Fermentazione alcolica: come funziona e a cosa serve

La fermentazione alcolica consiste in un processo di trasformazione che produce alcol etilico e anidride carbonica. Come tutte le fermentazioni innescate da lieviti, è sfruttata sia in ambito alimentare che farmaceutico. Ecco la guida completa per scoprire tutti i segreti della fermentazione alcolica e i suoi utilizzi.

Cos’è la fermentazione alcolica

Dall’uva si ottiene il vino, dal malto la birra e così via. Già, ma come avvengono esattamente queste trasformazioni?

Il processo chimico responsabile di tutte queste reazioni si chiama fermentazione alcolica e serve, in buona sostanza, a produrre alcol (etanolo) e anidride carbonica (CO2).

Come gli altri tipi di fermentazione, anche quella alcolica è attivata da microrganismi (i saccaromiceti) che scompongono il glucosio in assenza di ossigeno, trasformandolo, come dicevamo in etanolo e anidride carbonica.

Nel caso del vino questi lieviti si trovano sulla superficie dei chicchi d’uva e quando i grappoli vengono schiacciati rimangono all’interno del liquido zuccherino che si ottiene dalla spremitura. Quando l’ossigeno a disposizione finisce, i lieviti innescano la fermentazione utilizzando il glucosio a disposizione. Il risultato di questa reazione è l’alcol e il CO2. E, a seconda della sua quantità di alcol, si otterrà un vino dalla gradazione più o meno alta.

I tipi di fermentazione alcolica

Questa fermentazione è sfruttata da secoli dall’uomo per diverse finalità. Gli impieghi più frequenti sono in ambito alimentare e farmaceutico.

A differenza della fermentazione lattica, detta anche omolattica, la alcolica, oltre a produrre l’acido lattico, crea anche alcool etilico e anidride carbonica. Per questo motivo in ambito chimico viene definita anche fermentazione eterolattica.

Come avviene la fermentazione alcolica

L’abbiamo già detto, la fermentazione alcolica è un processo in cui alcuni microrganismi, soprattutto lieviti, in assenza di ossigeno riescono a convertire gli zuccheri presenti in alcol etilico e anidride carbonica. Ampiamente utilizzato nell’industria alimentare per produrre bevande alcoliche, avviene in diverse fasi:

• Lieviti: il processo di fermentazione ha inizio quando si aggiungono i lieviti ad una miscela contenente gli zuccheri sia naturali che aggiunti artificialmente. Tali lieviti metabolizzano gli zuccheri e li convertono in alcol etilico. I lieviti più comunemente utilizzati sono Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces pastorianus e
• Anaerobiosi: l’azione digestiva dello zucchero da parte dei lieviti, chiamato glicolisi anaerobica, avviene solo in assenza di ossigeno. Si tratta infatti di microrganismi che non hanno bisogno d’ossigeno per produrre energia e per sopravvivere e crescere.
• Glicolisi: la digestione, attraverso una serie di reazioni chimiche, converte gli zuccheri come il glucosio in piruvato. E produce anche una piccola quantità di energia sotto forma di adenosina trifosfato.
• Conversione in alcol: è proprio il glucosio metabolizzato dai microrganismi sotto forma di piruvato ad essere convertito in alcol etilico e anidride carbonica. Questa conversione avviene in due passaggi: il piruvato è prima convertito in acetaldeide da uno specifico enzima (decarbossilasi), e poi ridotto in alcol etilico da un altro enzima (alcol deidrogenasi), grazie all’energia fornita dal processo digestivo..
• Produzione di CO2: durante il processo di fermentazione, viene anche prodotta anidride carbonica come sottoprodotto. È il risultato dell’azione dell’enzima decarbossilasi sul piruvato. Contribuisce alla formazione delle bollicine nelle bevande fermentate come la birra e lo champagne.
• Fine della fermentazione: la fermentazione alcolica continua finché i lieviti hanno a disposizione degli zuccheri da metabolizzare. Si si esauriscono gli zuccheri, o se si raggiunge un certo livello di alcol, l’attività dei lieviti diminuisce e la fermentazione si ferma. A questo punto, la bevanda può essere sottoposta a ulteriori processi di chiarificazione, filtrazione e invecchiamento, a seconda del tipo di prodotto finale desiderato.

Il processo di fermentazione può essere influenzato anche dalla temperatura, dal pH, dalla quantità di zuccheri presenti e naturalmente dal ceppo di lievito utilizzato. Questi fattori possono influire sul profilo aromatico e sul sapore del prodotto finale.

A cosa serve la fermentazione alcolica

Di tutte le fermentazioni, quindi, quella alcolica è la più importante e sfruttata per la produzione di vino, birra e pane. Ma, mentre per il vino sono sufficienti gli zuccheri semplici presenti nell’uva, nel caso di orzo e del grano l’amido deve essere prima idrolizzato a glucosio.

