Fermentazione alcolica

Fermentazione alcolica

La fermentazione è un processo chimico di parziale demolizione di carboidrati operato da microrganismi impropriamente detti fermenti. I microrganismi (lieviti, muffe, batteri) utilizzano materiale fermentescibile per trarre l'energia (dalla demolizione degli zuccheri) alla loro vita e producono alcool, acido citrico, acetone ecce per questa ragione sono utilizzati industrialmente. Le fermentazioni si dicono "anaerobiche" se avvengono fuori del contatto con l'aria, come la fermentazione alcolica ; "aerobiche', se richiedono la presenza di ossigeno, come la fermentazione acetica, in cui l'alcool etilico viene trasformato in acido acetico.

Per fermentazione alcolica si intende la produzione di alcool etilico, a partire dai carboidrati, operata da alcuni microrganismi (in particolare lieviti).

L'alcool etilico è un liquido incolore e di sapore bruciante.

I metodi di produzione possono essere distinti in due grani classi : metodi per fermentazione e metodi per sintesi. Alla prima appartengono tutti i metodi per ottenere bevande alcoliche fermentate e i prodotti di distillazione delle stesse usati come bevande.

Per quanto la fermentazione alcolica possa essere realizzata anche da altri microrganismi, i soli ad avere interesse pratico sono i lieviti . Essi sono in grado di far fermentare solo zuccheri semplici come glucosio o fruttosio o un disaccaride (il saccarosio o zucchero comune) che viene scisso in glucosio e fruttosio da un enzima chiamato comunemente invertasi. La fermentazione diretta di colture selezionate avviene perciò su sostanze alcoligene come l'uva, la frutta in genere, le barbabietole, la melassa e molte Graminacee che contengono tali zuccheri semplici. La preparazione consiste nel preparare un succo, una soluzione zuccherina ed introdurvi una coltura di Saccharomices cerevisiae per provocare la fermentazione del mezzo.

Nel caso di sostanze amidacee è necessario far precedere una idrolisi del carboidrato complesso a zuccheri semplici. Questo avviene ad opera dell'enzima "diastasi" dell'orzo germogliato o di "amilasi" secrete da Mucoracee che vengono fatte crescere sul mosto utilizzato. Terminata l'idrolisi, si fa ricorso ad una coltura selezionata di Saccharomices per la fermentazione. I materiali amidacei usati sono semi di cereali (mais, riso, orzo, grano), patate, banane e in genere scarti agricoli ad alto contenuto di amido.

Dalla fermentazione alcolica si ottengono, oltre all'alcool etilico e all'anidride carbonica altri prodotti secondari : glicerina, alcoli monovalenti e polivalenti che con altri composti costituiscono il cosiddetto olio di flemma, aldeide acetica, acido formico, acido acetico e acido succinico.

Attivi e caratteristici agenti di fermentazione alcolica quindi sono la maggior parte dei lieviti. Tra le varie specie va ricordato il Saccharomyces cerevisiae, nella sua forma tipica e nella sua varietà ellipsoideus. Sono questi i maggiori responsabili della f. a. che accompagna e caratterizza la trasformazione del mosto d'uva in vino, del mosto di frutta in sidro, del malto in birra, dell'impasto di farina in pane.

Panificazione

Quei microrganismi o quei prodotti artificiali che provocano la fermentazione panaria o che comunque fanno lievitare impasti di farina si indicano con il nome di lieviti.

Poiché tra i microrganismi i Saccaromiceti rivestono una particolare importanza nel processo di lievitazione, ad essi si dà comunemente il nome di lieviti anche quando siano destinati ad altri scopi.

La fermentazione panaria è utilizzata dai tempi remoti. Essa è basata sulla produzione di un gas (anidride carbonica) nell'interno dell'impasto così da dare al pane una struttura finemente porosa.

Un tempo la lievitazione avveniva con i cosiddetti "lieviti rustici" ottenuti conservando per l'impasto successivo una quantità dell'impasto precedente. La flora di questi lieviti era vasta e variabile : in essa predominavano Lattobacilli e Saccaromiceti ed ai primi si doveva prevalentemente l'acidificazione dell'impasto (da cui il nome di "pasta acida") ai secondi prevalentemente la produzione di gas (i primi attraverso una fermentazione lattica, i secondi attraverso una fermentazione alcolica dei carboidrati più semplici della farina.

