Mikrobiologie pro minipivovary Dagmar Matoulková Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s. Legislativní seminář, Praha, 16.12.2014

Obsah prezentace Pivovarské kvasinky – nabídka kmenů pro restaurační pivovary Mikrobiologická rizika v restauračních pivovarech Novinka 2015 – schéma nežádoucích chutí a vůní piv

Kmeny pivovarských kvasinek Ve stálé nabídce: 4 kmeny pro pivo typu ležák (RIBM 2, 6, 95 a 143) k dispozici ve formě šikmého agaru a rozkvašené mladiny (standardně 5 litrů, jiné objemy dle dohody)

Kmeny pivovarských kvasinek Ve stálé nabídce: 4 kmeny pro výrobu pšeničného piva (německý, americký styl, belgický Wit)

Kmeny pivovarských kvasinek Ve stálé nabídce: 11 kmenů pro pivo typu "Ale" (California Ale, anglický, skotský typ piva ale, Abbey Ale, Trappist, Saison, atd.)

Kmeny pivovarských kvasinek kmen 95 i v lisované podobě (nultá generace kvasnic z propagační stanice) 100 g / 80 litrů mladiny, 1 kg / 800 litrů mladiny), ev. tekutá kultura (1 litr pro zakvašení cca 130 l mladiny) uložení kmene ve Sbírce VÚPS – zvýhodněná příprava zákvasu / šikmých agarů - další výhody při svolení s prodejem kmene

Mikrobiologická rizika v restauračních pivovarech

Pivo a riziko mikrobiální kontaminace Hlavní faktory ovlivňující mikrobiologickou stabilitu piva: - koncentrace rozpuštěného kyslíku - obsah alkoholu - hořké chmelové látky - obsah živin - pH Riziko v restauračních pivovarech – obsahu kyslíku; dostatek živin, vyšší pH (neprokvašené pivo), "technologické prodlevy" (zchlazená mladina), kvasnice (dodávky z pivovarů) → médium pro bakterie a kvasinky → vizuální a senzorické poškození piva + riziko poškození zdraví spotřebitele!

Mikrobiální kontaminace piva Mikroorganizmy Specifikace Rod, druh I. obligátně škodlivé růst v pivu a v kvasnicích Lactobacillus, Pediococcus, „S. diastaticus“ II. potenciálně škodlivé růst v pivu po adaptaci nebo v poškozeném pivu Micrococcus, Zymomonas, divoké kvasinky III. nepřímo škodlivé růst v meziproduktech enterobakterie IV. indikátorové růst na zbytcích substrátu octové bakterie, enterobakterie Bacillus V. latentní přežívání ve výrobě Bacillus, Clostridium

Mléčné bakterie producenti nežádoucích senzorických látek (mléčná, octová kyselina, diacetyl) → octová, kyselá, máslová chuť piva super-atenuace – hlubší prokvašení piva, za současné produkce organických kyselin (některé laktobacily mají schopnost zkvašovat dextriny) vizuální poškození piva - zákal / sediment zdroj kontaminace – prostředí, člověk, suroviny, kvasnice!! (zanesení kontaminace do úseků kvašení, ležení) mléčné bakterie – potenciální producenti biogenních aminů Lactobacillus brevis, L. lindneri, L. plantarum, L. casei, Pedicococcus damnosus, P. inopinatus

Enterobakterie nemnoží se v hotovém pivu (alkohol, pH) mohou kontaminovat zchlazenou mladinu a produkovat látky udělující pivu ovocné a zeleninové aroma (DMS, organické kyseliny) – tyto látky přejdou do piva inhibují aktivitu pivovarských kvasinek, soupeří s nimi o substrát (rychlost množení bakterie vs. kvasinky) zdroj kontaminace – voda, člověk, prostředí, suroviny, kvasnice!! enterobakterie - potenciální producenti biogenních aminů a nitrosaminů Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Escherichia

