Педиококки: друзья или враги?

Brewers Journal рассказывает о разновидностях молочнокислых бактерий и их влиянии на пиво. Pivo.by публикует перевод материала.

Педиококки
Фото: Agencia ID

Педиококки (Pediococcus) — род молочнокислых бактерий, принадлежащих к семейству Lactobacillacea. Они являются факультативными анаэробами и потому используют аэробное дыхание для получения энергии, если присутствует кислород, но переключаются на брожение, когда кислорода недостаточно либо он отсутствует.

Педиококки используют глюкозу для производства молочной кислоты, однако, метаболические конечные продукты варьируются в зависимости от условий, и обычно педиококки в пиве производят в качестве основного побочного продукта диацетил. Род Pediococcus состоит из следующих видов: P. acidilactici, P. pentosaceus, P. damnosus, P. parvulus, P. inopinatus, P. halophilus, P. dextrinicus и P. urinaeequi.

Педиококки, как и некоторые другие молочнокислые бактерии, использовались в качестве пробиотика в течение многих лет, как консервант для пищевых продуктов, таких как квашеная капуста, кефир, соя и копчёные колбасы, а также как усилитель вкуса в некоторых сырах и йогуртах. Они используются при производстве масла, а также для улучшения вкуса вин (например, Шардоне) и сидра. Педиококки также являются основным компонентом ламбиков и могут быть использованы либо в качестве единственного модификатора, либо в составе смеси кислых сортов пива вместе с другими лактобактериями.

В дополнение к своим кислотопроизводящим свойствам молочнокислые бактерии также продуцируют антибактериальные белки, известные как бактериоцины, которые действуют как аффективные консерванты, а поскольку безопасность химических консервантов была поставлена под сомнение, как здоровая альтернатива им рассматривается использование молочнокислых бактерий и их метаболитов.

Ферментация ламбика в бочке
Фото: Ryan Opaz

Есть около 20 видов молочнокислых бактерий, которые вредят пиву, из них наиболее распространённым является Lactobacillius brevis, однако виды Pediococcus и особенно P. damnosus также могут быть серьёзной проблемой. Pedioccocus damnosus изначально назывался Pediococcus cerevisiae. Ещё один вид педиококков, claussenii, недавно был описан как вредитель для пива, так же, как и Pediococcus inopinatus.

Около 60–90% случаев заражения пива связаны с молочнокислыми бактериями, среди наиболее распространённых из них — Pediococcus damnosus, на долю которого с 1992 по 2002 год приходилось около 3–31% случаев заражения в год.

Заражение пива P. damnosus часто характеризуется образованием диацетила наряду с молочной кислотой, количество диацетила притом часто очень велико и обнаруживается даже при низком содержании бактерий. Из-за его способности расти даже при низких температурах, заражение может произойти на стадии брожения и дозревания, а также в бутылках. Загрязнение педиококками также является проблемой при добавлении дрожжей, поскольку бактерии связываются с дрожжевыми клетками и их трудно удалить.

Педикокки трудно обнаружить с использованием традиционных методов, часто требуется использование специализированных сред, из-за их склонности к росту при низких температурах, оптимальная температура культуры составляет 22–25 градусов. Поэтому в настоящее время для их обнаружения широко используются новые типы жидких сред. Этот тип хромогенных сред меняет цвет в зависимости от способности бактерий вырабатывать молочную кислоту, что делает обнаружение проще и быстрее. Другие методы обнаружения молочнокислых бактерий включают обнаружение газа, производимого бактериями (SpeedyBreedy) и обнаружение ДНК педиококков (BrewTek). Подобно другим молочнокислым бактериям-вредителям, педиококки прекрасно адаптированы к пивоваренной среде, и некоторые элементы процесса пивоварения фактически способствуют росту этих бактерий.

Для ингибирования педиококков в пиве решающее значение имеют несколько факторов, из которых одними из самых известных являются pH и хмелевые кислоты: низкий уровень pH способствует антибактериальным воздействиям на хмелевые кислоты, однако также было обнаружено, что небольшое увеличение рН (0,2) может снизить эффективность хмелевых кислот на целых 50%, и поэтому тщательный мониторинг рН может помочь в сокращении возможностей заражения пива.

Allagash Brewing — Pick Your Own
Allagash Brewing Pick Your Own — кислый эль, сброженный лактобактериями и педиококками. Фото: Allagash Brewing

Уровень углекислого газа также имеет решающее значение для снижения вероятности заражения педиококками: было обнаружено, что пиво с низким уровнем СО2 особенно чувствительно к заражению, например, в случае с бочковыми элями, газированными азотом. Однако такое пиво может быть употреблено ещё до того, как инфекция станет очевидной.

Поскольку бактерии, заражающие пиво, могут быть трудноразводимыми, и заражение пива часто может быть вызвано смешанными бактериальными культурами, часто могут быть идентифицированы только те бактерии, которые легче вырастить. В дополнение к этому, некоторые бактерии, которые будут получены в лабораторной среде, могут не приводить к заражению пива, и пивовар должен полагаться не только на мнение микробиолога, но и на свой опыт.

Так или иначе, обнаружение элементов заражения означает, что даже если тип молочнокислых бактерий в пиве не известен, пивовар по крайней мере будет знать, является ли обнаруженные бактерии вредителями или нет. Появление технологии ДНК означает, что виды, несущие генетические приметы заражения, могут быть быстро и точно идентифицированы, даже если они ещё не описаны в литературе. Эти гены, называемые horA и horC, обеспечивают защиту от антибактериальных аффектов хмелевых кислот и поэтому имеют решающее значение для выживания бактерий.

На пивоварнях много сахара, белка и углеводов, а также витаминов и минералов. Здесь влажно и тепло, это идеальная среда обитания для бактерий. Однако помимо этого здесь присутствуют антибактериальные хмелевые кислоты, алкоголь и низкий уровень рН. Поэтому бактерии за относительно короткий период эволюции (около 100 лет) вынуждены были развить устойчивость и поддерживать её в виде резистентных к хмелям генов.

Подпишитесь на рассылку Pivo.by

Только главные новости о пиве со всего мира и только раз в неделю.