Infekcje piwa, czyli mityczny tlenowiec

Do stworzenia tego wpisu zainspirowały mnie liczne pytania na piwowarskich forach dyskusyjnych czy grupach facebookowych. Niemal codziennie przeglądając internet, natrafiam na zdjęcia z prośbą o werdykt czy infekcja ma miejsce lub o identyfikację mikroba, który w piwie namieszał.

Widząc te pytania, jak i odpowiedzi na nie, można odnieść wrażenie, że wiele osób gdzieś tam coś słyszało i mniej więcej zna temat, ale prawie zawsze pojawiają się pewnie nieścisłości. Czasami są to tylko drobne błędy w terminologii, ale nierzadko dochodzi też do zwyczajnego wróżenia z fusów czy powielania informacji nie do końca prawdziwych.

Postanowiłem więc streścić wszystkie kluczowe informacje, które powinny pozwolić bardziej kompleksowo zrozumieć zagadnienie zakażeń piwa i rozjaśnić wszelkie wątpliwości.

Czym jest infekcja / zakażenie?

Aby wpis miał ręce i nogi, zacznijmy od początku. Infekcja piwa, czy inaczej jego zakażenie, to sytuacja, w której niepożądane drobnoustroje znalazły na tyle komfortowe warunki, że zdołały namnożyć się i w odczuwalny sposób wpłynąć na cechy organoleptyczne piwa.

Dostanie się do piwa jakichkolwiek mikrobów nie oznacza od razu jego infekcji. W piwowarstwie domowym jest to w zasadzie nieuniknione. Kluczowe jest za to zapewnienie drożdżom na tyle dobrych warunków, aby wszystkie konkurencyjne mikroorganizmy zostały przez nie pokonane, zanim zdążą się zadomowić i wpłynąć na smak piwa. Nie należy więc panikować, jeśli do fermentora wpadnie nam włos, płatek kurzu czy nawet muszka owocówka. Lepiej oczywiście takich sytuacji unikać, ale nie oznacza to od razu klęski.

Pamiętajmy również, że przefermentowane piwo tak naprawdę jest kiepskim środowiskiem do rozwoju większości drobnoustrojów. Wynika to z zawartości alkoholu, obniżonego pH oraz małej ilości cukrów i substancji odżywczych. Zupełnie inną sprawą jest natomiast nieprzefermentowana brzeczka. Ta jest bogata w pożywienie, nie zawiera alkoholu, ma doskonałe pH dla rozwoju wielu bakterii. Najbardziej narażeni na infekcję jesteśmy więc od momentu zakończenia gotowania brzeczki, do chwili rozpoczęcia fermentacji przez drożdże. Z tego właśnie powodu dodawanie niezdezynfekowanych dodatków na fermentację cichą często uchodzi nam na sucho. Nie należy jednak czuć się zbyt pewnie. Choć piwo jest kiepskim środowiskiem dla bakterii, to całkiem nieźle mogą sobie w nim poradzić dzikie drożdże.

Biofilm na zainfekowanym piwie.

Naturalnie nasuwającym się wnioskiem jest fakt, że bardziej odporne na zakażenia będą piwa o wysokiej zawartości alkoholu, niskim pH (np. piwa kwaśne) i wysoko odfermentowane. W pewnym stopniu pomaga też mocne nachmielenie. To jednak uchroni nas jedynie przed bakteriami gram-dodatnimi, ale nie zrobi wrażenia na bakteriach gram-ujemnych i dzikich drożdżach.

Kolejny wniosek, który warto zaobserwować, to korelacja między kondycją drożdży a ryzykiem infekcji. Jeśli używamy starych drożdży lub jest ich za mało, inne organizmy mają dużo większą szansę postawić się im, zanim te skolonizują brzeczkę. Jest to jeden z powodów, przez który odradzam wszystkim używania starych gęstw, które przeleżały w lodówce kilka tygodni, czy przeterminowanych fiolek. To, że starter “ruszy”, a drożdże się namnożą jeszcze o niczym nie świadczy. Dochodzą czynniki takie jak ich ogólna kondycja czy liczba zmutowanych komórek w gęstwie. Oczywiście będą one miały tym łatwiej, im mniej będzie konkurentów, stąd nie bez znaczenia jest dokładna dezynfekcja sprzętu.

