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Birra: rilevare la concentrazione batterica con un biosensore portatile

È stata quindi determinata la minima concentrazione inibente (MIC) di cicloesimide, ossia la concentrazione che inibisce completamente la crescita dei lieviti senza interferire con la crescita dei lattobacilli, che è risultata di 10 ppm. L’aggiunta di 10 ppm di cicloesimide che si era rivelata efficace in colture pure di lievito non ha però avuto lo stesso effetto inibente in campioni di birra naturalmente contaminati dove la presenza contemporanea di lieviti ed etanolo rallentava la crescita dei lattobacilli. «In alternativa alla cicloesimide, che peraltro per la sua tossicità (può indurre danni al DNA, teratogenesi ecc.) è inadatta all’impiego lungo le linee di produzione alimentare, abbiamo pensato di eliminare i lieviti dai campioni di birra mediante filtri meccanici. I lieviti infatti hanno dimensioni decisamente maggiori (3-4 μm) di quelle dei batteri lattici (0,2–0,5 μm) e quindi utilizzando filtri di diametro intermedio si possono separare i due tipi di organismi» chiarisce Grossi. I campioni di birra diluiti in terreno YE3% che erano stati preventivamente filtrati e inoculati con concentrazioni note di Lactobacillusspp. L3 sono risultati caratterizzati da tempi di generazione più brevi e da curve Rs più regolari rispetto a campioni naturalmente contaminati non pre-filtrati (figura 4).

Figura 4 – Misura di Rs in funzione del tempo per diversi campioni di birra diluiti in YE3%. Campioni pre-filtrati per eliminare le cellule di lievito (A e B) inoculati con Lactobacillus spp. L3 hanno determinato tempi di generazione più brevi e curve più regolari. Anche se i campioni B e C contenevano concentrazioni simili di Lactobacillus, il valore misurato di DT è risultato molto maggiore per il campione di birra non pre-filtrato (DTB = 580 min. contro DTC = 880 min)

Conclusioni

Lo studio ha dimostrato che il sistema biosensore portatile sviluppato permette di rilevare una concentrazione batterica di 104 ufc/ml con tempi di misura di 4-12 ore contro le 24-72 ore richieste dalla tecnica di conta su piastra. Inoltre la tecnica impedenziometrica può essere implementata come procedura automatica in ambito industriale, rendendo così il sistema adatto allo screening batterico on-line in birrificio. «Ciò consentirebbe anche ai piccoli birrifici di poter effettuare i controlli di qualità in tutte le fasi del processo produttivo» aggiunge Marco Grossi, che conclude: «Poiché il tempo di rivelazione DT è funzione lineare del logaritmo della concentrazione batterica iniziale del campione analizzato, la misura deve essere effettuata su campioni di birra contaminati in cui i lieviti sono stati eliminati. Il pre-trattamento di campioni di birra contaminati con filtri di diametro adatto per separare i lieviti dai lattobacilli può rappresentare una soluzione per ottenere valutazioni più accurate e di ridurre il tempo di misura».

Vantaggi e limiti della tecnica impedenziometrica

Vantaggi
– Tempi di risposta molto più rapidi della conta in piastra (2-14 ore rispetto a 24-72 ore)
– Possibilità di automatizzare il metodo al fine di una sua implementazione in ambito industriale per il controllo di qualità in situ
Svantaggi
– Necessità di re-calibrazione al variare del tipo di prodotto analizzato e/o della particolare specie batterica da rilevare
– Forte dipendenza dei parametri elettrici dalla temperatura di incubazione (necessita di un controllo di temperatura molto accurato)

Silvia Guenzi