Risposta allo stress da etanolo in Lactobacillus Plantarum

La risposta adattativa dei batteri agli stress in genere è oggetto di numerosi studi. Molti processi fermentativi, in cui vengono utilizzati batteri lattici, avvengono in condizioni ambientali molto diverse da quelle fisiologiche. Lactobacillus plantarum è uno dei più diffusi batteri lattici ambientali ed è anche ampiamente usato come “starter” nella produzione di differenti prodotti fermentati di origine sia vegetale sia animale, in cui stress termici e di acidità sono comuni. La comprensione dei meccanismi coinvolti nella risposta agli stress rappresenta un punto di partenza per migliorare l’adattamento in condizioni non fisiologiche per la crescita, ed ottimizzare i processi industriali, permettendo di ottenere prodotti qualitativamente migliori. Attualmente da parte dell’industria enologica c’è uno spiccato interesse nei confronti di batteri lattici isolati da vini in grado di condurre un’ottimale fermentazione malo-lattica. In tal senso, Lactobacillus plantarum, mostrando un più ampio profilo enzimatico rispetto a O. oeni, potrebbe giocare un ruolo importante nella modificazione del profilo aromatico del vino. Tuttavia le stringenti condizioni ecologiche caratterizzanti i vini in fase di maturazione, non sempre favoriscono la crescita microbica e potrebbero inibire anche l’instaurarsi di fermentazioni desiderabili quali la malo-lattica. Uno dei principali fattori inibenti la crescita microbica nel vino è senz’altro la presenza di elevate concentrazioni di etanolo, composto che generalmente altera l’omeostasi della cellula batterica. La pre esposizione di un ceppo in grado di condurre la fermentazione malo-lattica a dosi crescenti di etanolo potrebbe garantire un adattamento alla presenza del fattore di stress, tale da migliorare la sua resistenza e quindi la performance in vino. In tale contesto s’inserisce il presente lavoro di dottorato, con lo scopo di valutare la resistenza di ceppi di Lb. plantarum, isolati da campioni di vino differenti, a condizioni di stress tipiche della matrice in esame, come il pH acido, la presenza di SO2 e di etanolo. Parallelamente è stata valutata anche la crescita e la capacità di adattamento a diverse concentrazioni di etanolo (8% e 14%) previa esposizione a percentuali differenti di alcol (2%, 4%, 8%) mediante la determinazione dei parametri cinetici secondo modelli di microbiologia predittiva. Infine, si è inteso determinare, mediante modelli di inattivazione microbica, la sopravvivenza a concentrazioni di etanolo pari al 14% di ceppi appartenenti alla specie Lb. plantatum pre-adattati o meno. Quest’ultima attività è stata accompagnata dall’esame dei profili proteici dei ceppi oggetto di studio, coltivati in presenza e assenza di etanolo, al fine di verificare la presenza di eventuali variazioni imputabili al processo di adattamento all’etanolo. Lo studio ha dimostrato come la risposta adattiva al fattore di stress è ceppo-specifica; inoltre una pre esposizione a basse concentrazioni di etanolo pari al 2% e successiva crescita all’8% di alcol induce un adattamento delle cellule al fattore di stress riconducibile ad un aumento della velocità specifica di crescita , un incremento della carica microbica totale ed una maggiore sopravvivenza delle cellule. Al contrario, la pre-esposizione alle altre concentrazioni di etanolo (p4/8, p8/8) non consente un pre-adattamento bensì causa un danno sub-letale responsabile di una significativo decremento della velocità specifica di crescita per la totalità dei ceppi saggiati. Infine, i risultati evidenziano che in seguito alla pre-esposizione al 2% di etanolo tutti i ceppi mostrano dei profili proteici differenti da quelli relativi ai ceppi non adattati. Tali dati, anche se del tutto preliminari ma sicuramente degni attenzione, evidenziano il coinvolgimento di alcune proteine che potrebbero avere un ruolo centrale nella resistenza allo stress alcolico in Lb. plantarum.