Parte 1 72 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente FERMENTAZIONE ALCOLICA la più antica e la più importante trasformazione degli zuccheri utilizzata dall uomo per produrre vino, birra e pane. I lieviti (Saccharomyces cerevisiae) sono i microrganismi responsabili ed il substrato è sempre uno zucchero: uno zucchero semplice (glucosio, fruttosio nelle uve) o amido (nell orzo e nel grano). Nel caso dell amido il processo fermentativo deve essere preceduto dall idrolisi del polisaccaride in molecole di monosaccaridi semplici (glucosio). L equazione generale di fermentazione è: C6H12O6 2 C2H5OH + (Glucosio) 2 CO2 + 2 ATP alcol anidride (etanolo ) + (carbonica ) + (energia calore ) La resa in alcol è in media del 60% in volume; da 1 mole di glucosio (180 g), infatti, si producono 2 moli di alcol etilico (92 g) pari a 0,51 in peso che, dividendo per il peso specifico dell alcol (0,79), è uguale a 0,64 in volume (64%) [ 39 ]. ALCOL LIEVITI + FERMENTAZIONE LATTICA ANIDRIDE CARBONICA + ENERGIA/CALORE La quantità di calore è di 24 kcal ogni mole di glucosio. In teoria la temperatura del mosto, che in media contiene il 15-18% di zuccheri, aumenterebbe fortemente con la fermentazione, più di 20 °C rispetto alla temperatura iniziale, con gravi danni per i lieviti che, inibiti dalle alte temperature raggiunte, sarebbero sostituiti dai batteri con fermentazioni indesiderate (fermentazione mannitica). a 39 Il mosto è oramai trasformato quasi totalmente in giovane vino, quasi tutto lo zucchero è stato trasformato in alcol e si può procedere con la svinatura e le successive fasi della vinificazione. 0090.Parte1_Cap_02.indd 72 In pratica, il mosto quando fermenta non è isolato dall esterno e quindi si ha dispersione di calore favorita anche da operazioni quali follature (rimescolamento del mosto), rimontaggi (il mosto viene prelevato dalla parte bassa del recipiente e lasciato ricadere a pioggia) o refrigerazione, che raffreddano l intera massa. Anche la liberazione dell anidride carbonica (nel vino appena fatto ne rimane circa 1 g/l) favorisce, in parte, il raffreddamento della massa in fermentazione. Il processo biochimico, riassunto nell equazione fondamentale precedente, si svolge in numerosissime tappe fino all acido piruvico che, in ambiente anerobico, anziché prendere la strada del ciclo di Krebs, viene decarbossilato ad aldeide acetica e quindi ridotto ad alcol etilico con riossidazione dell NADH che, tornando NAD+, può rientrare in circolo. Nel processo di fermentazione (f A7) del pane dall amido idrolizzato si forma l acido piruvico e da esso alcol etilico ed anidride carbonica (è la CO2 a far lievitare il pane), ma dall acido piruvico si formano anche glicerina, aldeide acetica, acidi organici (acido succinico), alcoli superiori (dagli amminoacidi). Contemporaneamente si possono avere anche altre fermentazioni acide sostenute dai lattobacilli, quali la lattica e l acetica che sembra migliorino il sapore del pane e di altri prodotti da forno come il panettone. Sono allo studio tecniche per realizzare fermentazioni miste, in cui ai lieviti viene associato il Lactobacillus sanfranciscensis. Quando lo zucchero (lattosio), anziché dai lieviti, viene demolito da batteri [ 40 ] (quali Lattobacilli o Streptococchi), si ha la trasformazione fino ad acido piruvico come nel caso precedente, ma poi questo viene ridotto direttamente, senza essere decarbossilato, e così si forma acido lattico (fermentazione omololattica). Se i batteri sono del genere Leuconostoc, oltre ad acido lattico si producono anche alcol etilico e anidride carbonica (fermentazione eterolattica). Tale fermentazione è sfruttata dall industria lattiero-casearia nel processo di maturazione dei formaggi e nella tecnologia di produzione di yogurt (fermentazione omolattica) e kefir (fermentazione eterolattica). b 40 (a) I lattobacilli, maggiori responsabili della fermentazione lattica, sono anche parte integrante della flora batterica intestinale. (b) Tra i lattobacilli il L. sanfranciscensis è quello maggiormente responsabile del sapore del lievito madre (pasta acida) 02/03/21 16:51