Podział mikrobów infekujących piwo

Organizmy zakażające piwo możemy podzielić przede wszystkim ze względu na typ. Będą to:

• Dzikie drożdże. Czyli każdy szczep drożdży, który dostał się do piwa, inny niż ten, który celowo zadaliśmy. W domyśle, mówiąc dzikie drożdże, mamy przeważnie na myśli te z rodzaju Brettanomyces. W rzeczywistości mogą to być rozmaite inne gatunki, np. Candida, czy nawet dzikie szczepy klasycznych piwowarskich Saccharomyces.
• Bakterie. Bardzo szeroka grupa jednokomórkowych organizmów, z których część potrafi rozwijać się w warunkach występujących w piwie i/lub brzeczce. Mogą to być między innymi organizmy takie jak Lactobacillus, Pediococcus, Acetobacter, Megasphaera czy Zymomonas.
• Pleśnie. Z biologicznego punktu widzenia, podobnie jak drożdże, są grzybami. Do rozwoju jest im niezbędny tlen. W piwie trafiają się rzadko. Z reguły dotyczy to stylów wymagających kilkumiesięcznej fermentacji takich jak lambiki czy piwa flandryjskie, które nie zostały szczelnie odcięte od dopływu powietrza. Często są szkodliwe dla zdrowia. Na szczęście dosyć łatwo je zidentyfikować wizualnie.

Drobnoustroje infekujące piwo możemy dodatkowo podzielić ze względu na metabolizm tlenu. Nie jest to kluczowa sprawa z perspektywy piwowara domowego, ale wyjaśnienie jej jest niezbędne do rozprawienia się z przytoczonym w tytule wpisu mitem. Podział ten przebiega następująco:

• Obligatoryjne tlenowce (obligatoryjne aeroby). Są to organizmy, które potrafią przeżyć wyłącznie w obecności tlenu, czyli… słynne “tlenowce”. Zaliczamy do nich m.in. wszystkie pleśnie, wszystkie bakterie przeprowadzające fermentację octową, część innych bakterii, między innymi produkujące kwas izowalerianowy Bacillus subtilis, czy nawet człowieka i większość roślin i zwierząt.
• Obligatoryjne beztlenowce (obligatoryjne anaeroby). Są organizmami, dla których tlen jest toksyczny i giną w jego obecności. W przypadku piwa będzie to na przykład bakteria produkująca kwas masłowy – Clostridium butyricum.
• Fakultatywne beztlenowce (fakultatywne anaeroby). Radzą sobie w obu przytoczonych sytuacjach. Będzie to chociażby większość drożdży, które w obecności tlenu mogą przeprowadzać oddychanie komórkowe, a przy jego braku przełączają się na fermentację alkoholową, ale mogą to być też bakterie takie jak Lactobacillus, które preferują warunki beztlenowe, ale tlen nie wpływa na nie w znaczący sposób.

Powyższy podział jest lekko uproszczony. Mikrobiolodzy wyróżniliby jeszcze mikroaerofile i organizmy aerotolerancyjne, ale myślę, że na nasze potrzeby jest wystarczający.

Jak widać, identyfikacja infekcji jako “tlenowiec” nie dostarcza praktycznie żadnej informacji ze względu na mnogość organizmów jakie można pod tę definicję podciągnąć. To tak jakby na pytanie “Jakim samochodem jeździsz?” odpowiedzieć “Na benzynę”.

Czym jest biofilm?

Piwowarzy najczęściej zauważają, że z piwem jest coś nie tak, kiedy dostrzegają na jego powierzchni tak zwany biofilm. Może mieć on bardzo różne postaci, od minimalnego nalotu, przez wyraźną warstwę przypominającą pajęczynę czy płatki, po duże białe bąble. W każdym z tych przypadków ewidentnie różni się od typowej piany produkowanej przez drożdże piwowarskie podczas fermentacji.

Biofilm jest skupiskiem organizmów połączonych substancjami pozakomórkowymi, a przyczyny jego powstawania nie są do końca poznane. W szczegóły technicznie nie będę wchodził. Zaintersowanych odsyłam do tego wpisu. Skupię się natomiast na praktycznych kwestiach, które dobrze jest znać.

Biofilm na piwie z owocami.

