Contaminantes microbianos en cervezas artesanales embotelladas de la Patagonia andina argentina / Microbial contaminants in bottled craft beer of Andean Patagonia, Argentina

Resumen La actividad cervecera en la Patagonia andina argentina tiene un rol muy importante en la economía de la región; una de las problemáticas que enfrenta, en términos de calidad, son las contaminaciones microbianas. La presencia de bacterias y levaduras contaminantes en la cerveza produce cambios microbiológicos, físicos y químicos, que impactan en sus atributos sensoriales. No obstante, pocas cervecerías establecen criterios y políticas que garanticen la calidad microbiológica de sus productos. El propósito de este trabajo fue estudiar por primera vez la incidencia de contaminantes microbianos en cervezas artesanales embotelladas producidas en la Patagonia andina argentina, además de identificar los principales microorganismos involucrados y determinar posibles relaciones entre los eventos de contaminación y variables fisicoquímicas de la cerveza. Para ello se analizaron 75 cervezas provenientes de 37 cervecerías de 12 localidades andinas. El 69,3% de las muestras analizadas evidenció crecimiento de microorganismos en los medios de cultivo empleados para la detección de contaminantes cerveceros. La bacteria Levilactobacillus brevis y levaduras del género Saccharomyces fueron los principales contaminantes identificados. Se comprobó que las contaminaciones microbianas impactaron sobre el perfil sensorial de la cerveza y que el cambio de pH fue un indicador de contaminación por bacterias lácticas. De cada 10 fábricas estudiadas, 8 presentaron problemas de contaminación, lo que pone en evidencia la necesidad de diseñar estrategias de prevención y control de contaminaciones en microcervecerías.

Abstract The brewing activity in Andean Patagonia plays a very important role in the region's economy, being microbial contamination one of the main problems in terms of quality. The presence of contaminant bacteria and wild yeasts in beer generate microbiological, physical and chemical changes that impact on its sensory attributes. However, few breweries establish criteria and policies to guarantee the quality of their products in a microbiological sense. The purpose of this work was to study for the first time the incidence of microbial contaminants in bottled craft beers from Andean Patagonia, identify the main microorganisms involved and establish relationships between contamination and the physicochemical variables of beer. We analyzed 75 beers from 37 breweries from 12 different Patagonian cities. Our results showed that 69.3% of the analyzed beer exhibited contaminant microorganism growth. Bacteria Levilactobacillus brevis and wild yeasts of Saccharomyces were the main microorganisms responsible for these contaminations. In addition, we found that microbial contamination had an impact on beer sensory profile and also that pH was correlated with the presence of lactic acid bacteria in beer, being an indicator of contamination for these bacteria. In conclusion, we observed that 8 out of 10 breweries studied showed contamination problems, highlighting the need to design prevention and control strategies in microbreweries.

Síntesis y regulación de compuestos del aroma y el sabor derivados de la levadura en la cerveza: ásteres / Synthesis and regulation of flavor compounds derived from brewing yeast: Esters

Las levaduras, durante el proceso de elaboración de cerveza, producen más de 500 compuestos químicos; estos pueden impactar tanto negativa como positivamente en las características organolépticas de la cerveza. En los últimos años, y en particular gracias al avance de la biología molecular y la genómica, se han logrado progresos notables en el conocimiento de las bases moleculares y celulares de la síntesis y regulación de muchos de estos compuestos que inciden en lo que se denomina flavor (aroma y sabor) de la cerveza. Este artículo está enfocado en los ésteres responsables del aroma y el sabor floral y frutado de la cerveza. La formación de estos ésteres depende de diversas enzimas y de factores como la concentración de nutrientes presente en el mosto, la cantidad de oxígeno y dióxido de carbono disuelto, la temperatura de fermentación y, principalmente, la genética de la levadura utilizada. En esta revisión se brinda información de cómo se originan los ésteres y cómo los diferentes parámetros fermentativos impactan en las concentraciones finales de estos compuestos y en la calidad del producto terminado.

