Fermentazione

Una giovane scrittrice di lingua francese (Amélie Nothomb, se non ricordo male) è intervistata alla tv italiana; le domande sono varie e una di queste riguarda l’alimentazione. Cosa le piace mangiare? La risposta arriva tramite traduzione automatica, una voce maschile che si sovrappone alla sua: ohibò, “cose in putrefazione”?? Davanti allo sgomento dell’intervistatrice, anche la ragazza rimane perplessa: non so cosa abbia detto di preciso in francese, ed è difficile ricostruirlo, ma il concetto giusto era questo: lievitati e fermentati, il pane, il vino, lo yogurt, queste cose qui.

Però, al di là delle questioni linguistiche e delle traduzioni fatte al volo, la questione rimane: fermentazione e lievitazione sono parenti strette della putrefazione, sono anzi un suo passaggio obbligato. Ci si ferma un po’ prima, ma anche la semplice digestione di un alimento passa attraverso la sua decomposizione in molecole più semplici, quindi più facili da assimilare. Per esempio, gli zuccheri dell’uva sono molecole già digeribili ma ancora abbastanza complesse: gli alcooli che si forma, alcool metilico e alcool etilico in primo luogo (l’alcool metilico o metanolo però è un veleno), sono molecole più piccole, avendo uno o due atomi di Carbonio contro i sei o più atomi di Carbonio degli zuccheri. Metterei anche un accenno alla frollatura delle carni, che ha la stessa funzione di rendere più digeribile il cibo.
Un discorso antipatico, si rischia di rovinare l’appetito? Ma no, basta passare davanti a un forno, una panetteria, o stappare una bottiglia di buon vino, e l’appetito tornerà subito. Anche con uno yogurt, se ne avete voglia. Ad alcune religioni il lievitato e il fermentato sono antipatici, forse per questo motivo (ma non l’ebraismo, sia ben chiaro: il pane azzimo indica solo la fretta, il non aver tempo di far lievitare).

La fermentazione più conosciuta è sicuramente quella che trasforma gli zuccheri dell’uva in alcool, e che riguarda anche la lievitazione del pane; ben note anche quella che trasforma l’alcool del vino in aceto (acido acetico) o quella dello yogurt (dagli acidi grassi del latte si passa all’acido lattico più digeribile), ma le forme in cui si presenta sono molte e quindi mi appoggio alla Garzantina della Chimica per qualche dettaglio più preciso e anche per evitare di parlare a vanvera.
dalla Garzantina della Chimica:
Fermentazione: trasformazione operata su sostanze organiche da enzimi prodotti da microrganismi (muffe, lieviti, batteri). Questa definizione estende anche ai processi che avvengono in presenza di ossigeno, quella classica di fermentazione, che si riferisce unicamente alle trasformazioni che hanno luogo in anaerobiosi, ossia in assenza di aria, e i cui prodotti sono strutturalmente più semplici della sostanza di partenza, ovvero del substrato fermentato. La fermentazione è un processo utilizzato dai microrganismi per produrre l'energia necessaria alle proprie esigenze di mantenimento, accrescimento e riproduzione. I microrganismi trasformano per mezzo di reazioni enzimatiche le
sostanze organiche (soprattutto carboidrati) decomponendole e trasformandole in prodotti diversi da quelli di partenza e utilizzando in diversa misura l'energia chimica dei prodotti d'origine. L'unica forma di energia utilizzabile dai microrganismi è quella che deriva dall'ossidazione di sostanze chimiche. Se nel processo di ossidoriduzione l'agente ossidante è anch'esso un composto organico si parla di fermentazione: se è inorganico (p.es. l’ossigeno atmosferico) si parla di respirazione. Fermentazione e respirazione, dunque, non sono altro che due tipi di metabolismo energetico. A parità di substrato utilizzato, la respirazione fornisce al microrganismo un apporto di energia nettamente superiore rispetto alla fermentazione; ciò è dovuto al fatto che l'ossidazione del substrato è completa, come testimoniano i prodotti finali della respirazione costituiti da composti inorganici non ulteriormente ossidabili. La fermentazione, invece, proprio in quanto processo ossidoriduttivo incompleto (la respirazione dei microrganismi si ferma prima della produzione finale di biossido di carbonio e acqua , dando prodotti parzialmente ossidati), produce meno energia ma dà prodotti organici ancora utilizzabili.

