Oggi proviamo a spiegare con parole semplici che cos’è la fermentazione e come avviene.
FERMENTAZIONE LATTICA E ALCOLICA. Che cos’è la fermentazione
Ricordiamo che la fermentazione è un processo chimico che consente di liberare l’energia contenuta nel glucosio, per renderla utilizzabile, ed è in genere intrapresa da lieviti e batteri in assenza d’ossigeno.
Ad essa si devono prodotti come pane, vino, birra, formaggi, aceto, yogurt e altro ancora.
Anche se è usata sin dall’antichità, fu solo nell’Ottocento che venne spiegata scientificamente grazie a Louis Pasteur. In realtà alla fine del Seicento, l’ottico e naturalista olandese Antoni Van Leeuwnhowk aveva scoperto che il lievito di birra era formato da numerosi globuli di forma sferica. che chiamò “animalcules”.
Esistono due tipi di fermentazioni ed avvengono entrambe in assenza di ossigeno:
- la fermentazione alcolica è dovuta all’azione di alcuni lieviti, appartenenti al genere Saccharomyces
- la fermentazione lattica si deve invece ad alcuni batteri,principalmente lattobacilli.
FERMENTAZIONE ALCOLICA
Si tratta di una forma di metabolismo energetico , che porta alla trasformazione del glucosio, ottenuto da una precedente trasformazione.
Essa è responsabile della lievitazione del pane ma anche della trasformazione del mosto in vino.
Come tutti gli esseri viventi, anche i lieviti ottengono energia e nutrimento dal glucosio.
Gli zuccheri possono essere presenti negli impasti come ingredienti (saccarosio) o possono essere ottenuti a partire dagli amidi o dal malto presenti nelle farine per scissione enzimatica ad opera delle amilasi e delle maltasi.
La reazione alla base della fermentazione alcolica può essere schematizzata con la seguente formula:
C6H12O6 ⇒ 2 CH3CH2OH + 2 CO2
glucosio ⇒ acido lattico + anidride carbonica
La fermentazione alcolica può essere suddivisa in due fasi. Nella prima fase, il lievito scinde il saccarosio, ad opera dell’enzima invertasi, in glucosio e fruttosio.
A partire dal glucosio si verifica la glicolisi anaerobica (in assenza di ossigeno) con formazione del piruvato e con liberazione di anidride carbonica, acetaldeide e, infine, etanolo.
La reazione si arresta quando tutto il glucosio disponibile è stato tutto trasformato.
Durante la fermentazione i lieviti producono anche composti secondari come l’acido succinico, gli esteri aromatici (combinazioni di acidi e alcol) e i prodotti solforati, che determinano le caratteristiche organolettiche al prodotto finito.
Inoltre, alcune cellule di lieviti muoiono, arricchendo così i valori nutrizionali dell’alimento (in particolare di vitamine del gruppo B).
La fermentazione alcolica è sfruttata per:
- produrre anidride carbonica, responsabile del rigonfiamento degli impasti;
- produrre composti aromatici che conferiscono al prodotto precise caratteristiche organolettiche;
- facilitare i cambiamenti nella struttura del glutine, ad opera delle proteinasi, enzimi che durante la fermentazione agiscono sulle proteine della farina (processo che favorisce anche la maturazione dell’impasto).
Ne parleremo più in dettaglio nel nostro blog dedicato alle materie scientifiche
FERMENTAZIONE LATTICA
Essa è dovuta ad alcuni batteri, principalmente lattobacilli, ed avviene anch’essa in assenza di ossigeno.
È una forma di metabolismo energetico, che determina la trasformazione del glucosio (o di altri zuccheri) in due molecole di acido piruvico, che sono trasformate in acido lattico con liberazione di anidride carbonica.
In realtà esistono due tipi di fermentazioni lattiche
- omolattica
- eterolattica
Nella fermentazione omolattica il piruvato ottenuto da processi di glicolisi viene trasformato in lattato in un solo passaggio :
CH3 CO COO– + (NADH + H+) → CH3 HCOH COO– + NAD+
(Piruvato + NADH → Lattato + NAD+)
La fermentazione eterolattica sfrutta un processo di “digestione” del glucosio diverso dalla glicolisi e porta alla produzione di acido lattico o di acido acetico e anidride carbonica.
C6H12O6 ⇒ CH3CH2OH + C2H6O + CO2
glucosio ⇒ acido lattico + etanolo + anidride carbonica
I prodotti principali della fermentazione lattica sono quindi l’anidride carbonica, che consente il rigonfiamento dell’impasto, e l’acido lattico.
L’acidità indotta dalla fermentazione lattica conferisce le caratteristiche organolettiche del prodotto finito, migliorandone la digeribilità e la conservabilità
FERMENTAZIONE LATTICA E ALCOLICA: ESEMPI
La fermentazione alcolica è sfruttata in numerosi processi, dalla produzione di vino e birra alla lievitazione. La fermentazione lattica è invece utilizzata per produrre cibi dal sapore leggermente acido, come lo yogurt o la panna acida.
Altri esempi di fermentazione lattica in cucina sono il processo di preparazione dei crauti o la macerazione dei limoni nel sale.
La salamoia stimola infatti la crescita di quei ceppi di batteri, che rappresentano per noi un grande beneficio nutrizionale, che producono acido lattico ad azione conservante.
Inoltre l’acido lattico fa scendere il pH degli alimenti, creando un ambiente poco adatto allo sviluppo del Clostridium botulinum.
Alcuni di questi batteri producono anche un antibiotico, la nisina, che ha un ulteriore effetto inibente sul botulino.
La presenza di sale fa avviare correttamente la fermentazione lattica.
Oltre a cavoli e limoni, tante altre verdure sono ottime per la fermentazione lattica: barbabietole rosse, carote, pomodori verdi e peperoni, cetrioli, cipolle, rape, zucchine e zucca, fagiolini, ravanelli e broccoli, ma anche mele e pere!
