Continuiamo ad occuparci della fermentazione e conosciamo un pochino meglio alcuni degli agenti che possono provocare questo processo.
CRESCITA DEI LIEVITI : che cosa sono i lieviti
I lieviti sono funghi microscopici presenti tutto intorno a noi. In assenza di ossigeno, alcuni di essi compiono una respirazione anaerobica o fermentazione. Sono state catalogate più di mille specie di lieviti, alcuni comunemente usati dall’uomo, altri invece possono causare infezioni sia nell’uomo che negli animali.
Per ricavare energia, i lieviti demoliscono gli zuccheri degli alimenti su cui vivono (farina, mosto d’uva, malto), e li trasformano in altri prodotti. Loro ottengono energia e a noi regalano pane, vino e birra, che l’umanità ha imparato a preparare da tempi remoti.
Il loro nome deriva dal latino levis cioè «lieve» e ci fa capire quanto piccoli siano questi microrganismi.
Il verbo lievitare ci ricorda invece la panificazione: si mescolano acqua, farina, un poco di lievito, si copre con un panno e di lì a poco la pasta comincia a gonfiarsi, pronta per la cottura.
Come dicevamo, essi sono microscopici funghi, quasi tutti della classe degli Ascomiceti, privi di micelio. Sono funghi unicellulari che vivono in colonie; i riproducono di solito per gemmazione o, più raramente, per spore. Al microscopio si presentano in forma sferica, ovale o filamentosa.
Alcuni lieviti utilizzano l’ossigeno, proprio come noi (respirazione aerobica), altri invece hanno la possibilità di passare a una respirazione anaerobica, ovvero alla fermentazione.
I lieviti fermentanti producono energia convertendo gli zuccheri in anidride carbonica ed etanolo.
Nella fermentazione delle bevande alcoliche è utile la produzione dell’etanolo, mentre nella lievitazione del pane l’anidride carbonica gonfia la pasta e l’alcool (etanolo) evapora durante la cottura.
Le loro cellule contengono un enzima, che permette la demolizione degli zuccheri, presenti dell’alimento dove il lievito si deposita (si chiama substrato), in molecole più piccole. L’energia dei legami chimici così liberata serve ai microscopici funghi per vivere.
Tra tutti i lieviti, un ruolo di primo piano lo svolge il Saccharomyces cerevisiae, il fungo che chiamiamo lievito di birra.
Interviene nella preparazione della birra, ma serve anche nella preparazione del pane. In condizioni naturali si trova nell’aria e sulla buccia dell’uva o della frutta in genere.
Parleremo in seguito della “birrificazione” e della “vinificazione”, mentre abbiamo già cominciato a parlare della lievitazione.
Intanto vi dico che, per ottenere la birra, si usa l’orzo, che viene fatto fermentare, insieme a riso o grano. L’amido dell’orzo imbevuto d’acqua macera per una decina di giorni trasformandosi in uno zucchero che si chiama maltosio e in glucosio (insieme formano il malto).
Al malto si aggiunge la luppolina, una polvere ricavata dai fiori secchi del luppolo, che dà alla birra il tipico sapore amarognolo, e i Saccaromiceti (Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces carlsbergensis) che operano la fermentazione alcolica.
CRESCITA DEI LIEVITI. I fattori che la influenzano
L’ attività dei lieviti è influenzata da
- temperatura,
- pH,
- presenza di ossigeno
- nutrimento presente, sotto forma di azoto
Il valore ottimale di temperatura è compreso tra 20 e 30 °C.
All’aumentare della temperatura, l’attività dei lieviti aumenta. Ma : a 43 °C l’attività si riduce e cessa completamente a temperature superiori ai 50°C.
A queste temperature, infatti le cellule dei lieviti vengono distrutte.
Che cosa succede invece quando la temperatura scende sotto ai 20°C? L’attività dei lieviti rallenta, per cessare quasi completamente a temperature prossime a 0°C.
Se congelate il lievito di birra, per esempio, “metterete a nanna” i lieviti. Quando poi li riporterete a temperatura ambiente, risveglierete i funghi, che riprenderanno la loro attività.
Il valore ottimale di pH per l’attività dei lieviti oscilla in un pH compreso tra 3,5 e 4, 5, mentre l’ossigeno è indispensabile per lo sviluppo dei lieviti (5-10 mg/l), che possono metabolizzare (cioè trasformare) gli zuccheri attraverso due vie:
- aerobica, perché in presenza di ossigeno trasformano gli zuccheri in anidride carbonica, acqua e massa cellulare;
- anaerobica, in quanto in assenza di ossigeno operano la fermentazione alcolica, originando anidride carbonica, alcol e altre sostanze responsabili delle caratteristiche organolettiche del prodotto finito.
Nella fase iniziale, la presenza di ossigeno consente la rapida crescita e la riproduzione dei lieviti. Man mano che l’ossigeno viene consumato, si crea una situazione di anaerobiosi, ed i lieviti operano la fermentazione alcolica.
Per la crescita dei lieviti è fondamentale infine la presenza di nutrimento. Questo significa che ai lieviti servono fonti di azoto per permettere la moltiplicazione cellulare e la sintesi di proteine.
Il fabbisogno minimo è di 150-180 mg/l (al di sotto di questo valore, c’è il rischio di un arresto di fermentazione) :
Come tutti gli organismi viventi, i lieviti necessitano anche di altri nutrienti, per sopravvivere e svolgere le loro funzioni:
- Vitamine
- Tiamina : 160-450 g/l
- Biotina : 1.5-4.2 g/l
- Acido pantotenico : 0.5-1.4 g/l
Il pH è importante anche per l’attività degli enzimi.
| Valori ottimali di pH per l’attività enzimatica
Invertasi (saccarasi) |
Enzima Funzione
Scinde il saccarosio in glucosio e fruttosio |
pH ottimale
4,5 |
| Maltasi | Scinde il maltosio in glucosio | 6,1-6,8 |
| Amilasi | Scinde l’amido in destrosio e maltosio | 4,6-5,2 |
| Lipasi | Scinde i grassi | 4,7 |