Zakażenia mikrobiologiczne podczas produkcji wina.pdf

(195 KB) Pobierz

Bezpieczeñstwo i higiena produkcji

Mikrobiologia

Sylwia Bonin

Zak³ad Biotechnologii i Mikrobiologii ¯ywnoci, Wydzia³ Technologii ¯ywnoci, SGGW, Warszawa

Zaka¿enia mikrobiologiczne

podczas produkcji wina

Wino jest napojem wytwarzanym od tysi¹cleci. Ze wzglêdu na

wysok¹ zawartoæ alkoholu, niskie pH oraz brak tlenu, przy

prawid³owo prowadzonym procesie technologicznym rozwój

drobnoustrojów jest w nim praktycznie ograniczony.

Na powierzchni owoców wystêpuj¹ plenie z rodzaju Penicilium,

Aspergillus, Rhizopus, Alternaria, Cladosporium, Botritis. W przypadku

wykorzystywania do produkcji zaplenia³ych owoców nale¿y zwróciæ

uwagê na mo¿liwoæ przejcia do wina niekorzystnych dla zdrowia cz³o-

wieka produktów pleni, czyli mykotoksyn ochratoksyny A, patuliny i

cytryniny. Zwi¹zki te ulegaj¹ rozk³adowi w procesie fermentacji, ale nie

wiadomo, jakie jest dzia³anie powsta³ych produktów (Fleet, 2003).

W trakcie fermentacji oraz le¿akowania mog¹ siê rozwijaæ szko-

dliwe bakterie, a tak¿e dro¿d¿e, które powoduj¹ powstawanie chorób

wina. Choroby te s¹ zmianami powsta³ymi w wyniku znacznego roz-

woju drobnoustrojów, prowadz¹cymi do obni¿enia jakoci produktu.

Niepo¿¹dane w winie mikroorganizmy to tlenowe dro¿d¿e ko¿uchuj¹ce

oraz bakterie octowe i beztlenowe, lub wzglêdnie beztlenowe bakterie

fermentacji mlekowej.

Pierwsz¹ z powy¿szych grup drobnoustrojów stanowi¹ dro¿d¿e

ko¿uchuj¹ce, które jak sama nazwa wskazuje s¹ przyczyn¹ tworzenia

siê ko¿ucha, czyli b³onki. Nale¿¹ tu dro¿d¿e z rodzaju: Pichia, Hanse-

nula, Candida, Torulopsis , które maj¹ zdolnoæ rozk³adania etanolu,

glicerolu oraz kwasów organicznych. Produkuj¹ znaczne iloci aldehy-

du octowego, octanu etylu i ró¿nych estrów, wp³ywaj¹c niekorzystnie

Podczas produkcji wina drobnoustroje wprowadzane s¹ z surow-

cem, poniewa¿ owoce stanowi¹ naturalne rodowisko wielu mikroor-

ganizmów. G³ównie s¹ to dro¿d¿e, plenie i w nieznacznej iloci bakte-

rie, które w trakcie t³oczenia przedostaj¹ siê do wina.

Wiêkszoæ dro¿d¿y wystêpuj¹cych na powierzchni owoców sta-

nowi¹ tzw. dro¿d¿e dzikie, nale¿¹ce do rodzajów Rhodotorula, Aure-

obasidium, Hanseniaspora (Kloeckera), Candida, Cryptococcus . W

przypadku owoców nadgni³ych liczba tych mikroorganizmów ulega

Rys. 1. Drozdze winiarskie Saccharomyces bayanus , powiekszenie x 1600

zwiêkszeniu. Na powierzchni winogron wystêpuj¹ one w iloci po-

wy¿ej 10 6 jtk/g, podczas gdy dro¿d¿y z rodzaju Saccharomyces jest

jedynie 10-100 jtk/g. Wiêkszoæ dro¿d¿y dzikich, w przeciwieñstwie

do szlachetnych (rys. 1), nale¿¹cych do gatunku Saccharomyces

cerevisiae lub Saccharomyces bayanus , jest nieodporna na etanol w

stê¿eniu powy¿ej 5-7% obj., st¹d dro¿d¿e dzikie gin¹ w trakcie pro-

cesu fermentacji. Mog¹ jednak produkowaæ zwi¹zki wp³ywaj¹ce za-

równo negatywnie na cechy sensoryczne wina, jak i na dro¿d¿e z

rodzaju Saccharomyces (Fleet, 2003).

Rys. 2. Bakterie octowe wybarwione metod¹ Grama. Powiêkszenie x 1200

na smak i zapach wina. Drobnoustroje te rozwijaj¹ siê najlepiej w temp.