During brewing process yeast produce more than 500 chemical compounds that can negatively and positively impact beer at the organoleptic level. In recent years, and particularly thanks to the advancement of molecular biology and genomics, there has been considerable progress in our understanding about the molecular and cellular basis of the synthesis and regulation of many of these flavor compounds. This article focuses on esters, responsible for the floral and fruity beer flavor. Its formation depends on various enzymes and factors such as the concentration of wort nutrients, the amount of dissolved oxygen and carbon dioxide, fermentation temperature and mainly the genetics of the yeast used. We provide information about how the esters originate and how is the impact of different fermentative parameters on the final concentrations of these compounds and the quality of the end product.

Un método basado en la PCR para la identificación rápida de levaduras acumuladoras de astaxantina (Phaffia spp. ) / PCR-based method for the rapid identification of astaxanthin-accumulating yeasts (Phaffia spp.)

It has been recently found that the natural distribution, habitat, and genetic diversity of astaxanthin-producing yeasts (i.e. Phaffia rhodozyma, synonym Xanthophyllomyces dendrorhous) is much greater than previously thought. P. rhodozyma is biotechnologically exploited due to its ability to produce the carotenoid pigment astaxanthin and thus, it is used as a natural source of this pigment for aquaculture. P. rhodozyma was also capable of synthesizing the potent UVB sunscreen mycosporine-glutaminol-glucoside (MGG). Therefore, further environmental studies are needed to elucidate its ecological aspects and detect new potential strains for the production of astaxanthin and MGG. However, obtaining new isolates of P. rhodozyma and related species is not always easy due to its low abundance and the presence of other sympatric and pigmented yeasts. In this work we report a successful development of a species-specific primer which has the ability to quickly and accurately detecting isolates representing all known lineages of the genus Phaffia (including novel species of the genus) and excluding closely related taxa. For this purpose, a primer of 20 nucleotides (called PhR) was designed to be used in combination with universal primers ITS3 and NL4 in a multiplex amplification. The proposed method has the sensitivity and specificity required for the precise detection of new isolates, and therefore represents an important tool for the environmental search for novel astaxanthin-producing yeasts.

Recientemente, se ha encontrado que la distribución natural, el hábitat y la diversidad genética de levaduras productoras de astaxantina (p. ej., Phaffia rhodozyma, sinónimo Xanthophyllomyces dendrorhous) son mucho mayores de lo que se pensaba. P. rhodozyma se explota biotecnológicamente debido a su capacidad para producir el pigmento carotenoide astaxantina y, por lo tanto, se utiliza como una fuente natural de este pigmento para la acuicultura. También se encontró que esta levadura es capaz de sintetizar el potente protector solar UVB micosporina-glutaminol-glucósido (MGG). Por lo tanto, más estudios ambientales para dilucidar sus aspectos ecológicos y detectar nuevas cepas potenciales productoras de astaxantina y MGG son necesarios. Sin embargo, la obtención de nuevos aislamientos de P. rhodozyma y especies relacionadas no siempre es fácil debido a su baja abundancia y a la presencia de otras levaduras simpátricas y pigmentadas. En este trabajo se describe el desarrollo exitoso de un cebador especie-específico que tiene la capacidad de detectar rápidamente y con precisión cepas representativas de todos los linajes del género Phaffia previamente reportados (incluyendo nuevas especies del género) y excluir especies estrechamente relacionadas. Para ello, se diseñó un cebador de 20 nucleótidos (denominado PhR) para ser utilizado en combinación con los cebadores universales ITS3 y NL4 en una amplificación multiplex. El método propuesto tiene la sensibilidad y la especificidad requerida para la detección precisa de nuevos aislamientos y, por lo tanto, representa una importante herramienta para la búsqueda ambiental de nuevas levaduras productoras de astaxantina.

The diversity, extracellular enzymatic activities and photoprotective compounds of yeasts isolated in Antarctica

