Macchina del caffe, analisi sistematica dei batteri presenti e crescita pool in 30 giorni

Le comunità microbiche sono onnipresenti in entrambi gli ambienti naturali e artificiali, come in casa o in ufficio. Tuttavia, la diversità microbica è generalmente ridotta sotto forti pressioni di selezione, come quelli presenti in habitat ricchi di composti tossici o con proprietà antimicrobiche. La caffeina è un alcaloide naturale presente nel caffè, tè e bevande analcoliche con ben note proprietà antibatteriche. Ecco a voi la prima analisi sistematica dei batteri associati ad una macchina per il caffè. Abbiamo testato il serbatoio dei rifiuti del caffè di dieci diverse macchine Nespresso a cialde e condotto un monitoraggio dinamico del processo di colonizzazione in una nuova macchina.

I risultati rivelano l’esistenza di una variegata comunità batterica in tutte le macchine campione, e un processo di colonizzazione rapido dei percolati del caffè. La comunità sviluppata da un pool pionieristico di enterobatteri e altri taxa opportunistici fino ad arrivare ad un microbioma maturo, ma ancora molto variabile e ricco di batteri adattati alla caffeina. Le comunità batteriche qui descritte, per la prima volta, sono potenziali conducenti di processi biotecnologici rilevanti tra cui decaffeinizzazione e biorisanamento.

Uno dei due generi più frequenti trovati ( dei 67 individuati ) nelle macchine da caffè è Pseudomonas, che è anche uno dei pochi esempi noti di un batterio caffeina-degradante. Infatti, Pseudomonas sp. è conosciuto per catabolizzare la caffeina sin dagli anni ’70, ed è noto per essere in grado di degradare fino a 15 g / L di caffeina attraverso una reazione demetilazione N-, che insieme con una ossidazione C-8 rappresentano due potenziale vie cataboliche. Specie segnalate per capacità di degradazione della caffeina sono P. alcaligenes  e P. putida (ceppi C1, CBB1 o CBB5).

L’abbondanza invece di Enterococcus spp. in liquidi ricchi di caffeina potrebbe non necessariamente comportare una dichiarata capacità di degradazione della caffeina in Enterococcus, ma potrebbe semplicemente essere una conseguenza della tolleranza a determinati livelli di caffeina. Lo stesso vale per altri taxa frequenti. È interessante notare, questo genere è stata precedentemente associato al caffè, insieme a molti altri. Ad esempio, Acinetobacter sp. è stato isolato durante la fermentazione del caffè, mentre Stenotrophomonas sp., Curtobacterium sp., e Pseudomonas sp. sono abbondanti nei semi e sulla loro superficie.
Il processo di colonizzazione dei residui di caffè è stato studiato in un esperimento utilizzando una nuova macchina della Krups Inissia (che si trova in una stanza separata all’interno del nostro laboratorio). L’esperimento è durato due mesi, durante i quali sono stati prelevati campioni di lisciviazione e la biodiversità batterica è stata analizzata, con una variazione significativa nei profili tassonomici rilevati.Una elevata ricchezza di specie iniziale è stata sostituito da una relativamente più semplice, ma ancora molto variabile. Durante i primi 11-13 giorni, Pantoea sp., Cloacomonas sp. e, in misura minore, Brevundimonas sp. erano relativamente abbondanti, ma le quantità sono diminuite a livelli non rilevabili alla fine dell’esperimento.

Tutti questi taxa sono stati in gran parte sostituiti da Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., E Sphingobium, specie che hanno raggiunto un picco e poi oscillato (Sphingobium sp., Bacillus sp.), o hanno raggiunto i livelli più alti, alla fine dell’esperimento (Pseudomonas sp. , Acinetobacter sp.). I primi 30 giorni sono stati esposti a esposti maggiore instabilità nelle comunità batteriche, come si evince dai picchi consecutivi di molto abbondanti taxa, che sono stati sostituiti da una composizione batterica più equilibrata dopo un mese. Come in altri studi su diversi environments simili, questi risultati suggeriscono una lunga successione ecologica durante il primo mese, in cui taxa batterica generalista, tra cui enterobatteri generi come Pantoea, sono i primi colonizzatori, ma sono poi spostato da ondate successive di altri taxa 

l’articolo in inglese qui