Nov 10, 2018
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Processo di fermentazione: come avviene?

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La fermentazione è un processo di trasformazione subito da varie sostanze organiche per opera di microorganismi (lieviti, batteri, enzimi). Diversi tipi di fermentazione vengono utilizzati dall’uomo, tra cui: 

  • la fermentazione alcolica: che trasforma il glucosio del mosto d’uva o del malto in alcool; 
  • la fermentazione acetonbutilica: che trasforma l’alcool in acido acetico; 
  • la fermentazione lattica: dovuta ai batteri lattici, che determina la coagulazione del latte.

Ma analizziamo più nello specifico la fermentazione qui di seguito.

Cos’è la fermentazione

cos'è la fermentazione

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Cos’è la fermentazione? La fermentazione è una trasformazione biochimica a carico di sostanze organiche, provocata da enzimi prodotti da numerosi microrganismi (muffe, lieviti, batteri). 

È un processo strettamente anaerobio utilizzato dai microrganismi (anaerobi o anaerobi facoltativi) per produrre l’energia necessaria alle proprie esigenze di mantenimento, accrescimento e riproduzione. 

I microrganismi attaccano chimicamente (reazioni enzimatiche) le varie sostanze organiche (sopratutto gli zuccheri) decomponendole e trasformandole in prodotti diversi da quelli di partenza e utilizzando in diversa misura l’energia chimica dei prodotti d’origine.

Notevole importanza hanno quelle fermentazioni che portano alla produzione di sostanze di uso farmaceutico (come gli antibiotici), costituiti da prodotti di rifiuto del metabolismo di alcune muffe. 

Le fermentazioni propriamente dette vengono denominate in base ai prodotti finali cui danno luogo. Si hanno quindi la fermentazione acetonbutilica, quella alcolica e quella lattica che rappresentano i processi fermentativi più sfruttati industrialmente.

Fermentazione acetonbutilica

La fermentazione acetonbutilica, a seconda del prodotto finale, è un’importante fermentazione industriale che sfrutta l’attività metabolica di batteri del genere Clostridium. Si parte da materie prime come amido di di cereali e di patata, melassa di canna e mosti di saccarificazione del legno, arricchiti di principi nutritivi. 

I prodotti di reazione, secondo l’acidità dell’ambiente in cui si verifica la fermentazione sono: alcoli (butilico ed etilico), chetoni (acetone), acidi (burritico, acetico, formico), gas (anidride carbonica e idrogeno).

Fermentazione alcolica

La fermentazione alcolica è un processo biologico per mezzo del quale i lieviti, che sono costituiti da una miscela di enzimi, trasformano gli zuccheri (principalmente glucosio e fruttosio) in alcol etilico e anidride carbonica.

È un processo anaerobico che decorre attraverso undici stadi intermedi, a ciascuno dei quali partecipa un enzima diverso. I liquidi destinati alla fermentazione alcolica, detti mosti, sono preparati da frutta (uva, fichi, carrube, mele, datteri) per spremitura o per infusione con acqua o da liquidi zuccherini provenienti dalla lavorazione della bietola e della canna da zucchero (melassa). 

Dopo essere stati mescolati in proporzione 4/1 con lievito madre, sono introdotti nei tini di fermentazione. La quantità di zucchero che si trasforma in alcol è circa il 95%. La fermentazione alcolica è stata sfruttata fin dall’antichità per la preparazione dei vini e della birra. Attualmente gli impianti di fermentazione per la preparazione dell’alcol etilico hanno assunto una grande importanza industriale.

Un particolare tipo di fermentazione alcolica è quella che avviene nel processo di panificazione. Tale fenomeno consiste nella fermentazione degli zuccheri, liberati dalle amilasi presenti nelle farine, con produzione di anidride carbonica, le cui bolle, trattenute nella pasta, la gonfiano e la rendono soffice. Vengono anche prodotti alcol etilico (eliminato durante la cottura) e altri composti in quantità esigue (alcoli, chetoni, aldeidi, esteri e acidi) che contribuiscono a determinare il tipico aroma del pane. 

Il microrganismo agente è il Saccharomyces cervisiae, che viene aggiunto all’impasto (farina, acqua, sale ecc) in quantità variabile a seconda della velocità con cui si desidera che avvenga il processo di panificazione.

Fermentazione lattica

La fermentazione lattica è operata dai batteri lattici (Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus) su melasse, siero del latte o sciroppo di granoturco che ha come prodotto finale l’acido lattico. Alla formazione di acido lattico per la fermentazione lattica è dovuto l’inacidimento del latte (es. per la produzione di formaggio). 