Divoké kvasinky produkce nežádoucích senzorických látek (např. fenolická, plastová, hřebíčková chuť piva) super-atenuace – hlubší prokvašení piva, vede k abnormálně vysokému obsahu alkoholu za současné ztráty plnosti piva soupeření s pivovarskými kvasinkami (jednodušší metabolizmus) vizuální poškození piva - zákal / křís/ sediment zdroj kontaminace – prostředí, suroviny, kvasnice Saccharomyces cerevisiae, S. bayanus, Brettanomyces, Candida, Debaryomyces, Dekkera, Hanseniaspora, Kluyveromyces, Pichia, Torulaspora, Zygosaccharomyces Pozn. Záměna kmene kulturních kvasinek má stejný dopad na výsledné pivo jako náhodná kontaminace. Každý kmen má specifické technologické vlastnosti – rychlost kvašení, stupeň prokvašení, spektrum a množství senzoricky aktivních látek, sedimentační schopnost, atd.

Zdraví škodlivé látky v pivu – následek mikrobiální kontaminace Biogenní aminy - vznikají enzymovou dekarboxylací aminokyselin činností mikroorganizmů s dekarboxylázovou aktivitou BA – přírodní látky, vyskytují se v potravinách (sýry, ryby, masné výrobky, víno, pivo) Nízké koncentrace – přirozená složka potravin, základní látky pro fyziologické funkce Vysoké koncentrace – toxické účinky - vliv na centrální nervový systém a vaskulární systém Biogenní aminy v pivu (histamin, tyramin, kadaverin, putrescin, spermidin) vznikají vlivem mikrobiální kontaminace během hlavního kvašení i dokvašování, nebo i později v hotovém pivu. Producenti: Hlavními producenty biogenních aminů jsou mléčné bakterie (Lactobacillus, Pediococcus), enterobakterie

Zdraví škodlivé látky v pivu – následek mikrobiální kontaminace Riziko pro spotřebitele: Konzumace piva obsahujícího zvýšenou koncentraci biogenních aminů může vést k bolestem hlavy, zvracení, hypertenzi, těžkým alergickým záchvatům provázených dušností, vyrážkou, a v extrémním případě i šokem a ztrátou vědomí. Účinky některých biogenních aminů mohou být synergické. Synergie BA a alkoholu! Podle obsahu biogenních aminů v hotovém pivu lze poznat, že během jeho výroby došlo k pomnožení kontaminujících bakterií. Zvýšený obsah histaminu a tyraminu v pivu = proběhla kontaminace piva mléčnými bakteriemi Zvýšený obsah kadaverinu = kontaminace kvasnic enterobakteriemi → některé BA mohou sloužit jako indikátory špatné hygienické úrovně provozu

Zdraví škodlivé látky v pivu – následek mikrobiální kontaminace

Zdraví škodlivé látky v pivu – následek mikrobiální kontaminace Netěkavé nitrosaminy mohou vznikat během pivovarského procesu např. při přerušení varního procesu na dobu delší než 4 hodiny. V takovém případě může dojít k jejich tvorbě rozvojem bakterií s nitrátreduktázovou aktivitou (tzn. redukují dusičnany na dusitany). Významným producentem nitrosaminů je rod Bacillus (v průběhu rmutování) a bakterie čeledi Enterobacteriaceae (na začátku hlavního kvašení). Škodlivost: Nitrosaminy mají hepatotoxické a karcinogenní účinky při dlouhodobé konzumaci (postupné hromadění ve tkáních, vznik nádorů) Kvalitní piva mají obsah zpravidla ATNC (tj. celkových nitrososloučenin) menší nebo roven 20 µg N-NO/l. Zvýšený obsah ATNC je způsoben v převážné většině případů mikrobiální infekcí.

