Domande esame risposte - Microbiologia Industriale - Prof. Rollini

Produzione di funghi a carpofori

I funghi sono microrganismi, nonostante l'aggettivo "micro" non si adatti completamente alla definizione di questa categoria. La prima produzione di essi inizia intorno al 1700, con le prime produzioni in miniere, caverne e capannoni in disuso. Solo in tempi recenti sono stati utilizzati appositi locali dotati di impianto di aerazione.

I più grandi produttori occidentali sono gli USA, mentre in Italia la produzione è maggiore nel nord. In oriente, i funghi sono consumati non solo come fonte energetica ma anche per il loro valore salutistico.

Inizialmente, la produzione di funghi veniva utilizzata con la finalità di smaltire residui di lettiere di cavalli e animali avicoli. Molti funghi sono saprofiti, si sviluppano a spese di materiale in decomposizione, e la specie più coltivata è Agaricus (champignon).

I funghi hanno un elevato contenuto proteico e di chitina, che non è digeribile, quindi il loro consumo non è tollerato da tutti. Tutti i funghi sono costituiti da ifee filamentose; ciò che si sviluppa nel sottosuolo prende il nome di micelio. Alcuni funghi riescono ad aggregare le ifee nel carpoforo, la parte aerea costituita da un gambo e da un cappello, ciò che noi mangiamo e chiamiamo fungo.

Esistono più di 250.000 specie di funghi, di queste solo 10.000 hanno un carpoforo, ma molti di questi sono più o meno velenosi e alcuni addirittura mortali. 2.000 sono quelli commestibili, e di questi, quelli prodotti su larga scala sono circa 20. Le specie più coltivate sono Agaricus, Lentinula, Volvariella, Pleurotus e Auricularia. Il maggiore produttore di funghi sono i paesi asiatici.

• Lentinula – detta anche Shiitake o fungo cinese. È prodotto in due modi: il metodo tradizionale su tronchi di quercia o di faggio in boschi, i tronchi vengono forati con trapano e riempiti con una sospensione di spore e sigillati con una cera non dura (l'ifa riesce a passarci attraverso). I tronchi sono messi nei boschi per due anni dove crescono a spese della cellulosa, quando il carpoforo ha la misura desiderata viene raccolto per torsione in modo che le ifee possano di nuovo far crescere il carpoforo. Quando si stacca la corteccia dai tronchi significa che è finita la cellulosa a disposizione del fungo. Questo processo è limitato da una variazione di produttività in base alle condizioni climatiche, per questo sono stati messi a punto processi più moderni che prevedono l'utilizzo della segatura. Dei sacchi sono riempiti di segatura e paglia di riso, sterilizzati, inoculati con la sospensione di spore e messi in dei locali dove crescono i funghi.
• Pleurotus – anche questi sono coltivati su sacchi contenenti segatura.
• Flammulina velutipes – costituito da gambi sottili e paralleli che si sviluppa in altezza, ha origine giapponese. Coltivato in contenitori plastici con paglia di riso o di grano, quando il fungo comincia a crescere viene messo un ‘collare’ per farlo sviluppare in altezza, vengono poi tagliati e può ripartire un altro ciclo.
• Agaricus bisporus – è il fungo più prodotto e consumato in Italia. Il processo è molto lungo, può arrivare fino a 90 giorni per il completo sviluppo. Il processo è diviso in tre fasi:
  • A - preparazione del substrato: il substrato è formato da stallatico di cavallo da corsa perché ho fonti di carbonio, di azoto + paglia di lettiera + pollina (deiezioni di galline ovaiole) + solfato di ammonio e farina di soia per aumentare il contenuto di azoto fino a quasi al 2%. Tutti questi ‘ingredienti’ sono portati nei locali dove avviene la preparazione del substrato, posizionati e mescolati con trattori, benne riuniti a formare una specie di montagnetta e bagnati grossolanamente per aumentare l'umidità fino a circa il 75% e rivoltato più volte con pale meccaniche, fase idrolitica. Il substrato è poi organizzato in filo e ogni due giorni disfati e ricostruiti, in questo modo si instaurano delle fermentazioni spontanee che portano la temperatura interna fino anche a 80°C, a queste T parte della popolazione microbiche e di larve e insetti si inattiva. Ho un forte sviluppo di ammoniaca, questa fase di fermentazione dura circa una settimana. Ora il substrato prende il nome di compost. Pastorizzazione: compost spostato in celle per la pastorizzazione con temperature di 60°C per 12h. Condizionamento: il compost viene lasciato raffreddare naturalmente, qui troviamo dei batteri termofili come Bacillus eliminando l’ammoniaca fondamentale perché non tollerata da Agaricus. Ora il pH del compost è attorno alla neutralità, circa a pH 7.
  • B – seconda fase inoculo: il compost è trasferito con un nastro trasportatore da una camera di condizionamento ad un'altra, durante questa fase viene fatto cadere sopra il nostro inoculo (spore di Agaricus pre-germinate su chicchi di qualche cereale. Incubazione: a 25°C per 2 settimane, il micelio sul chicco del cereale inizia a diffondersi sul nostro compost. Ora il compost è trasferito in celle predisposte per il controllo della temperatura, umidità e dei livelli di aerazione; si dispone su queste strutture con uno strato di 20-30 cm ricoperto con della torba. Sviluppo: avviene inizialmente ad una T di 25°C a umidità del 100% e bassa tensione di ossigeno. Le ifee emergono in superficie, si iniziano a vedere dei ‘ciuffetti’ di micelio. Quando circa il 70% del terreno è coperta da ifee attuo uno shock termico abbassando la temperatura da 25°C a 16°C con umidità all’80% e aumento della tensione di ossigeno. In questo modo le ifee si uniscono tra di loro e formano il cosiddetto primordio del carpoforo (strutture sferiche della dimensione di un pisello), il carpoforo raggiunge la maturazione in circa 10 giorni.
  • C – terza fase raccolta: si raccoglie dopo circa 10g ma dipende dalla dimensione di funghi che voglio ottenere per quale genere di prodotto si coltiva. La raccolta è manuale, avviene per torsione. Il costo di raccolta incide molto sulla produzione. Non si fa una raccolta sola, si raccoglie poi di integra per 2 litri di acqua il terreno per ogni kilo raccolto, chiudo le celle e ricomincio il mio processo. Ogni raccolta si chiama volata posso fare 4-5 volate, poi terreno diventa improduttivo. Quando la cellula non garantisce più la produzione adeguata deve essere svuotata sterilizzata per accogliere del nuovo compost e ripartire con il ciclo. Il processo in totale può durare fino a 90 giorni. Lo scarico delle cellule avviene per mezzo di una tramoggia, il residuo può essere usato come fertilizzante per il giardinaggio previa sterilizzazione. La resa di produzione è 20-25% (20-25kg di funghi ogni 100kg di compost utilizzato).