The diversity of yeasts collected from different sites in Antarctica (Admiralty Bay, King George Island and Port Foster Bay and Deception Island) and their ability to produce extracellular enzymes and mycosporines were studied. Samples were collected during the austral summer season, between November 2006 and January 2007, from the rhizosphere of Deschampsia antarctica, ornithogenic (penguin guano) soil, soil, marine and lake sediments, marine water and freshwater from lakes. A total of 89 isolates belonging to the following genera were recovered: Bensingtonia, Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Dioszegia, Exophiala, Filobasidium, Issatchenkia (Pichia), Kodamaea, Leucosporidium, Leucosporidiella, Metschnikowia, Nadsonia, Pichia, Rhodotorula, and Sporidiobolus, and the yeast-like fungi Aureobasidium, Leuconeurospora and Microglossum. Cryptococcus victoriae was the most frequently identified species. Several species isolated in our study have been previously reported to be Antarctic psychophilic yeasts, including Cr. antarcticus, Cr. victoriae, Dioszegia hungarica and Leucosporidium scottii. The cosmopolitan yeast species A. pullulans, C. zeylanoides, D. hansenii, I. orientalis, K. ohmeri, P. guilliermondii, Rh. mucilaginosa, and S. salmonicolor were also isolated. Five possible new species were identified. Sixty percent of the yeasts had at least one detectable extracellular enzymatic activity. Cryptococcus antarcticus, D. aurantiaca, D. crocea, D. hungarica, Dioszegia sp., E. xenobiotica, Rh. glaciales, Rh. laryngis, Microglossum sp. 1 and Microglossum sp. 2 produced mycosporines. Of the yeast isolates, 41.7 percent produced pigments and/or mycosporines and could be considered adapted to survive in Antarctica. Most of the yeasts had extracellular enzymatic activities at 4ºC and 20ºC, indicating that they could be metabolically active in the sampled substrates.

Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma) on stromata of Cyttaria hariotii in northwestern Patagonian Nothofagus forests

The occurrence and distribution of Xanthophyllomyces dendrorhous associated with Cyttaria hariotii parasitizing three Nothofagus species (N. dombeyi, N. antarctica and N. pumilio) in northwestern Patagonia (Argentina), as well as the factors that may affect this distribution were herein studied. Between 2000 and 2007, samples were obtained from 18 different locations. Based on physiological tests and morphological characteristics of sexual structures, 72 isolates were identified as X. dendrorhous. Representative strains were studied by MSP-PCR fingerprinting and sequence analysis of the ITS region. MSP-PCR fingerprints were similar for the newly isolated strains, and were also identical to the profiles of the strains previously found in this region. Patagonian strains appear to be a genetically uniform and distinct population, supporting the hypothesis that the association with different host species has determined genetically distinct X. dendrorhous populations worldwide. X. dendrorhous was recovered from N. dombeyi and N. antarctica. Approximately half the sampling sites and samples were positive for X. dendrorhous, but the isolation recovery rate was low. X. dendrorhous was absent in the early stages of ascostromata maturation, becoming more abundant in later stages. The present work represents a step forward in the understanding of the natural distribution and ecology of this biotechnologically relevant yeast.

Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma) asociado a estromas de Cyttaria hariotii en bosques de Nothofagus en el noroeste de la Patagonia. Se estudió la ocurrencia y la distribución de Xanthophyllomyces dendrorhous asociado a Cyttaria hariotii en tres especies de Nothofagus (N. dombeyi, N. antarctica y N. pumilio) del noroeste de la Patagonia (Argentina), y los factores que podrían afectar esta distribución. El muestreo se realizó entre 2000 y 2007 en 18 sitios diferentes. Según las pruebas fisiológicas y las características morfológicas de las estructuras sexuales, 72 de los aislamientos obtenidos se identificaron como X. dendrorhous. Se estudiaron cepas representativas mediante la técnica de MSP-PCR fingerprinting y secuenciación de la región ITS. Los perfiles de MSP-PCR fueron similares, tanto entre los nuevos aislamientos como entre estos y los de cepas previamente obtenidas en la región. Aparentemente, las cepas patagónicas forman una población genéticamente uniforme y distinta de otras poblaciones. Esto apoya la hipótesis de que la asociación con diferentes especies hospedadoras ha determinado la diferenciación genética de X. dendrorhous en todo el mundo. X. dendrorhous se recuperó de N. dombeyi y de N. antarctica. Aproximadamente la mitad de los sitios de muestreo y de muestras fueron positivos para X. dendrorhous, pero la tasa de aislamiento fue muy baja. X. dendrorhous está ausente en estadios tempranos de maduración de ascostromas y se hace más abundante en estadios más tardíos. El presente trabajo contribuye al mejor entendimiento de la distribución natural y la ecología de esta levadura, de relevancia biotecnológica.