Piva z minipivovarů – monitoring 2011 ATNC histamin tyramin tryptamin putrescin kadaverin jedn. ug/l N-NO mg/l 1 <20 0,00 85,83 0,25 1,96 0,47 2 1,97 2,21 0,32 0,29 3 0,04 82,77 0,55 3,95 3,53 4 0,02 64,75 0,46 2,39 0,44 5 0,03 57,70 0,16 2,60 0,22 6 37,8 2,77 0,30 2,43 7 58,67 3,04 0,41 8 623 2,94 67,76 0,23 4,41 44,46 9 380 0,10 84,03 0,18 4,63 26,71 10 168,4 0,09 104,71 0,26 5,34 38,77 11 75,61 0,51 76,79 0,17 4,30 10,28 12 560 1,95 54,09 4,25 23,68 13 222 0,07 3,64 2,71 21,36 14 95,96 0,01 56,94 0,21 4,11 2,25 15 52,57 2,04 0,76 16 381 67,40 0,27 4,43 9,11 17 319 38,94 0,15 1,73 6,15 18 433 14,69 0,13 2,17 29,07 19 2,64 20 0,06 21 1,10 2,40 0,11 22 1,99 2,22 23 1,15 1,88 24 2,10 2,18 Biogenní aminy – Metodika MZe ČR č. 298/1997 Sb. Histamin 20 mg/kg (speciálně pro pivo) Tyramin 100 mg/kg (obecně pro potraviny) Nitrosaminy Na ATNC (celkové nitrososloučeniny) žádná norma v EU neexistuje. Většinou je požadován obsah ATNC menší než 40 µg N-NO/kg, nebo 20 µg N-NO/kg. marker kontaminace zdravotně závadné pivo

Nežádoucí chutě a vůně piva a jejich (mikrobiologické) příčiny

Název chuti/vůně Význam Původ/příčina PLASTOVÁ styren Může se objevit jako cizí příchuť produkovaná divokými kvasinkami při kvašení. Produkují ji divoké kvasinky během kvašení. BANÁNOVÁ isoamylacetát Vyskytuje se ve všech pivech. Hraje důležitou roli v celkové chuti. U pšeničných piv má hlavní vliv na chuť. Produkují ho kvasinky během kvašení. ČERVENÉ JABLKO etyl-hexanoát Vyskytuje se ve všech pivech. Hraje důležitou roli v celkové vyváženosti chuti. Ve vysokých koncentracích cizí příchuť. LAK NA NEHTY etyl-acetát Rovněž ji produkují některé divoké kvasinky. TROPICKÉ OVOCE etyl-butyrát Dodává pivu výrazný pozitivní charakter esterů tropického ovoce. ZELENÉ JABLKO acetaldehyd Vyskytuje se ve všech pivech. Ve vysokých koncentracích cizí příchuť. Pozitivně přispívá k chuti určitých druhů piv. Rovněž ho tvoří kontaminující bakterie. HŘEBÍČKOVÁ 4-vinyl guajakol Obvykle se jedná o cizí příchuť. Má hlavní vliv na chuť některých výrobků, např. pšeničných piv. Vzniká činností divokých kvasinek nebo speciálních kvasinek. Kaprylová   Žádoucí chuťový charakter. Ve vysokých koncentracích cizí příchuť. Vzniká činností kvasinek při dokvašování (ve sklepě). ZVRATKY k. máselná Cizí příchuť v pivu. Tuto chuť tvoří mladinové bakterie. Příležitostně vzniká při škodlivé bakteriální činnosti ve stočeném pivu. MÁSLOVÁ diacetyl Obvykle se jedná o cizí příchuť. Pozitivně přispívá k chuti některých typů piv. Tvoří se z prekurzoru vytvořeného kvasinkami při kvašení. Také ji mohou tvořit kontaminující bakterie.

Závěr Nabídka pivovarských kvasinek sleva 600 Kč (rozkvašená mladina 5 litrů) + zvýhodněné ceny mikrobiologického rozboru piva Připravujeme .............. Otočné schéma (ne)žádoucích chutí a vůní piva – s uvedením příčin a řešení problémů