LA FERMENTAZIONE

lievitazione farina

La fermentazione è un insieme di processi chimici operata da microrganismi, quali  muffe, lieviti e batteri al fine di ottenere energia dagli zuccheri in assenza di ossigeno.

Probabilmente la fermentazione è stata il primo processo del metabolismo energetico utilizzato dai viventi primordiali, quando ancora l'ossigeno era scarsamente presente sulla Terra.

Le tecniche per ottenere, tramite la fermentazione, vantaggiose trasformazioni degli alimenti (bevande alcoliche dalle sostanze zuccherine della frutta e dei cereali, aceto dall'alcol, yogurt e formaggio dal latte, ecc.) sono antichissime. Questi processi, oltre a modificare parzialmente la composizione chimica ed il gusto degli alimenti, ne aumentano la conservabilità, la digeribilità, il contenuto di vitamine e di amminoacidi.

fermentazione del mosto

Esistono al mondo più di 3500 diversi tipi di alimenti fermentati, ed è stato fondamentale il ruolo svolto dalla biotecnologia tradizionale nello sviluppo della fermentazione microbica, con la quale si ottengono i cambiamenti desiderati tramite l'azione di enzimi o di microrganismi.

Basti pensare al fatto che un tempo la lievitazione del pane richiedeva ore, mentre oggi a livello industriale richiede soltanto mezz'ora di tempo, grazie all'inoculazione di lieviti selezionati prodotti e coltivati su vasta scala.

La fermentazione si svolge con o senza l'intervento dell'ossigeno ed ha varie denominazioni a seconda dei prodotti finali a cui dà luogo. Qui sotto  elenco  le fermentazioni più conosciute:

• fermentazione alcolica è utilizzata  la  per la produzione di prodotti da forno, birra e vino; la fermentazione alcolica è la trasformazione degli zuccheri (glucosio e fruttosio) in alcol etilico. Questa trasformazione, che avviene ad opera dei lieviti, comporta anche lo sviluppo di calore, la produzione di anidiride carbonica e di molti altri prodotti secondari.
• 
  

  

  Saccaromices cerevisiae

• fermentazione acetica  è il processo principale utilizzato per la produzione di aceto. È svolta per merito di batteri  che trasformano  l'etanolo in  acido acetico, appartenenti al genere  Acetobacter aceti 

Acetobatteri

• 
  fermentazione lattica, per la produzione di yogurt, formaggi, ecc..Un gruppo di organismi anaerobi, appartenti al genere " Lactobacillus "  producono alla fine della fermentazione  acido lattico. Questa reazione avviene anche a carico degli organismi aerobi durante periodi di scarsa ossigenazione cellulare, ad esempio durante uno sforzo muscolare prolungato. Le cellule muscolari dopo aver consumato tutto l'ossigeno, ricorrono alla glicolisi e  nelle cellule si forma  un accumulo di acido lattico che  provoca dolori muscolari e riduce le prestazioni durante lo sforzo fisico. Un adeguato periodo di riposo permetterà di allontanare l'acido lattico e di demolirlo nel fegato, restituendo la piena efficacia muscolare all'individuo.

lattobacillus acidophilus

BATTERI

I batteri sono dei microrganismi unicellulari, cioè formati da una sola cellula. Essi hanno una grande importanza poiché ricoprono un ruolo fondamentale per tutti gli esseri viventi in quanto coinvolti nel processo di decomposizione dei prodotti di rifiuto che, trasformati in sostanze più semplici, possono essere riutilizzati dalle piante e reintrodotti nel ciclo alimentare.

Forma

I batteri hanno un diametro compreso tra 1 e 10 micron. La cellula batterica è circondata da una membrana cellulare, intorno ad essa si trova la parete cellulare, un involucro piuttosto rigido, che serve soprattutto da protezione. Molti batteri presentano sulla superficie uno o più filamenti che gli permettono di muoversi, essi sono i flagelli. 

I batteri se hanno una forma tondeggiante sono detti cocchi, se hanno una forma a bastoncello vengono chiamati bacilli, se hanno una forma a spirale sono detti spirilli.