24-26 0 C, natomiast poni¿ej 4 0 C i powy¿ej 34 0 C ich dzia³alnoæ zostaje

zahamowana. Obecne s¹ w winach o niskiej zawartoci etanolu; przy

iloci alkoholu powy¿ej 12% obj. z regu³y nie wystêpuj¹, ponadto jako

26

1_2005_agro.p65

26

2005-03-22, 11:13

815142093.080.png

815142093.091.png

815142093.102.png

815142093.113.png

815142093.001.png

815142093.012.png

815142093.023.png

815142093.033.png

815142093.034.png

815142093.035.png

815142093.036.png

815142093.037.png

815142093.038.png

815142093.039.png

815142093.040.png

815142093.041.png

815142093.042.png

815142093.043.png

815142093.044.png

815142093.045.png

815142093.046.png

815142093.047.png

815142093.048.png

815142093.049.png

815142093.050.png

815142093.051.png

815142093.052.png

815142093.053.png

815142093.054.png

Mikrobiologia

Bezpieczeñstwo i higiena produkcji

organizmy tlenowe mog¹ rozwijaæ siê jedynie przy dostêpie powietrza

(Wzorek, Pogorzelski, 1998; Fleet, 2003).

Bakterie fermentacji octowej powoduj¹ce zaka¿enie wina nale¿¹

do rodzaju Acetobacter (rys. 2); najczêciej spotykanymi gatunkami

s¹: A. aceti i A. pasteurianus . Bakterie kwasu octowego to gramujem-

ne, elipsoidalne lub pa³eczkowate komórki, wystêpuj¹ce pojedynczo,

parami lub w ³añcuszkach. Bakterie te utleniaj¹ etanol do kwasu octo-

wego, który mog¹ dalej utleniaæ do CO 2 i H 2 O. Pierwszym objawem

fermentacji octowej jest pojawienie siê zapachu kwasu octowego i jego

estrów. Nastêpnie na powierzchni wina tworzy siê bardzo cienka b³on-

ka z³o¿ona z olbrzymich iloci bakterii, co stwierdzimy podczas obser-

wacji mikroskopowej. Rozwojowi tych mikroorganizmów sprzyja pod-

wy¿szona temp. ok. 30 0 C i dostêp powietrza, jednak mog¹ siê rozwijaæ

tak¿e w warunkach bardzo nieznacznych iloci tlenu (st¹d pojawiaj¹

siê w zakorkowanych butelkach). Bakterie octowe znosz¹ stê¿enie eta-

wzrocie kwasów lotnych, mamy do czynienia z procesem nieprawi-

d³owym. Najbardziej podatne na rozwój choroby s¹ wina o pH powy¿ej

3,6, natomiast pH poni¿ej 3,3 ogranicza jej rozwój. Nie powoduje tego

natomiast wy¿sza zawartoæ alkoholu, poniewa¿ bakterie te mog¹ by-

towaæ przy stê¿eniu przekraczaj¹cym 16% obj., a ich obecnoæ stwier-

dzano jeszcze przy stê¿eniu 24% obj. Bakterie fermentacji mlekowej

najlepiej rozwijaj¹ siê w winach zawieraj¹cych wiêcej produktów auto-

lizy dro¿d¿y. Fermentacja mlekowa objawia siê zapachem kiszonej ka-

pusty lub zsiad³ego mleka, utrat¹ klarownoci i s³odko-kwanym, nie-

kiedy szczypi¹cym smakiem wina. W póniejszych stadiach w smaku i

zapachu wyczuwalny bywa zje³cza³y t³uszcz. Fermentacji mlekowej czê-

sto towarzysz¹ inne choroby, takie jak turn, luzowacenie czy fermen-

tacja manitowa (Wzorek, Pogorzelski, 1998).

Wyst¹pienie niekorzystnych zmian wywo³ane jest zaistnieniem wa-

runków umo¿liwiaj¹cych rozwój okrelonych mikroorganizmów. St¹d

te¿ przestrzeganie zasad prawid³owego procesu technologicznego,

wsparte kontrol¹ technologiczn¹ i mikrobiologiczn¹, ogranicza warun-

ki sprzyjaj¹ce rozwojowi choroby.

W celu uniemo¿liwienia rozwoju niepo¿¹danych drobnoustrojów

nale¿y:

l

Stosowaæ dodatek SO 2 do moszczu.

l

Zapewniæ sta³¹ temperaturê fermentacji, która powinna wynosiæ

do 26 0 C, a w przypadku czerwonych win gronowych maksymal-

nie 30 0 C.

l

Przestrzegaæ terminów ci¹gania wina znad osadu (szczególnie

po zakoñczeniu fermentacji burzliwej i na pocz¹tku le¿akowania).