Le fermentazioni propriamente dette sono state utilizzate dall'uomo, sia pure inconsapevolmente, fin dall'antichità Per scopi alimentari (preparazione di bevande alcoliche, formaggi ecc.), ma solo nel corso del sec. xix sono state oggetto di indagini approfondite che hanno consentito di chiarire il processo metabolico di degradazione del glucosio (- glicolisi) nonché l'identità e il ruolo degli enzimi.
Le fermentazioni vengono denominate in base ai prodotti finali cui danno luogo: si hanno quindi la fermentazione acetica, acetonbutilica, alcolica, citrica, lattica, propionica.
FERMENTAZIONE ALCOLICA. Processo per mezzo del quale i lieviti, attraverso gli enzimi in essi presenti. trasformano gli zuccheri (principalmente glucosio e fruttosio) in alcol etilico e biossido di carbonio (...) La fermentazione alcolica 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. Gli impianti di fermentazione per la preparazione dell'alcol etilico hanno assunto oggi 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 biossido di carbonio, le cui bolle, trattenute nella pasta, la gonfiano e la rendono soffice. Vengono prodotti anche 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 cerevisiae, 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 ACETICA. Processo microbiologico attraverso il quale microrganismi aerobi (Mycoderma aceti, gen. Acetobacter) ossidano l'alcol etilico ad acido acetico tramite formazione intermedia di aldeide acetica. Gli acetobatteri sono in grado di deidrogenare anche molte altre sostanze: alcoli primari, alcoli secondari, polialcoli zuccheri e aldeidi. Su questa attività biologica degli acetobatteri sono basati importanti processi industriali: produzione dell'aceto, dell'acido acetico e del L-sorbosio, intermedio per la sintesi dell'acido ascorbico (vitamina C); ossidazione del glicerolo a diidrossiacetone e del glucosio ad acido gluconico.
FERMENTAZIONE LATTICA. E’ la fermentazione operata dai batteri lattici (Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus) su melasse, siero del latte o sciroppo di mais, che ha come prodotto finale l'acido lattico (...) Alla formazione di acido lattico per fermentazione è dovuto l'inacidimento del latte (...). Tale fermentazione è sfruttata industrialmente per preparare l'acido lattico che si forma per riduzione batterica dell'acido piruvico il quale proviene dai materiali di partenza attraverso una complessa serie di reazioni enzimatiche analoghe a quelle che avvengono nella fermentazione alcolica.

FERMENTAZIONE ACETONBUTILICA. La fermentazione acetonbutilica, detta anche fermentazione butirrica o acetonbutirrica, a seconda del prodotto finale, è una importante fermentazione industriale che sfrutta l'attività metabolica di batteri del genere Clostridium (C. butylicum e C. acetobutylicum). Si parte da materie prime come amido 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 (butirrico, acetico, formico), gas (biossido di carbonio e idrogeno).
FERMENTAZIONE CITRICA. Processo biologico fermentativo usato per la produzione industriale di acido citrico. Come substrato fermentescibile si usano soluzioni di saccarosio o di melassa di bietole al 20% di zucchero; vi si aggiunge poi una sospensione di spore del fungo Aspergillus niger e si insuffla aria sterilizzata e umidificata nell'ambiente contenente i recipienti. Dopo circa 10-12 giorni la fermentazione citrica è ultimata; si rimuovono i miceli bianchi formatisi in superficie e si precipita l'acido citrico sotto forma di citrato di calcio insolubile. Il rendimento del processo è dell'80% rispetto allo zucchero di partenza. La formazione di acido citrico è dovuta a un metabolismo anomalo dei miceli a causa delle particolari condizioni ambientali.
FERMENTAZIONE PROPIONICA. È la fermentazione provocata dal Propionibacterium su esosi, pentosi, acido lattico, glicerolo ecc. con produzione di acido propionico, acido acetico, succinico e biossido di carbonio. A tale tipo di fermentazione e al conseguente sviluppo di biossido di carbonio sono dovuti, nella maturazione del formaggio svizzero, i caratteristici «buchi».
Si può ancora aggiungere (la voce “fermentazione” nella Garzantina è ovviamente molto più lunga e dettagliata) che anche gli antibiotici e molti medicinali vengono prodotti a partire da muffe, lieviti, fermentazioni di vario tipo; che l’acido citrico è presente in natura nei limoni e che quello prodotto in maniera industriale viene aggiunto a molte bibite ed alimenti (basta leggere le etichette con gli ingredienti: è poco più di una curiosità, dato che funziona da conservante naturale perché abbassa il pH e lo si usa perché è innocuo e ha un buon sapore).
Su www.wikipedia.it è molto interessante la voce riservata allo yogurt, del quale riporto la definizione iniziale: «Lo yogurt o iogurt (dal turco yoğurt, dal verbo turco yoğurtmak ovvero mescolare) è un alimento derivato dal latte, di consistenza cremosa e di sapore acidulo che, grazie all'inoculazione di fermenti lattici specifici ed alla loro proliferazione, subisce un processo di fermentazione durante il quale il lattosio è trasformato in acido lattico. Per la produzione dello yogurt può essere utilizzato ogni tipo di latte. Anche il cosiddetto latte di soia, di derivazione totalmente vegetale, può essere fermentato con successo. Le fasi della lavorazione comprendono la selezione degli ingredienti, la miscelazione, l'omogeneizzazione, il trattamento termico, l'inoculazione della coltura, la fermentazione, il confezionamento e la distribuzione (...)»

PS: le illustrazioni che ho messo sono forse un po' ermetiche, e necessitano di una spiegazione: il piatto qui sopra (la foto è su wikipedia) è simile allo yogurt, cucina tradizionale turca. La copertina del disco dei Traffic (fine anni '60, fronte e retro) presenta John Barleycorn, che è l'incarnazione popolaresca dell'orzo ("corn" indica i cereali in generale); quindi "John Barleycorn must die", titolo del disco e antica ballata britannica, sta ad indicare le fasi di lavorazione dell'orzo per arrivare alla birra: "John Barleycorn deve morire" è la traduzione letterale di questo titolo, ma si tratta solo delle fasi di lavorazione dell'orzo e del malto, che vengono spiegate per esteso nel testo della ballata tradizionale.