Po pierwsze, nie ma możliwości zidentyfikowania jaki mikrob zakaził nam piwo po wyglądzie biofilmu. Ten sam organizm może tworzyć bardzo rozmaite struktury zależnie od warunków środowiskowych (ilość tlenu, temperatura, zawartość poszczególnych cukrów, itp). Również różniące się między sobą organizmy w sprzyjających warunkach mogą produkować biofilmy bardzo do siebie podobne. Sytuacja mogłaby się zmienić, gdyby ktoś przeprowadził badania na większej próbie, w kontrolowanych warunkach. Być może wtedy pojawiłyby się jakieś wzorce charakterystyczne dla konkretnych mikrobów. Póki co takie badania nie istnieją, więc wszystkie próby identyfikacji to strzały w ciemno.

Po drugie, to że biofilm składa się z połączonych kolonii mikroorganizmów, nie oznacza że infekcja rozwija się tylko w nim. Niektórzy próbują ratować piwo zbierając go łyżką z powierzchni. Jest to niestety chybiony pomysł, który w niczym nie pomoże. Pojawienie się biofilmu oznacza, że niechciane mikroby już dawno zadomowiły się w całym piwie i na ratunek jest za późno.

Po trzecie, wystąpienie biofilmu jest oczywiście naturalną sprawą, jeśli fermentujemy piwo z udziałem celowo wprowadzonych bakterii czy dzikich drożdży. Niby oczywistość, ale spotkałem się kilka razy z przejawami zdziwienia, kiedy mniej doświadczeni piwowarzy zabrali się za lambiki.

No i po czwarte, infekcja nie zawsze musi przebiegać z wystąpieniem biofilmu. W niektórych sytuacjach tafla piwa będzie wyglądać w porządku, a piwo może być zakażone i nieprzyjemne w smaku mimo to.

I jeszcze jeden ciekawie wyglądający biofilm. Fot. AdamChandler86 (CC)

Identyfikacja infekcji

Jak zatem zidentyfikować jaki mikrob zakaził nam piwo, skoro nie po biofilmie? Jeśli oczekujemy stuprocentowo trafnej diagnozy, to nie obejdzie się bez małego laboratorium, którym przeciętny piwowar nie dysponuje. Możemy natomiast pokusić się o pewne przypuszczenia na podstawie aromatu i smaku.

Próbowanie zakażonego piwa jest bezpieczne dla zdrowia pod warunkiem, że:

• Piwo przefermentowało. Znajduje się w nim alkohol i obniżone pH – w takich warunkach nie są w stanie przetrwać żadne chorobotwórcze bakterie. Niebezpieczna jest jedynie sytuacja, kiedy wsypaliśmy do piwa martwe drożdże i mamy do czynienia z zainfekowaną, nieprzefermentowaną brzeczką.
• Piwo nie jest zainfekowane pleśniami. Mogą być one toksyczne i są w stanie wytworzyć się na przefermentowanym piwie. Na szczęście są stosunkowo proste do rozpoznania wizualnie, choć jeśli ktoś nie ma wprawy, może pomylić je z biofilmem. Tutaj znajduje się dobre zestawienie obrazujące sprawę. Pamiętajmy, że biofilm zawsze jest biały lub lekko szarawy i nigdy nie jest włochaty. Jeśli zauważymy zielone czy czarne wykwity lub są one włochate, to mamy do czynienia z pleśnią i nie powinniśmy takiego piwa próbować.

Przykład pleśni na piwie z owocami. Zielone zabarwienie i włochatość pozwalają bezproblemowo odróżnić ją od biofilmu. Fot. milkthefunk.com

Jeśli powyższe dwa punkty są spełnione, to próbujemy piwa i zastanawiamy się co czujemy. Organizmy często infekujące piwo to:

• Dzikie drożdże. Najczęściej będą przejawiać się aromatem chlorofenolu – aptecznym, szpitala, gabinetu dentystycznego. Jeśli nie użyliśmy do fermentacji szczepu produkującego fenole (np. belgijskiego), a zauważamy ich obecność w postaci aromatów goździka, przypraw korzennych, pieprzu czy plastiku, to też mamy do czynienia z dzikimi drożdżami. Jeśli mamy trochę szczęścia, możemy trafić na szczep produkujący przyjemne aromaty owocowe czy końskiej derki. Taka infekcja może się objawić dopiero w butelkach. Piwo będzie wtedy często przegazowane, wychodzić z butelki przy otwieraniu i mieć mało ciała.
• Lactobacillus / Pediococcus. Czyli typowe bakterie kwasu mlekowego. Piwo będzie skwaśniałe i może mieć maślany smak diacetylu. Z mojego doświadczenia taki typ infekcji bardzo często rozwija się w brudnych liniach do wyszynku w knajpach z lanym piwem. Jeśli kupicie ewidentnie walnięte w ten sposób piwo, proponuję spróbować je w innym miejscu przed wydaniem wyroku na produkujący je browar. A jeśli potwierdzenia się przypuszczą to napomknąć co nieco właścicielowi knajpy ;)
• Acetobacter. Najpopularniejsza bakteria produkująca kwas octowy. Piwo będzie pachnieć octem i mieć ostrą, nieprzyjemną kwaśność. Jeśli aromat ten jest niski i bardzo zależy nam na uratowaniu piwa, możemy spróbować szybko je zabutelkować. Produkcja kwasu octowego skończy się wraz z odcięciem dostępu tlenu. Niestety piwo tak czy siak złapie trochę tlenu podczas operacji związanych z butelkowaniem, więc szanse na powodzenie nie są tutaj specjalnie wysokie.
• Inne bakterie. Piwo może zostać zainfekowane przez mnóstwo innych bakterii. Te często spotykane w piwowarstie to chociażby Megasphaera, Selenomonas, Zymomonas, Zymophilus czy Obesumbacteria Proteus. Z reguły nie są one tak charakterystyczne jak te wymienione wyżej, bo produkują o wiele szersze spektrum aromatów, które dodatkowo w znacznym stopniu może się pokrywać przy różnych gatunkach. Mocno utrudnia to identyfikację. Mowa tu m.in. o aromatach aldehydu octowego, siarkowodoru (zgniłego jaja), merkaptanów (zgniłej cebuli), DMSu, diacetylu, kwasu masłowego (wymiocin) czy kwaśności mlekowej lub octowej.

Postępowanie w przypadku infekcji

Co więc należy robić, jeśli zauważymy na piwie biofilm lub zaniepokoją nas podejrzane aromaty? Sprawa wbrew pozorom jest banalnie prosta, a postępowanie bardzo uniwersalne.

Wylewanie piwa od razu po zauważeniu biofilmu nie zawsze jest dobrym pomysłem, ponieważ:

• Organizm, który zadomowił się w piwie, może być zupełnie neutralny smakowo. Zdarzyło mi się to kilka razy w piwach z owocami. Podejrzewam, że biofilm wytworzyły drożdże znajdujące się na owocach, jednak miałem szczęście trafiać szczepy nie przejawiające praktycznie żadnej innej aktywności. Piwa po wielu miesiącach w butelkach nadal smakują dobrze i nie przegazowują się.
• Możemy trafić infekcje dzikimi drożdżami, które dadzą przyjemne aromaty owocowe czy końskiej derki i przypadkiem zrobimy niezłe Wild Ale. Scenariusz mało prawdopodobny, ale się zdarza. Pamiętajmy, że bardzo cenione tradycyjne lambiki czy piwa flandryjskie, to też z technicznego punktu widzenia piwa po prostu w dobry sposób zakażone. Przy tym scenariuszu trzeba uważać na nagazowanie, ponieważ dzikie drożdże lubią bardzo powoli dojadać pozostałe cukry, co może skończyć się wybuchającymi butelkami.

W pozostałych przypadkach niestety piwo przeważnie nadaje się tylko do wylania. Całość można sprowadzić do prostego algorytmu:

Jeśli przydarzy nam się infekcja, fermentor i sprzęt, który miał kontakt z piwem najlepiej porządnie wymyć w roztworze wodorotlenku sodu (np. popularny kret) albo w ogóle się go pozbyć. To tylko kilkadziesiąt złotych a ryzykujemy kosztem surowców na kolejne piwo, jeśli to również się zakazi. Szczególnie niebezpieczna jest sytuacja po infekcjach dzikimi drożdżami, które są bardziej wytrzymałe od bakterii i potrzeba ich o wiele mniej aby wpłynęły na smak.

Wpis wyszedł nieco przydługi, ale mam nadzieję, że wyczerpujący. W razie dalszych pytań chętnie odpowiem w komentarzach. Jeśli interesują Cię podobne tematy, zostaw lajka na moim facebooku aby być na bieżąco.