Przechodz¹ce do napoju w wyniku autolizy dro¿d¿y substancje

mog¹ byæ bardzo dobrymi sk³adnikami od¿ywczymi dla rozwoju

szkodliwych drobnoustrojów.

Rys. 3. Bakterie Lactobacillus wybarwione metod¹ Grama.

Powiêkszenie x 1200

l

Utrzymywaæ beczki i tanki w stanie ca³kowicie nape³nionym (pod

szpunt).

nolu do 16%, przy czym korzystna dla rozwoju jest zawartoæ alkoho-

lu ok. 12%. Drobnoustroje te mog¹ prze¿yæ w piwnicy winiarskiej przez

kilka lat. Znaczn¹ rolê w rozprzestrzenianiu bakterii octowych odgry-

wa muszka octowa Drosophyla cellaris (aceti) (Wzorek, Pogorzel-

ski, 1998; Bartowsky i wsp., 2003).

Nale¿y zaznaczyæ, ¿e kwasy lotne, a szczególnie octowy, to ubocz-

ne produkty fermentacji i z tego wzglêdu znajduj¹ siê w niewielkich

ilociach w ka¿dym winie. Zgodnie z obowi¹zuj¹cym obecnie rozpo-

rz¹dzeniem ministra rolnictwa i rozwoju wsi z dnia 4 lutego 2003 r.

(Dz. U. Nr 25, poz. 223) zawartoæ kwasów lotnych w winie w przeli-

czeniu na kwas octowy nie powinna przekraczaæ 1,3 g/dm 3 . Stwier-

dzenie wy¿szej kwasowoci lotnej mo¿e wiadczyæ o octowaniu wina,

czyli rozwoju bakterii octowych.

Drug¹ grup¹ bakterii wystêpuj¹cych w winie stanowi¹ bakterie fer-

mentacji mlekowej. Nale¿¹ tu gramdodatnie ziarniaki z rodzajów: Oeno-

coccus, Pediococcus oraz gramdodatnie, nieprzetrwalnikuj¹ce pa³eczki

z rodzaju Lactobacillus (rys. 3) . W trakcie le¿akowania wina przebiega

w nim naturalny proces zwany fermentacj¹ jab³kowo-mlekow¹, w wy-

niku której czêæ kwasu jab³kowego znajduj¹cego siê w winie prze-

chodzi pod wp³ywem dzia³alnoci bakterii w kwas mlekowy i CO 2 . W

rezultacie smak wina staje siê bardziej miêkki i harmonijny. Je¿eli na-

tomiast wytworzenie kwasu mlekowego nastêpuje kosztem cukrów przy

l

Nape³niaæ winem tylko zbiorniki dok³adnie umyte i odka¿one.

l

Utrzymywaæ w pomieszczeniach le¿akowni temperaturê nieprze-

kraczaj¹c¹ 15 0 C, najlepiej 8-12 0 C; w przypadku wy¿szej temp.

wzrasta niebezpieczeñstwo rozwoju szkodliwych mikroorgani-

zmów.

l

Utrzymywaæ w winach wytrawnych i pó³wytrawnych (oraz niektó-

rych pó³s³odkich) odpowiedni¹ iloæ SO 2 wolnego: w bia³ych ok.

25 mg/dm 3 , w czerwonych ok. 15 mg/dm 3 (Wzorek, Pogorzelski,

1998; Christaki, Tzia, 2002).

W przypadku zaistnienia pierwszych oznak, takich jak: zmiana bar-

wy, utrata klarownoci, wyst¹pienie posmaków i obcych zapachów,

wytworzenie ko¿uszka nale¿y niezw³ocznie zidentyfikowaæ przyczynê

zmian. Dokonanie obserwacji pod mikroskopem kropli wina pozwala

okreliæ, czy powodem zmian jest rozwój drobnoustrojów.

