Concetti Chiave
- I lieviti sono microrganismi eucarioti unicellulari che si riproducono per gemmazione e sono essenziali per la fermentazione alcolica e la lievitazione.
- La specie più conosciuta, saccharomycetes cerevisiae, è fondamentale in biotecnologia e si trova comunemente nel suolo, nella frutta e nelle bevande.
- Il lievito di birra ha una lunga storia, utilizzato sin dal 1500 a.C. dagli Egizi per la produzione di birra e vino, originariamente isolato dalla superficie degli acini d'uva.
- La fermentazione alcolica del lievito di birra produce biossido di carbonio ed etanolo, avvenendo in due fasi: scissione degli zuccheri complessi e formazione di etanolo.
- Il processo di lievitazione avviene grazie al consumo di ossigeno da parte dei lieviti, che in assenza di ossigeno iniziano a fermentare, gonfiando l'impasto con anidride carbonica.
Caratteristiche dei lieviti
I lieviti sono microrganismi eucarioti unicellulari caratterizzati dalla suddivisione per gemmazione (mitosi) e capaci di dar luogo alla fermentazione alcolica, nonché il processo responsabile della lievitazione.
La grandezza delle cellule di lievito, dalla forma ovoidale, varia da 5 a 30 μm in lunghezza e 1-5 μm di larghezza. La parete cellulare è costituita da polisaccaridi, mentre nel protoplasma, sede delle vie glicolitiche, esistono importanti strutture che hanno fondamentali ruoli metabolici.
Importanza biotecnologica dei lieviti
I lieviti di maggiore interesse biotecnologico sono ascomiceti o anamorfici, ossia mancano di un ciclo sessuale. Della famiglia dei lieviti fanno parte i saccharomycetes: essi si possono ritrovare nel suolo, nella frutta, nel cibo e nelle bevande, e hanno la caratteristica di essere fortemente fermentati. Di questo genere fa parte la specie dei saccharomycetes cerevisiae.
I saccharomycetes cerevisiae fanno parte del regno dei funghi, organismi unicellulari o complessi con caratteristiche tipiche sia delle piante sia degli animali (per esempio l’eterotrofia). Hanno strutture e metodi riproduttivi diversi da quelli di qualsiasi altro organismo in natura.
Il lievito di birra nella storia
Il lievito di birra è la specie più nota e di maggior importanza biotecnologica. È il lievito più importante nell’alimentazione umana: il suo utilizzo risale addirittura al 1500 a.C. quando veniva usato dagli Egizi per la produzione di birra e vino. Si pensa sia stato isolato per la prima volta dalla superficie degli acini di uva: esso, infatti, è presente nella pruina (sostanza di consistenza cerosa prodotta dalle cellule superficiali dell’epidermide di frutta e foglie).
Processo di fermentazione alcolica
La fermentazione alcolica del lievito di birra dà luogo a due prodotti: il biossido di carbonio e l’etanolo, ma tutto dipende dalla presenza di ossigeno o meno.
La fermentazione si svolge in due fasi: nella prima il lievito scinde, tramite l'enzima invertasi, gli zuccheri complessi (disaccaridi, come il saccarosio), mentre nella seconda avviene la formazione di etanolo (o alcol etilico) a partire dagli zuccheri semplici (ad esempio il fruttosio).
La reazione che caratterizza la prima fase è:
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
con formazione di glucosio e fruttosio.
Nella seconda fase (che distingue la vera e propria fermentazione) a partire dal glucosio si verifica la glicolisi.
I lieviti, inizialmente, “consumano” l'ossigeno presente nell'impasto per riprodursi. Quando l'ossigeno tende a mancare inizia la fermentazione alcolica che usa gli zuccheri semplici per produrre alcol e anidride carbonica, trattenuta all'interno dalla rete glutinica. Parallelamente gli enzimi della farina iniziano a degradare l'amido e a produrre disaccaridi che aiuteranno l'azione dei lieviti, e i batteri lattici iniziano la loro più lenta attività che per la loro riproduzione necessita di ossigeno, e poi prosegue con la fermentazione lattica. Il risultato sarà un impasto gonfio di anidride carbonica, frutto di un buon equilibrio di tutti i processi precedenti.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali caratteristiche dei lieviti?
- Qual è l'importanza biotecnologica dei lieviti, in particolare dei saccharomycetes?
- Qual è la storia del lievito di birra e il suo utilizzo?
- Come avviene il processo di fermentazione alcolica nel lievito di birra?
I lieviti sono microrganismi eucarioti unicellulari che si riproducono per gemmazione e sono capaci di fermentazione alcolica. Le loro cellule, di forma ovoidale, variano in dimensione e possiedono una parete cellulare composta da polisaccaridi, con importanti strutture metaboliche nel protoplasma.
I lieviti di maggiore interesse biotecnologico appartengono alla famiglia degli ascomiceti, come i saccharomycetes, che si trovano in vari ambienti e sono noti per la loro capacità di fermentazione. Tra questi, il saccharomycetes cerevisiae è il più rilevante per l'industria alimentare.
Il lievito di birra è noto per la sua importanza biotecnologica e il suo utilizzo risale al 1500 a.C. in Egitto per la produzione di birra e vino. Si pensa che sia stato isolato dalla superficie degli acini d'uva, presente nella pruina.
La fermentazione alcolica si svolge in due fasi: nella prima, gli zuccheri complessi vengono scissi in zuccheri semplici, mentre nella seconda fase, in assenza di ossigeno, il glucosio viene convertito in etanolo e biossido di carbonio, contribuendo a un impasto gonfio di anidride carbonica.
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