fermentazione alcolica

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Le fermentazioni, sono reazioni di trasformazione degli zuccheri; alcune di esse avvengono in ambiente anaerobico (quelle che Pasteur definiva in modo classico “vita senza aria”), altre, avvengono in aereobiosi, con consumo di ossigeno e accumulo di un prodotto di ossidazione completa del substrato (ad esempio acido acetico e acido citrico).

Naturalmente, ai fini di una produzione industriale, le condizioni devono essere differenti a seconda del tipo di fermentazione che si vuole realizzare.

Per le fermentazioni aerobiche sarà necessario un continuo rifornimento di ossigeno e una buona agitazione della massa fermentante, per evitare che sulla superficie, si formi uno strato di microrganismi troppo spesso, che ostacolerebbe l’ossigenazione. D’altra parte è necessario anche ostacolare una ossigenazione troppo spinta dei prodotti di fermentazione (acetica e citrica).

Le fermentazioni anaerobiche (formula n. 1) avvengono in assenza non completa di ossigeno in quanto,una certa quantità dello stesso, è necessaria per permettere la riproduzione di cellule microbiche che, altrimenti, non si moltiplicherebbero e che farebbero arrestare la fermentazione.

Formula n. 1: EQUAZIONE GENERALE DELLA FERMENTAZIONE ALCOLICA REALIZZATA DA GAY-LUSSAC

C₆H₁₂O_6
=> 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Successivamente si accertò che tale trasformazione biologica avveniva ad opera delle cellule del lievito; o meglio era dovuto ad enzimi prodotti dai lieviti.

Furono così studiati e accertati i vari passaggi chimici della fermentazione alcolica che come prodotti finali, in presenza di ossigeno, danno anidride carbonica e acqua (respirazione cellulare), in assenza di ossigeno il glucosio viene trasformato in prodotti vari (fermentazione).

Nella fermentazione alcolica il glucosio viene trasformato in acido piruvico ed infine, in alcool etilico e anidride carbonica.

Il processo della fermentazione alcolica avviene con produzione di energia che fa aumentare notevolmente la temperatura durante la reazione; di conseguenza, un problema di notevole importanza ai fini della produzione industriale è quello di refrigerare i contenitori di fermentazione per abbassare la temperatura a livelli adeguati durante la reazione.

I lieviti hanno una capacità “omofermentante”, cioè essi utilizzano il glucosio producendo solo alcool etilico. Questa loro proprietà viene molto sfruttata industrialmente per vari scopi: per produrre alcool etilico, bevande alcoliche (vino, birra), distillati delle bevande alcoliche (acquaviti, liquori), lievito come massa cellulare per la fermentazione panaria, vitamine del complesso B (di cui il lievito è molto ricco).

Le materie prime zuccherine che vengono usate sono: l’amido, la cellulosa, le sostanze fecolacee. Questi composti sono molto complessi, pertanto i lieviti sono capaci di metabolizzarli solo in seguito ad un processo di semplificazione, detto “saccarificazione”.

Durante la fermentazione alcolica, oltre all’alcool etilico, si formano una serie di prodotti secondari.

FATTORI FISICI CHE INFLUENZANO LA FERMENTAZIONE ALCOLICA

-Temperatura: la temperatura iniziale si aggira attorno ai 18°C, e a poco a poco raggiunge quella ottimale (20 - 22°C), per una buona azione dei lieviti alcolici. Se la temperatura supera quella ottimale, oppure va al di sotto di quella iniziale, è necessario raffreddare la massa fermentata, oppure riscaldare l’ambiente.

-Aerazione della massa: all’inizio della fermentazione, essa favorisce la moltiplicazione dei lieviti.

Ci sono vari metodi di aerazione:

1) quello più antico, con le follature;

2) quello più moderno con il rimontaggio, specie quando il mosto viene messo in tini o in vasche molto grandi, consiste nel far cadere a pioggia il mosto in un sottospina, e di qui la pompa lo riversa dall’alto sul cappello delle vinacce; specie quando il mosto viene messo in tini o in vasche molto grandi. Il rimontaggio presenta il grande vantaggio di omogeneizzare la massa fermentante.

· -Refrigerazione e condizionamento dei mosti in fermentazione: la refrigerazione rappresenta un aspetto molto importante ed attuale della tecnologia enologica. Interessa particolarmente le zone calde del nostro Mezzogiorno.

Particolare importanza riveste la conoscenza dell’influsso esercitato dalla temperatura sulla crescita e sul metabolismo dei lieviti. La temperatura, a parità di altre condizioni, determina la lunghezza del periodo di latenza e la velocità di crescita del lievito presente nel mosto.

Ben nota è la dipendenza della resa in alcool dalla temperatura di fermentazione. Nella pratica corrente, però, la maggior parte degli autori è concorde nell’indicare in 20 - 22°C (massimo 25°C) il valore ottimale della temperatura per ottenere le migliori rese di alcol.

Il controllo della temperatura quindi è oltremodo necessario nella fermentazione dei mosti al fine di ottenere il maggior grado alcolico e la migliore qualità dei vini.

Il controllo può essere effettuato in maniera abbastanza semplice ed efficiente sia preventivamente, che nel corso della fermentazione, mantenendo ovviamente conto della natura dei vari mosti:

a) Refrigerazione preventiva: l’entità di questa refrigerazione dipende da due fattori:

-temperatura iniziale del mosto;

-temperatura minima raggiungibile;

b) Refrigerazione nel corso della fermentazione: il raffreddamento dei mosti durante la fermentazione ha la funzione specifica di migliorare la qualità del vino ottenibile. Infatti la fermentazione a temperatura controllata agisce sui fermenti determinando nei vini prodotti il vantaggio di un deciso miglioramento dei caratteri organolettici.

-Aggiunta di lieviti: si tratta di un mezzo molto usato e molto efficace per favorire la fermentazione. Spesso si ricorre a fermenti selezionati o semplicemente ad un lievito preparato dallo stesso cantiniere.

-Aggiunta di anidride solforosa: in dosi molto elevate, e cioè oltre 300 g per ettolitro può sterilizzare il mosto ed ostacolare la fermentazione ( mosti muti ). In piccole dosi ( 10-20 g/hl ) può invece favorire la fermentazione. L’anidride solforosa ha anche il potere di operare una selezione di microrganismi, eliminando la concorrenza di quelli nocivi.

Miglioramento nella composizione chimica nel mosto: un mosto troppo zuccherino è meno adatto a compiere una normale fermentazione. Talvolta si possono verificare difetti di composizione. In questo caso si presenta la necessità di aggiungere al mosto qualche composto, come ad esempio carbonato o fosfato ammonico. Se invece si vuole frenare, ostacolare o bloccare del tutto la fermentazione si può ricorrere all’uso di anidride carbonica, che è il più noto antisettico in enologia e l’unico permesso dalla legge.