W przypadku stwierdzenia choroby nale¿y niezw³ocznie przyst¹-

piæ do leczenia wina, poniewa¿ im dalej s¹ posuniête zmiany jakocio-

we, tym kuracja jest trudniejsza, a czasami wrêcz niemo¿liwa. W wiêk-

szoci przypadków wyst¹pienie i rodzaj choroby mo¿na stwierdziæ na pod-

stawie cech organoleptycznych, jednak w miarê mo¿liwoci trzeba wyko-

rzystaæ pomoc laboratorium mikrobiologicznego. Wspomniana obserwacja

mikroskopowa wina pozwala stwierdziæ, czy zaka¿enie jest spowodowane

27

1_2005_agro.p65

27

2005-03-22, 11:13

815142093.055.png

815142093.056.png

815142093.057.png

815142093.058.png

815142093.059.png

815142093.060.png

815142093.061.png

815142093.062.png

815142093.063.png

815142093.064.png

815142093.065.png

815142093.066.png

815142093.067.png

815142093.068.png

815142093.069.png

815142093.070.png

815142093.071.png

815142093.072.png

815142093.073.png

815142093.074.png

815142093.075.png

815142093.076.png

815142093.077.png

815142093.078.png

815142093.079.png

Bezpieczeñstwo i higiena produkcji

Mikrobiologia

Rys. 4. Podatnoæ win na rozwój drobnoustrojów

drobnoustroje. Bakterie prze¿ywaj¹ce kilka miesiêcy w winie, czyli w wa-

runkach niekorzystnych dla wzrostu, mog¹ redukowaæ swoje wymiary

w efekcie nie s¹ zatrzymywane przez filtry o rednicy porów 0,45 µm.

Ponadto w przypadku okrelania obecnoci bakterii metod¹ p³ytkow¹ na-

le¿y wyd³u¿yæ czas inkubacji p³ytek nawet do 15 dni (Millet, Lonvaud-

Funel, 2000). W butelkach, gdy niew³aciwie przeprowadzono proces fil-

tracji, mog¹ siê tak¿e rozwijaæ dro¿d¿e Brettanomyces/Dekkera . Szcze-

gólnie podatne s¹ tu wina zawieraj¹ce cukry resztkowe i przechowywane

w podwy¿szonej temperaturze. Rozwój tych drobnoustrojów powoduje

powstanie nieprzyjemnego smaku i zapachu, okrelanego jako mokrej sier-

ci, mysi lub zje³cza³y, w zale¿noci od dominacji zwi¹zków produkowa-

nych przez dro¿d¿e (Gawel, 2004).

Nale¿y przestrzegaæ zasad Dobrej Praktyki Produkcyjnej. Wejcie

Polski do UE wi¹¿e siê z koniecznoci¹ wprowadzania do zak³adów

HACCP-u, czyli analizy zagro¿eñ i kontroli krytycznych punktów. W przy-

padku rozlewu wina nale¿y zwracaæ uwagê na przestrzeganie zasad hi-

gieny: mycia butelek, utrzymywania w czystoci przewodów. W szcze-

gólnoci trzeba zwracaæ uwagê na z³¹czenia, zakrzywienia; wa¿na jest

równie¿ kontrola powietrza.

rozwojem dro¿d¿y czy bakterii. Podczas obserwacji mikroskopowej za-

ka¿onego trunku trudno jest odró¿niæ bakterie mlekowe od octowych

mo¿liwe jest to poprzez wybarwienie preparatu bakterii metod¹ Grama,

poniewa¿ jak podano bakterie octowe s¹ gramujemne, a mlekowe

gramdodatnie.

Niekorzystne zmiany wywo³ane rozwojem drobnoustrojów wystê-

puj¹ nie tylko w piwnicy winiarskiej, ale mog¹ zachodziæ tak¿e po rozla-

niu napoju do butelek. Wina, w których nie ma mo¿liwoci rozwoju drob-

noustrojów, to wina stabilne biologicznie.

Stabilnoæ biologiczn¹ okrela siê na podst. wzoru Dellego Ý K = c

+ 4,5a, gdzie c zawartoæ cukrów w % mieszanych (g/100ml),

a zawartoæ alkoholu w % obj. Wina uwa¿a siê za stabilne biologicz-

nie, jeli wspó³czynnik wynosi co najmniej 80, ale stwierdzano wzrost

drobnoustrojów jeszcze przy wspó³czynniku 83. Wartoæ ta zale¿y od

sk³adu wina i rodzaju drobnoustrojów, przy czym powszechnie przyj-

muje siê, ¿e kryterium Dellego dotyczy dro¿d¿y (Bednarski, Reps, 2003).

Niektóre dro¿d¿e jednak mog¹ rozwijaæ siê w warunkach wysokie-

go cinienia osmotycznego, czyli wysokich stê¿eñ cukrów, a tak¿e w

obecnoci etanolu i rodków konserwuj¹cych (SO 2 i kwas sorbowy).

