoarece este microaerofij, rezistent la compusii cu efect antimicrobian ai hameiului (izohumuion), la etanol (pana la 14%) si la valori scazute de pH<4,2; fermenteaza maltoza si are temperatura minima de crestere la 2-4°C.

Genul Lactobacillus (sin: Lactobacterium) include aproximativ 50 de specii clasificate in functie de temperatura optima de activitate si modul defermentare a glucidelor. Lactobacilii homofermentativi - care produc numai acid lactic si cantitati minore de substante de aroma si heterofermentativi -lactobacili producatori de acid lactic, acid acetic, diacetil, CO2.

Bacteriile incluse in genul Lactobacillus au celule cilindrice (bastonas), drepte sau curbate, singure sau in lanturi. Sunt caracterizate printr-un potential de acidifiere ridicat si rezistenta la concentratii ridicate de acid in mediu (pH =3,5; concentratii de acid lactic max. 27g/l). in functie de specie, lactobacilii se diferentiaza din punct de vedere al nevoilor nutritionale si a necesitatilor fata de factorii de crestere (Bottazzi, 1988).

Oria Jensen (1919) clasifica bacteriile din genul Lactobacillus in trei subgrupuri:

Thermobacterium - lactobacili homofermentativi, termofili;

Streptobacterium - lactobacili homofermentativi, mezofili;

Betabacterium - lactobacili heterofermentativi, mezofili sau termofili conform celei mai actuale clasificari realizate de Kandler & Weiss (1984) lactobacilii sunt grupati in trei grupuri pe baza proprietatilor lor fermentative, care reunesc sub o noua definitie grupurile descrise de Oria Jensen (tabelul 3.12):

Lactobacili strict heterofermentativi, clasificati de Orla-Jensen in grupul Betabacterium; hexozele sunt fermentate la acid lactic, acid acetic (sau etanol) si CO2, in raport 1:1:1.  

Pentozele sunt transformate in acid lactic si acetic. Bacteriile din acest grup prezinta celule cilindrice scurte, drepte, care nu formeaza lanturi. Speciile reprezentative sunt Lb. kefir, Lb. buchneri, Lb. reuteri, Lb. fermentum, Lb. brevis, Lb. bifermentans capabile sa produca hidrogen gratie unei formiat-hidrogen liaza.

In prezent, in Franta s-a pus la punct un kit comercial de identificare bacteriilor din genul Lactobacillus, denumit API 50, utilizat pentru identificarea la nivel de specii (Cox R.P., Thomsen J.K., 1990). Recent au fost puse la punct noi tehnici pentru identificarea tulpinilor de Lactobacillus sp. bazate pe: studii de biologie moleculara, definirea grupurilor serologice, determinarea continutului de baze azotate (G+G %) din structura ADN, teste de hibridare in vitro. Principalele caractere morfo-fiziologice si tehnologice recomandate pentru diferentierea speciilor cu importanta tehnologica, conform Bulletin ofthe International Dairy Federation nr. 277/1992.

Alterarea berii cu lactobacili se caracterizeaza prin turbiditate fina asociata de gust acid si arome nedorite de acetoina sau de 'unt' (diaceril). (Robinson R.K., 1999). Alti lactobacih: L. casei, L. coryniformis, L. plmtartm sunt mai rar intalniti.

■Gram negative:

- aerobe (Acetobacter rancerts, Acetobacter viscosis) sunt active daca berea este pastrata cu galdtaer; produc acid acetic, pelicula sau zooglee si opalescenta; Acrirea berii poate fi data de Acetobacter xylinum si Acetobacter pasteurianus. Prin activitatea lor in bere se produce turbiditate, cresterea vascozitatii asociata cu o pierdere in continutul de alcool datorita formarii acidului acetic. Berea devine filanta, acra si are o culoare modificata.

facultativ anaerobe - Zymomonas, Enterobacter agglomerans, Acbromobacter anaerobica. 

Zymomonas a fost izolat din bere, de pe suprafata echipamentelor din fabrici de bere si de pe periile folosite la masinile de spalat sticle. Cand berea este alterata cu Zymomonas se formeaza turbiditate si un miros neplacut de mere putrede, datorat urmelor de aldehida acetica, H₃S si alti compusi cu sulf, acizi grasi, compusi fenolici, diaceril, cresterea vascozitatii- in timpul verii prin pastrarea la cald, alterarea poate avea loc in 2-3 zile ca urmare a cresterii bacteriilor si a formarii de aldehida acetica. In berea obtinuta prin fermentare la temperaturi scazute (8-12°C) nefavorabile pentru cresterea lui Zymomonas incidenta acestor bacterii este redusa. Zymomonas mobilis este semnalat ca agent de alterare mai ales in beri preparate cu sirop de glucoza sau zahar, deoarece nu fermenteaza maltoza.

- anaerobe - genul Pectinatus, produc in berc H,S, acid acetic, acid propiome si

opalescenta.

2. Coci:

■Gram pozitive

- genul Microcotcus ai specia M. kristinae este sensibila la rasini din hamei si la pH scazut.

genul Pediococcus (P. dextrinicus, P. inopinatus, P. damnosus-ecrevisiae, P. pentosaceus) se prezinta sub forma de diplococi si tetrade, produc fermentarea lactozei la acid lacric, pot produce in conditii de aerare si pH acid, cantitati sesizabile de diaceril ce imprima berii un gust dezagreabil. Bacteriile apartinand genului Pediococcus sunt favorizate de prezenta in bere a amidonului nehidrolizat. Unii pediococi pot forma in bere riramina ce ar putea fi utilizata drept indicator al gradului de contaminare cu Pediococcus in timpul fermentarii berii.

■Gram negative

- GcmAMegasphera - coci mari rezistenti la hamei, anaerobe, produc acid buriric, caproic si opalescenta.

Prezenta de C0₂ si nivelul redus de oxigen previne cresterea multor microorganisme dar faciliteaza supravietuirea si multiplicarea anaerobilor cum ar fi Pectinatus siMegasbera. Lactobacillus brevis, Pectinatus cerevisiiphillus, Pectinatusfrisingensis pot fi cauza a 5-54% din alterari.

3. Bacteriile sporulate nu au fost detectate in bere.

4. Bacteriile patogene si facultativ patogene nu rezista in bere: prin inocularea berii cu Escherichia coli celulele si-au pierdut viabihtatea.dupa 48 ore.

Berea este un produs stabil datorita pH-ului redus, prezentei constituientilor hameiului, nivel redus de oxigen si nutrienti, prezenta alcoolului care limiteaza cresterea patogenilor, in schimb riscul de crestere a acestora, exista la berea fara alcool (Auli Haikara, 1998).