Processo di produzione della birra

La birra è una bevanda alcolica, la più diffusa dopo tè, bibite gassate e latte. In Italia, nel 2004 il consumo è di 30 litri pro-capite, mentre i più grandi bevitori in Europa sono nella Repubblica Ceca. Dal 2004 al 2013 i consumi si sono mantenuti abbastanza invariati.

Viene definita birra il prodotto della fermentazione alcolica di un mosto preparato con malto d'orzo o di frumento, amaricato con il luppolo da parte di ceppi di S. Cerevisiae o S. Carlsbergensis.

Gli ingredienti utilizzati per la produzione sono:

• Lievito – divisi in lieviti ad alta fermentazione e a bassa fermentazione. I primi lavorano a T 15-23°C e a fine fermentazione tendono ad aggregare alla schiuma. Quelli a bassa fermentazione 8-15°C il ceppo tende a depositare sul fondo.
• Acqua – fino al 95% del prodotto. I birrifici più importanti nascono vicino a fonti d'acqua con caratteristiche particolari, acque povere di sali (soprattutto sodio) e pH sotto la neutralità. L'acqua deve essere potabile.
• Orzo – gli zuccheri fermentescibili derivano dai cereali trattati in modo particolare per rilasciare gli zuccheri. Nel medioevo al posto dell'orzo si utilizzava il frumento, intorno al 1500 in Germania fu emanato un editto che vietò l'utilizzo di frumento per la produzione di birra in seguito ad una carestia, i produttori di birra iniziarono a utilizzare l'orzo. In alcune birre tipo Wais si usa ancora una miscela con frumento.
• Luppolo – pianta tipica dei paesi continentali tipo America, Germania, UK. Si utilizzano le inflorescenze femminili, coni, che contengono resine amare e oli essenziali. Alcune più amare altre meno.

La birra è distinta in:

• Analcolica <1,2% alcol
• Alcolica – light 1,2-3,5%; normali >3,5% esistono poi le doppio malto e le speciali con gradazione alcolica maggiore.

Il grado saccarometrico indica la quantità di zuccheri fermentescibili. Processo produzione di birra:

• Maltizzazione dell'orzo o di qualsiasi altro cereale. Questa fase non è quasi mai fatta nei birrifici dove di solito arriva il malto già torrefatto. L'orzo è sottoposto a germinazione prima di utilizzarlo per fare la birra. La germinazione è fatta bagnando il cereale, ponendolo poi in vasche rettangolari molto arieggiate. Questo viene fatto per attivare gli enzimi idrolitici che sono quiescenti nel chicco che devono essere attivi nella fase successiva. Gli enzimi iniziano a degradare l'amido in zuccheri semplici. Appena impostata la plantula la germinazione di ferma, eliminata ed il chicco viene tostato.