La fermentazione lattica è è sfruttata industrialmente per preparare l’acido lattico. In tale fermentazione esso si forma per riduzione batterica dell’acido piruvico il quale proviene dai materiali di partenza con una complessa serie di reazioni enzimatiche analoghe a quelle che avvengono nella fermentazione alcolica. 

Processo di fermentazione birra come avviene

processo di fermentazione della birra



La denominazione “birra” è riservata al prodotto ottenuto dalla fermentazione alcolica con ceppi di Saccharomyces carlsbergensis o Saccharomyces cervisiae di un mosto preparato con malto, anche torrefatto, di orzo o di frumento di loro miscele ed acqua, amaricato con luppolo o suoi derivati o con entrambi.

Il processo di fermentazione della birra può essere di due tipi:

  1. Fermentazione bassa: per la produzione di birre di colore chiaro, tipo Saccharomyces carlsbergensis. Si tratta di una fermentazione tumultuosa in tini aperti , che dura per circa 8–12 giorni (periodo in cui il lievito si deposita sul fondo), cui segue una fermentazione lenta in botti chiuse, per 2–3 mesi, in modo da far maturare la birra e favorire la saturazione di anidride carbonica;
  2. Fermentazione alta: per la produzione di birre di colore scuro, che viene effettuata a una temperatura di circa 15°C con lieviti del tipo Saccharomyces cervisiae. Anche in questo caso si ha una fermentazione tumultuosa in tini aperti per circa 3–5 giorni (periodo in cui il lievito tende a rimanere sulla superficie del mosto, seguita da una fermentazione lenta in botti chiuse per 1–3 mesi circa, in modo da far maturare la birra e favorire la saturazione di anidride carbonica.

Processo di fermentazione del mosto come avviene

Il processo di fermentazione del mosto in vino avviene con la fermentazione alcolica, attraverso la quale i lieviti del genere Saccharomyces presenti sulle bucce dell’uva o aggiunti al mosto come ceppi selezionati, trasformano gli zuccheri del mosto in alcol etilico e anidride carbonica.

Durante la fermentazione inizialmente si sviluppano i lieviti apiculati che producono poco alcol (circa il 3%), ma molto acido acetico. Successivamente prevalgono i lieviti ellittici appartenenti al genere Saccharomyces. Questi lieviti, che possiedono una notevole capacità di produrre alcol e una buona resistenza a questa sostanza e all’anidride solforosa, portano a termine la fermentazione. 

Oltre all’alcol etilico vengono prodotte altre sostanze che influenzano il gusto e l’aroma del vino; tra  queste la più importante è la glicerina. Quest’ultima contribuisce a dargli un gusto morbido e vellutato. 

La prima fase della fermentazione la cui durata dipende dalla temperatura (7-10 giorni), viene detta Tumultuosa, con grande produzione di anidride carbonica. Di questa sostanza nel vino resterà una dose di circa 2g/l, valore che scenderà successivamente, durante la conservazione e l’invecchiamento a circa 0,2 g/l. 

Sono proprio la produzione e lo sviluppo di anidride carbonica, i responsabili del gorgoglio del mosto in fermentazione. Questo gas va ad occupare la parte superiore del tino che è vuota, impedendo così l’ingresso dell’aria e la possibile contaminazione del mosto da parte dei microrganismi. 

Dopo alcuni giorni di fermentazione tumultuosa si effettua la svinatura: il vino nuovo viene separato dalle fecce e travasato in recipienti di fermentazione dove avverrà la fermentazione lenta.

La fermentazione lenta (può durare da uno a tre mesi) a causa della presenza dell’alcol, della diminuita quantità di lieviti o delle condizioni di temperatura. Durante la fermentazione lenta avviene la trasformazione in alcol degli zuccheri residui e si riduce l’acidità fissa per precipitazione sopratutto dei sali dell’acido tartarico. 

Infatti, nella primavera successiva alla vendemmia si verifica la fermentazione malolattica (fondamentale per i vini rossi), in cui i batteri lattici trasformano l’acido malico in acido lattico e anidride carbonica, contribuendo alla riduzione dell’acidità e quindi a maturare e armonizzare il vino, in quanto l’acido lattico è meno aspro di quello malico, e ha una sola funzione acida al posto delle due presenti nell’acido malico. I batteri lattici liberano potassio che può salificare l’acido tartarico libero, formando bitartato di potassio, che tende a precipitare con ulteriore diminuzione dell’acidità. 

Nella produzione di vini bianchi o rosati questo tipo di fermentazione viene inibito per aggiunta di forti dosi di anidride solforosa, altrimenti il gusto risulterebbe peggiorato e porterebbe alla produzione di vini troppo “molli”.

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