Brettanomyces nella produzione di alimenti fermentati, quali kombucha e birre artigianali “brettate”

La zimurgia

I cambiamenti dietetici hanno accompagnato l’evoluzione dell’umanità e si sono dimostrati fondamentali nell’evoluzione e nel benessere umano. L’alimentazione è essenziale per la sopravvivenza e per la salute ed equilibrio del corpo umano. Nella dieta umana è riservato un posto d’onore per gli alimenti fermentati, ampiamente distribuiti e consumati in diverse società in tutto il mondo. Questo alimenti derivano dal processo di fermentazione di diversi substrati da parte di microrganismi e, soprattutto, per l’uomo, da quelli con caratteristiche benefiche, a causa dell’impatto positivo sulla salute. L’impiego della fermentazione per la produzione, trasformazione e conservazione degli alimenti ha rappresentato per l’uomo una svolta considerevole dal punto di vista tecnologico, ma anche dal punto di vista filosofico-spirituale riportando alla luce la nobile arte della alchimia, donandole un nome più “scientifico”, ovvero, la zimurgia.

Un lievito non convenzionale

La prima descrizione del genere “Brettanomyces” risale al 1904 in Danimarca. Claussen, il direttore del laboratorio della birreria Carlsberg di Copenaghen, isolò per primo un ceppo di lievito, che in seguito fu definito “non convenzionale”. Questo lievito non apparteneva al genere Saccharomyces, agente importantissimo nella maturazione della birra. Nel 1933, per la prima volta, venne isolato nel vino ad opera di Krumbholz e Tauschanoff. Il genere Dekkera rappresenta la forma sporigena di Brettanomyces; questo fu introdotto nel 1964 dopo l’osservazione al microscopio da parte di Van der Walt che ne evidenziò la presenza di ascospore.

Questo microrganismo è endogeno dell’uva ed è una fonte importante di contaminazione in cantina, in particolare nella fase di affinamento in botte. Le cellule si presentano singolarmente, in coppia, in breve catene o piccoli gruppi. Le pseudoife sono generalmente prodotte in abbondanza. La forma di questi microrganismi si può definire “polimorfica”, ossia essa cambia in base al loro stato fisiologico; se le cellule sono giovani si presentano a forma ogivale; per contro quando si presentano vecchie, hanno una struttura allungata (Figura 1).

Da un punto di vista fisiologico si tratta di un microrganismo mesofilo, con una temperatura di crescita ottimale tra 25-32 °C e un range di pH che può raggiungere anche valori inferiori a 3. Inoltre, sono in grado di sopportare concentrazioni di etanolo pari o maggiori al 14%, in quanto sembra che utilizzino quest’ultimo come fonte di carbonio (Figura 2). Questa caratteristica è molto importante e dimostra come si siano adattati alla filiera vitivinicola. La caratteristica più interessante del loro metabolismo è il fatto che questi microrganismi sono unici dal punto di vista del loro rapporto con l’ossigeno.

A tal proposito, Scheffer e Wikén nel 1969 introdussero il termine “effetto Custers” definendolo come l’inibizione della fermentazione alcolica nel passaggio alle condizioni anaerobiche e videro, invece, la forte tendenza del genere Brettanomyces di produrre acido acetico a partire da glucosio. Dunque, sarebbe plausibile ammettere che in assenza di ossigeno i lieviti prediligono la fermentazione degli zuccheri e in presenza di ossigeno la respirazione cellulare. Questo, tuttavia, non vale per D/Brettanomyces, poiché essi fermentano in condizioni di microaerofilia e respirano producendo elevate quantità di acido acetico. Questa condizione di microaerofilia si realizza, ripensando alla filiera vitivinicola, durante il passaggio in barrique rovinando così diversi lotti di produzione di vini costosi.

Le matrici alimentari

E’ possibile trovare questo lievito in tutte le matrici alimentari maggiormente impiegate nella produzioni di alimenti probiotici. Inizialmente i primi probiotici in generale dovevano provenire dall’organismo umano, quindi venivano isolati dal tratto gastrointestinale. Questo non è più un requisito strettamente necessario, poiché adesso vengono isolati a partire da alimenti e bevande fermentate molto antiche. Tra queste, ne elenchiamo le più significative:

• Kombucha (A)→ bevanda fermentata a partire da foglie di tè;
• Ogi (B)→ pudding di cereali fermentati tipico della Nigeria a base di miglio, sorgo e mais;
• Koumiss (C)→ bevanda fermentata alcolica (1-2,5%) a base di latte di cavalla tipica delle popolazioni delle steppe centroasiatiche;
• Sidro irlandese (D) → bevanda fermentata alcolica (2-7%) realizzata a partire da mele e/o pere.
• Sidro francese (E) → bevanda fermentata alcolica (2-7%) realizzata a partire da mele e/o pere. Ha un carattere acidulo spinto dovuto alle discrete concentrazioni di acido malico;
• Tamarindo (F) → bevanda rinfrescante dalle innumerevoli qualità benefiche realizzata a partire dal frutto dell’albero di Tamarindo tipico dell’America latina.

Tra questi faremo un focus, nel prossimo articolo, sul Kombucha e apriremo una parentesi sulla produzione di birre artigianali, cosiddette “brettate”, ovvero realizzate utilizzando la fermentazione spontanea.

Si ringrazia l’autore Andrea Marianelli per la gentile concessione di questo articolo

Fonti:

• A. Cibrario, C. Miot-Sertier, M. Paulin, B. Bullier, L. Riquier, M. Perello, G. de Revel, W. Albertin, I. Masneuf-Pomarède, P. Ballestra, M. Dols-Lafargue, Brettanomyces bruxellensis phenotypic diversity, tolerance to wine stress and wine spoilage ability, Food Microbiology, Volume 87, 2020, 103379, ISSN 07400020, https://doi.org/10.1016/j.fm.2019.103379.
• http://www.wi.knaw.nl/Collections/Biolomics.aspx?Table=CBS%20strain%20d atabase.
• https://it.wikipedia.org/wiki/Kombucha
• https://www.fermentobirra.com
• https://www.fervere.it
• J. Roos, L. De Vuyst, (2018). Microbial acidification, alcoholization, and aroma production during spontaneous lambic beer production: Microbiology of acidic beer production. Journal of the Science of Food and Agriculture. 99. 10.1002/jsfa.9291.
• J.M. Kapp, W. Sumner, Kombucha: a systematic review of the empirical evidence of human health benefit, Annals of Epidemiology, Volume 30, 2019, Pages 6670, ISSN 1047-2797, https://doi.org/10.1016/j.annepidem.2018.11.001.
• M. Serra, B. Funch, J. Forster, (2018). The raise of Brettanomyces yeast species for beer production. Current opinion in biotechnology. 56. 30-35. 10.1016/j.copbio.2018.07.009.
• M. Th. Smith, Chapter 25 – Dekkera van der Walt (1964), Editors: C. P. Kurtzman, J. W. Fell, T. Boekhout, The Yeasts (Fifth Edition), Elsevier, 2011, Pages 373-377, ISBN 9780444521491, https://doi.org/10.1016/B978-0-44452149-1.00025-2.