Per quanto non completamente scomparsa, la panificazione con lieviti rustici oggi ha una diffusione assai modesta anche per la lentezza delle operazioni e le si preferisce la panificazione con Saccaromiceti coltivati. Sono impiegati a questo scopo ceppi di " Saccharomyces cerevisiae". I liquidi zuccherini sui quali si opera la riproduzione dei lieviti sono di solito soluzioni diluite di melassi, prevalentemente di bietola addizionate di sali nutritivi.

SCHEMA DI PANIFICAZIONE

FARINA ACQUA LIEVITO SALE

IMPASTO

FOGGIATURA

ALCOL LIEVITAZIONE ANIDRIDE CARBONICA

ACQUA COTTURA

RAFFREDDAMENTO

PANE

Vino

Sono vini i prodotti della fermentazione alcolica dei mosti di frutta. Con il nome di vino si intende tuttavia chiamare unicamente il prodotto della fermentazione del mosto d'uva.

Il fenomeno fondamentale nella formazione del vino consiste nella trasformazione degli zuccheri contenuti nell'uva, glucosio e fruttosio, in alcol etilico e anidride carbonica.

C H O C H OH + 2 CO

glucosio o fruttosio alcol etilico anidride carbonica

Questa trasformazione, detta fermentazione alcolica, avviene ad opera di particolari microrganismi, i lieviti alcolici (che si trovano sulle bucce dell'uva al momento della raccolta , trattenutivi da una sostanza cerosa, la pruina) che sono forniti di un complesso enzimatico chiamato zimasi alcolica, capace di operare queste trasformazioni. Si può valutare che su ogni acino integro d'uva si trovino da 200.000 a 300.000 cellule di lieviti, tra cui predominano Saccharomyces cerevisiae, varietà ellipsoideus. Durante la fermentazione si trovano numerosi prodotti secondari, che hanno grande importanza nella formazione delle caratteristiche organolettiche del vino, quali la glicerina, l'acido acetico, l'acido lattico, e inoltre, dalla fermentazione degli amminoacidi, acido succinico e alcoli superiori. Tali prodotti si formano o per derivazione della fermentazione principale (glicerina e acido acetico) o per fermentazioni secondarie (acido lattico, alcoli superiori) ad opera della microflora delle bucce.

Lavorazione del vino :dopo la raccolta dell'uva si procede all'ammostatura e pigiatura. Questa operazione provoca la fuoruscita per compressione del succo dagli acini di uva . Il mosto, viene quindi trasportato nei tini di fermentazione. Il vino, compiuta la fermentazione, viene quindi sottoposto ad invecchiamento.

Birra

Bevanda alcolica ottenuta dalla fermentazione di un estratto acquoso di orzo germinato e torrefatto (malto) con aggiunta di luppolo che conferisce un sapore e un aroma particolari.

Le materie prime per la fabbricazione della birra sono l'acqua, il malto (ricco di maltasi) ,il luppolo e, a volte anche il riso.

Il malto e il riso macinati vengono uniti ad acqua. In questa prima fase, detta di preparazione del mosto, la maltasi idrolizza le sostanze amilacee trasformandole in zuccheri e destrine, per la massima parte in maltosio(saccarificazione). Si procede poi alla cottura. Alla cottura segue la filtrazione e dopo aggiunta di luppolo, una seconda cottura. Si raffredda, si filtra e si passa alla fermentazione.

La fermentazione avviene ad opera di particolari lieviti che vengono aggiunti : il principale è il Saccharomyces cerevisiae detto perciò anche "lievito di birra". Tali lieviti si sviluppano producendo anidride carbonica e trasformando gli zuccheri in alcol. La fermentazione si distingue in due fasi : una principale , tumultuosa e rapida durante la quale la densità del mosto va sempre più diminuendo a mano a mano che gli zuccheri si trasformano in alcol, una secondaria , seguita da un processo di maturazione che può durare anche alcuni mesi.