Namna¿aj¹ siê one w butelkach, prowadz¹c fermentacjê. Powoduj¹ wy-

twarzanie specyficznych posmaków i zapachu, a w wyniku produkcji

CO 2 mog¹ doprowadzaæ do eksplozji (rozrywania) butelek. Grupê tych

niebezpiecznych dro¿d¿y stanowi¹: Zygosaccharomyces bailii, Zygosac-

charomyces lentus oraz Saccharomyces ludwigii okrelany jako nocna

mara winiarstwa (Steels i wsp., 1999). Podatnoæ win na rozwój szko-

dliwych drobnoustrojów w zale¿noci od zawartoci w napojach alkoho-

lu i cukrów resztkowych, przedstawiono na rys. 4.

W celu uniemo¿liwienia rozwoju drobnoustrojów w butelkach po-

winno siê przed rozlewem prowadziæ filtracjê wina w przypadku dro¿d¿y

przez drobn¹ ziemiê okrzemkow¹ lub p³yty K7, a w przypadku bakterii

poprzez filtracjê sterylizuj¹c¹ (p³yty EK, membranowe), ultrafiltracjê lub

mikrofiltracjê. Trzeba pamiêtaæ, ¿e nie zawsze filtracja usuwa wszystkie

Literatura

[1]

Bartowsky E.J., Xia D., Gibson R.L., Fleet G.H., Henschke P.A., 2003, Spoila-

ge of bottled red wine by acetic acid bacteria, Lett. in Appl. Microbiol., 36,

307-314

[2]

Bednarski W., Reps A., 2003, Biotechnologia ¿ywnoci, WNT

[3]

Christaki T., Tzia C., 2002, Quality and safety assurance in winemaking, Food

Control, 13, 503-517

[4]

Fleet G.H., 2003, Yeast interactions and wine flavour, Inernt. J. Food Micro-

biol., 86, 11-22

[5]

Gawel R., 2004, Brettanomyces character in wine, strona internetowa, 03,02.,

www.aromadictionary.com/articles/brettanomyces_article.html

[6]

Millet V., Lonvaud-Funel A., 2000, The viable but non-culturable state of wine

microorganisms during storage, Lett. in Appl. Microbiol., 30, 136-141

[7]

Steels H., James S.A., Roberts I.N., Stratford M., 1999, Zygosaccharomyces

lentus : a significant new osmophilic, preservative-resistant spoilage yeast,

capable of growth at low temperature, J. Appl. Microbiol., 87, 520-527

[8]

Wzorek W., Pogorzelski E., 1998, Technologia winiarstwa gronowego i owo-

cowego, SIGMA-NOT, Warszawa

n

28

1_2005_agro.p65

28

2005-03-22, 11:13

815142093.081.png

815142093.082.png

815142093.083.png

815142093.084.png

815142093.085.png

815142093.086.png

815142093.087.png

815142093.088.png

815142093.089.png

815142093.090.png

815142093.092.png

815142093.093.png

815142093.094.png

815142093.095.png

815142093.096.png

815142093.097.png

815142093.098.png

815142093.099.png

815142093.100.png

815142093.101.png

815142093.103.png

815142093.104.png

815142093.105.png

815142093.106.png

815142093.107.png

815142093.108.png

815142093.109.png

815142093.110.png

815142093.111.png

815142093.112.png

815142093.114.png

815142093.115.png

815142093.116.png

815142093.117.png

815142093.118.png

815142093.119.png

815142093.120.png

815142093.121.png

815142093.122.png

815142093.123.png

815142093.002.png

815142093.003.png

815142093.004.png

815142093.005.png

815142093.006.png

815142093.007.png

815142093.008.png

815142093.009.png

815142093.010.png

815142093.011.png

815142093.013.png

815142093.014.png

815142093.015.png

815142093.016.png

815142093.017.png

815142093.018.png

815142093.019.png

815142093.020.png

815142093.021.png

815142093.022.png

815142093.024.png

815142093.025.png

815142093.026.png

815142093.027.png

815142093.028.png

815142093.029.png

815142093.030.png

815142093.031.png

815142093.032.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

schematy.doc (4066 KB)
CHARAKTERYSTYKA FERMENTACJI ROZTWORÓW MODELOWYCH Z UŻYCIEM MONOKULTUR DROŻDŻY DZIKICH I SZLACHETNYCH.pdf (218 KB)
drobnoustroje_w_przemysle_browarniczym.pdf (364 KB)
Ewolucja i zmienność genomu drożdży winiarskichS. cerevisiae.pdf (2397 KB)
MIKROKAPSUŁKOWANE PREPARATY POLIFENOLI.pdf (2482 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin