Oenococcus oeni

Caratteristiche

Oenococcus oeni è un batterio Gram-positivo appartenente alla categoria dei batteri lattici, più precisamente alla famiglia delle Leuconostocaceae (Fig. 1). Le cellule di O. oeni hanno forma di bacillo: generalmente, sono disposte in coppia o a catenelle e sono immobili. Solitamente, non producono spore.

Oenococcus oeni appartenente alle Leuconostocaceae
Figura 1 – Oenococcus oeni

Isolato principalmente da uva fermentata e succhi di frutta, O. oeni è il batterio responsabile della fermentazione malo-lattica nel vino (Fig. 2). Questo processo non è una vera e propria fermentazione, ma una degradazione dell’acido malico ad acido lattico necessario per la maturazione del vino.

Fermentazione malolattica nel vino
Figura 2 – Fermentazione malolattica nel vino

Inizialmente classificato come Leuconostoc oenos, nel 1995 Dicks et al. lo hanno ri-denominato come Oenococcus oeni (dal greco “oeno” sta per “vino”) in seguito alla scoperta dell’omologia del DNA tra i due generi Leuconostoc e Oenococcus. Le differenze tra i due generi risiedono invece nella capacità di O. oeni di metabolizzare zuccheri come saccarosio, lattosio e maltosio, abilità che invece il genere Leuconostoc non possiede.

Filogenesi

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumFirmicutes
ClasseBacilli
OrdineLactobacillales
FamigliaLeconostocaceae
GenereOenococcus
SpecieOenococcus oeni

Morfologia delle colonie

Le colonie hanno un colore biancastro e un diametro compreso tra 0.1 e 1.0 mm; sono inoltre leggermente convesse (Fig. 3).

colonie o.oeni
Figura 3 – Colonie di O. oeni in purezza a destra

Generalmente, O. oeni viene coltivato a temperatura controllata (30°C) su terreno solido MRST (Man, Rogosa and Sharpe) addizionato con succo di pomodoro al 10% che ne favorisce la crescita, a pH acido (5.0).

Caratteristiche metaboliche

O. oeni è un batterio anaerobio facoltativo: utilizza l’ossigeno per la respirazione cellulare, ma produce energia tramite fermentazione. A differenza degli altri lattobacilli, è in grado di sopravvivere ad ambienti particolarmente acidi, con pH inferiore a 3 e tollera livelli di etanolo superiori al 10%.

Per queste sue caratteristiche è il principale responsabile della fermentazione malo-lattica, ovvero della conversione del glucosio e dell’acido malico ad acido lattico. Per questo pathway metabolico, O. oeni è classificato come eterofermentante (Fig. 4): ovvero, è in grado di produrre diverse molecole dalla fermentazione degli zuccheri.

Nello specifico, tra i prodotti principali ci sono l’anidride carbonica, l’etanolo, l’acetato e il diacetile, che è una molecola che compone il bouquet aromatico del vino.

Metabolismo eterofermentante nei batteri
Figura 4 – Metabolismo eterofermentante nei batteri

A bassi livelli, il diacetile nelle bevande alcoliche come il vino dona un senso di fluidità al palato e conferisce un aroma caratteristico di burro. E’ presente ad esempio di molti vini di tipo Chardonnay, specialmente quelli della California, noti come “bombe di burro”.

Patogenesi

O. oeni non è un microrganismo patogeno per l’uomo o gli animali. Anzi, è un microrganismo in grado di contrastare i batteri patogeni che proliferano negli alimenti, come Salmonella enteridis e Listeria monocytogenes.

Metodi di identificazione

Per l’identificazione di O. oeni è stata messa a punto nel 2010 una tecnica di biologia molecolare dall’elevata efficacia e selettività. Essa permette di identificare ed isolare velocemente ed accuratamente O. oeni da campioni di vino. Il metodo si basa sull’amplificazione del gene che codifica per l’RNA ribosomiale 16S utilizzando i primer universali. In seguito si applica un enzima di restrizione FseI generando due frammenti da 326 e 1233 bp.

Tra i batteri del vino, solo O. oeni possiede il sito di riconoscimento per FseI all’interno del gene del 16S rRNA. Pertanto, una volta amplificato questo gene, solo O. oeni sarà in grado di fornire due bande dalla corsa elettroforetica del prodotto di amplificazione e taglio (Figura 5).

sito di riconoscimento per FseI nel gene 16S rRNA di O.oeni
Figura 5 – Sito di riconoscimento per FseI

Ecologia

O. oeni funge da stabilizzatore delle comunità microbiche del vino consumando le fonti alimentari e tenendo sotto controllo le altre specie microbiche, potenzialmente dannose. A seconda delle caratteristiche dell’uva, del clima e del tipo di vino, questo batterio può avere un impatto più o meno importante sulle qualità del vino.

A livello industriale, vengono solitamente utilizzati ceppi selezionati e standardizzati di O. oeni, ma sono comunque estremamente importanti le condizioni ambientali di crescita per questo microrganismo.

O. oeni comunemente domina la fermentazione secondaria per la sua estrema tolleranza a variazioni di pH e di livelli di etanolo. Grazie alle sue proprietà eterofermentanti, è considerato come un ingegnere dell’ecosistema e riesce a creare condizioni favorevoli per la crescita di altri batteri lattici.

Fonti

  • Chiang IY, Worobo RW, Churey JJ, Henick-Kling T. Growth inhibition of foodborne pathogens by Oenococcus oeni. J Food Sci. 2012 Jan;77(1):M15-9. doi: 10.1111/j.1750-3841.2011.02446.x. Epub 2011 Nov 10. PMID: 22260113.
  • Marques et al (2010) A novel molecular method for identification of Oenococcus oeni and its specific detection in wine. International Journal of Food Microbiology 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.06.006
  • Neto R, Mota MJ, Lopes RP, Delgadillo I, Saraiva JA. Growth and metabolism of Oenococcus oeni for malolactic fermentation under pressure. Lett Appl Microbiol. 2016 Dec;63(6):426-433. doi: 10.1111/lam.12664. Epub 2016 Oct 17. PMID: 27581841
  • https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/oenococcus-oeni
  • https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Oenococcus_oeni#Cell_Structure.2C_Metabolism_and_Life_CyCyc
  • https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/oenococcus-oeni

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