Dove vivono

I batteri vivono dappertutto: nel terreno, nell'acqua, nell'aria, sulla superficie o all'interno del corpo degli altri organismi. Spesso vivono raggruppati in colonie. Se hanno bisogno di ossigeno per vivere sono detti aerobi, se non ne hanno bisogno sono chiamati anaerobi.

La riproduzione

La moltiplicazione batterica avviene per scissione binaria esclusivamente per via asessuata: all'interno di una cellula detta procariota si verifica prima la duplicazione del DNA, poi viene prodotto un nuovo cromosoma che si attacca anch'esso alla membrana cellulare che subisce una strozzatura formando così due cellule figlie con lo stesso patrimonio genetico della cellula madre.

I batteri utili

I batteri possono risultare di grande utilità non solo per l'uomo ma anche per tutti gli esseri viventi. I batteri decompositori, ad esempio, decompongono gli organismi morti trasformando, mediante processi di fermentazione, le sostanze complesse che li costituiscono in sostanze chimiche semplici e in sali minerali che ritornano in ciclo e possono essere riutilizzati dalle piante.

Importantissima è la capacità di trasformare sostanze organiche che viene utilizzata per la depurazione delle acque da rifiuti di origine organica. 

L’azoto è importante per tutti gli organismi poiché è tra gli elementi che formano le proteine e gli acidi nucleici (DNA). La maggior parte delle specie viventi non è in grado di assimilare azoto direttamente dall’atmosfera dove questo gas è il più abbondante (78%). Solo alcuni batteri riescono a trasformare l’azoto gassoso in composti assimilabili dagli altri esseri viventi (in particolare i vegetali) mediante una serie di reazioni metaboliche che prendono complessivamente il nome di “azotofissazione”. Integrato in molecole più complesse, come l’ammoniaca e i nitrati, l’azoto entra nella catena alimentare. Gli organismi azotofissatori più importanti sono i cianobatteri, detti anche alghe azzurre, che vivono in ambienti acquatici. Sulla terraferma questa funzione è svolta principalmente dai batteri Azotobacter che vivono nel suolo e Rhizobium presenti in simbiosi nelle radici delle piante appartenenti alla famiglia delle leguminose (fagiolo, lenticchia e trifoglio).

Altri batteri utili vivono nello stomaco dei ruminanti: questi microbi sono in grado di digerire le fibre contenute nelle sostanze vegetali di cui si nutrono i ruminanti. Anche nell'intestino dell'uomo troviamo batteri ( Escherichia coli), che producono vitamine.

Molti batteri sono fondamentali nella fabbricazione di diversi prodotti utili per l'uomo, come alimenti, medicinali e altri prodotti chimici. 

Con l'aiuto dei batteri possono essere prodotte su scala industriale sostanze di notevole importanza come l'alcol e gli antibiotici. Tra questi si sintetizza la streptomicina e la tetraciclina.

vibrione ( colera)

I batteri patogeni

I batteri patogeni sono in grado di provocare malattie anche gravissime come la tubercolosi (sostenuta dal Mycobacterium tubercolosis), la meningite, il botulismo (Clostridium botulinum), il colera (Vibrio colerae), il tifo e il tetano. Fino a un secolo fa, l'umanità era terrorizzata da queste malattie che, talvolta, si diffondevano rapidamente provocando la morte di migliaia di persone. Soltanto verso la fine del XIX secolo, grazie all'opera svolta soprattutto da Louis Pasteur e dal medico tedesco Robert Koch, si capì l'origine batterica di queste malattie.

salmonella ( tifo)

La fermentazione

Un  tipo molto diffuso di fermentazione è la fermentazione lattica, responsabile della trasformazione del latte in yogurt e formaggi. In questo caso, gli agenti fermentanti sono batteri del genere Streptococcus e Lactobacillus, i quali convertono il glucosio in acido lattico. A questo punto, segue una catena di reazioni in cui l'acido lattico modifica alcune proteine del latte che, a loro volta, cambiano la consistenza del liquido e lo trasformano in yogurt.

Cianobatteri

Unicellulari, procarioti, autotrofi. Sono detti anche cianoficee, o alghe azzurre, perché contengono, oltre alla clorofilla, la ficocianina, pigmento che conferisce il caratteristico colore blu-verde. La parete cellulare è rinforzata da uno strato di mucillagine che tiene uniti gli individui in colonie.