La fermentazione attraverso i lieviti : niente di più naturale !
Il lievito è un microrganismo vivente unicellulare, per questo è così minuscolo, molto più piccolo di un granello di sabbia. Questo essere vivente invisibile racchiude però un enorme potenziale. Il lievito è presente in natura sulla Terra da milioni di anni. Il processo di fermentazione del lievito è un fenomeno naturale che si produce nell’ambiente.
Il lievito è utilizzato per scopi domestici da cinque o sei millenni per produrre pane, vino, birra e altri cibi fermentati. Considerando i vari modi in cui è stato utilizzato nel corso della storia tuttavia, il lievito resta un’incredibile fabbrica microscopica.
Il lievito può essere utilizzato per produrre una varietà di sostanze naturali, come le proteine, gli aromi e gli enzimi. Consente inoltre di sviluppare biomateriali e nuove molecole a scopi nutrizionali e medici.
In cosa consiste la fermentazione attraverso i lieviti ?
In assenza di ossigeno, il lievito trasforma gli zuccheri in alcol e anidride carbonica (CO2) producendo una bassa energia : questo processo viene definito fermentazione. La stessa fermentazione che si produce quando si fa il pane : gli zuccheri della farina vengono trasformati in anidride carbonica, che fa lievitare l’impasto. L’alcol prodotto in questa fase evapora completamente durante la cottura. La fermentazione è il processo durante il quale i lieviti trasformano gli zuccheri in alcol nella birra (dai glucidi derivati dal malto [orzo germogliato]) e nel vino (dai glucidi presenti nell’uva).
In presenza di ossigeno, il lievito non garantisce il processo metabolico della fermentazione : respira e si moltiplica in modo abbondante. La trasformazione dello zucchero in anidride carbonica e in acqua (ma non in alcol) attraverso i lieviti fornisce a questi ultimi l’energia necessaria per svilupparsi e moltiplicarsi. In questo modo i produttori di lievito ne ricavano grandi quantità.
(inserire video Prodotti della fermentazione)
Qual è la funzione del lievito in qualità di fabbrica di cellule ?
Oltre a saper trasformare lo zucchero, la fabbrica di cellule costituita dal lievito assorbe dal suo ambiente anche i lipidi e gli aminoacidi naturali, oltre a tutti gli elementi necessari alla sua crescita. Il lievito può essere usato per produrre in volumi commerciali delle molecole destinate a tutta una serie di applicazioni.
La fermentazione è un processo naturale che avviene nel lievito. Questo viene alimentato con materie prime rinnovabili, come la melassa o i cereali, e i suoi enzimi producono nuove molecole biochimiche grazie al processo di fermentazione. Rispetto ad altri procedimenti di fabbricazione di composti chimici, questo approccio produttivo di molecole utili è decisamente più rispettoso dell’ambiente.
Dalla chimica alla biotecnologia bianca
L’utilizzo di un microrganismo vivente come il lievito per fabbricare prodotti alimentari, farmaceutici e fonti di energia, rientra nella sfera della cosiddetta “ biotecnologia bianca ”. Rappresenta un nuovo promettente settore in risposta alle sfide ambientali. Se la chimica permette di fabbricare diversi prodotti scarsamente biodegradabili come la plastica, con la biotecnologia bianca, ora è possibile sintetizzare prodotti facilmente deperibili. Questi in particolare si possono usare per :
- la produzione di metaboliti – enzimi, vitamine, aromi, ecc. ;
- il trattamento dei rifiuti – ridurre l’inquinamento ;
- la produzione di agenti di controllo biologico – contro gli insetti nocivi, i patogeni e le piante infestanti ;
- i biocarburanti e le bioenergie – l’etanolo può essere prodotto con i residui colturali.
Un ormone umano prodotto dal lievito
Tra le principali scoperte relative all’utilizzo del lievito come microfabbrica in medicina troviamo la creazione di un ormone umano : l’idrocortisone. Questo ormone steroide calma l’infiammazione riducendo il dolore, l’irritazione e il gonfiore.
Viene usato per il trattamento di diverse patologie. In collaborazione con una grande azienda farmaceutica, un team francese ha messo a punto il metodo che permette di ottenere questa sostanza grazie al lievito. Il lievito viene usato anche per produrre insulina, l’ormone di cui sono carenti le persone affette da diabete. Permette agli scienziati di creare molti nuovi composti che occuperanno a breve un posto importante nelle nostre vite.
Il lievito come fonte energetica
Il lievito è l’organismo più adatto per ottenere alcol attraverso fermentazione su scala industriale. L’alcol ottenuto in questo modo, l’etanolo puro, può essere utilizzato :
- per la preparazione di liquori e alcolici ;
- nel settore della profumeria ;
- come biocarburante alternativo alla benzina.
Il lievito al servizio delle energie rinnovabili e dello sviluppo sostenibile
Il lievito produce etanolo dai glucidi (o zuccheri), mediante il processo naturale di fermentazione. Da dove provengono gli zuccheri ?
La prima generazione di biocarburanti derivava dall’amido delle colture alimentari (grano, cereali, patate, manioca) e dello zucchero (canna da zucchero).
Gli zuccheri destinati ai biocarburanti di seconda generazione derivano da una serie più ampia di risorse, comprese le fibre vegetali non utilizzate nella produzione alimentare : il legno, le parti non commestibili delle piante, come il fusto e le foglie e anche i rifiuti vegetali.
Da decenni vengono condotte delle ricerche sul lievito, ma gli scienziati stanno ancora cercando di renderlo più resistente all’alcol. La capacità del lievito di metabolizzare l’etanolo è limitata dalla sua genealogia, che rende le ultime generazioni meno efficaci rispetto alle precedenti.
Un’altra difficoltà consiste nel migliorare la capacità di assimilazione del lievito per ottenere altri zuccheri, come i pentosi, presenti nei tessuti vegetali.
Con questo approccio sarà possibile aumentare il numero di opzioni di energia rinnovabile accessibile, e promuovere uno stile di vita più rispettoso dell’ambiente.