Per la preparazione della birra, in particolare, è il Saccharomyces cerevisiae il lievito che trasforma il malto in birra. Esso, inoltre, è determinante anche per la produzione del pane, dove attiva il processo di fermentazione sotto forma di lievito di birra.

Attraverso l’anidride carbonica prodotta, la pasta del pane inizia a gonfiarsi e, lievitando, raggiunge una consistenza ideale per la cottura, mentre l’alcol evapora completamente.

La fermentazione alcolica è utilizzata anche per la produzione di kumys e kefir, un latte acido-alcolico benefico sulla flora batterica intestinale per le difese immunitarie.

Fermentazione alcolica e lievito di birra

Il lievito di birra è prodotto dall’attività di microrganismi, i Saccharomyces cerevisiae, fatti fermentare in appositi fermentatoi, dove si moltiplicano svariate volte. Viene così definito perché consiste, di fatto, in un sottoprodotto della fermentazione della birra, anche se può trovarsi sulla buccia alcuni frutti.

Dal metabolismo di questo lievito si sviluppa un gas (anidride carbonica) che rende la pasta del pane più adatta alla cottura.

Oggi il lievito di birra si ottiene per lo più dalla melassa, un sottoprodotto della barbabietola da zucchero. In commercio, il lievito si può trovare fresco, compresso in panetti o in granuli. Al suo interno si concentrano altissime quantità di proteine, minerali e aminoacidi essenziali. Non a caso, questo lievito è considerato una delle fonti più importanti di vitamine del gruppo B.

In cucina si usa solitamente allo stato disidratato o fresco. Come agente lievitante è impiegato per far crescere di volume impasti sia salati che dolci, ai quali conferisce una consistenza soffice e morbida.

Molte sono le proprietà benefiche per il nostro organismo collegate al consumo di lievito di birra. Nello specifico, aiuta e rinforza pelle, unghie e capelli e contribuisce a contrastare l’acne.

Grazie alle funzioni probiotiche, mostra efficacia nel garantire il corretto funzionamento dell’apparato gastro-enterico e rafforza il sistema immunitario. Inoltre, svolge un ruolo protettivo nei confronti del sistema nervoso, facilitando la riduzione del senso di stanchezza e affaticamento.

Fermentazione alcolica del vino

Come abbiamo anticipato, la fermentazione alcolica è quel processo naturale che consente di trasformare il liquido ottenuto dalla pigiatura delle uve in mosto e poi in vino. Essa è detta anche fermentazione ‘primaria’ ed è a tutti gli effetti una reazione chimica che innesca delle reazioni a catena che conducono alla conversione degli enzimi in alcol e anidride carbonica.

A seconda del tipo di lieviti coinvolti, è possibile ottenere diverse gradazioni alcoliche. Mediamente, si ottiene circa il 50% di alcol, 45% di anidride carbonica, 3% di glicerolo e 2% di altri sottoprodotti. Il tipo di lievito più comunemente utilizzato in enologia è il Saccharomyces Cerevisiae, lo stesso impiegato per la fermentazione della birra e per la lievitazione del pane.

I “sottoprodotti” di questo complesso processo chimico sono acetaldeide, acido acetico, acetato d’etile, glicerolo e altri tipi di alcol. Questi prodotti “secondari” sono infatti essenziali allo sviluppo delle qualità aromatiche di ogni vino e, dipendentemente da come è stata svolta la fermentazione alcolica, gli aromi possono affinarsi oppure deteriorarsi.

Anche la fermentazione alcolica si volge in assenza di ossigeno. Nelle fasi iniziali, infatti, i lieviti utilizzano l’ossigeno presente nel mosto e trasformano gli zuccheri in acqua e anidride carbonica. Esaurito l’ossigeno, inizia la fermentazione vera e propria durante la quale l’energia prodotta attraverso l’ossidazione degli zuccheri trasforma questi ultimi in alcol etilico, anidride carbonica e altri sottoprodotti.

Fermentazione alcolica della birra

Come per il vino, la fermentazione per la produzione della birra è ottenuta lasciando fermentare il mosto in appositi recipienti. Anche in questo caso i lieviti trasformano gli zuccheri in alcol e anidride carbonica.

Le due tipologie di lieviti utilizzate  a questo scopo sono il Saccaromyces cerevisiae ed il Saccaromyces carlsbergensis.

Unica eccezione a questo processo convenzionale è rappresentato da alcune birre prodotte in alcune località del Belgio che fermentano spontaneamente sfruttando un lievito presente nell’aria di quella zona.

In generale le birre si classificano in:

• birre ad alta fermentazione indotta
• birre a bassa fermentazione indotta
• birre a fermentazione spontanea

Il Saccaromyces cerevisiae è usato per produrre le birre ad alta fermentazione e agisce a temperature elevate (16°-23°). Il carlsbergensis invece, viene utilizzato per produrre birre a bassa fermentazione e agisce a bassa temperatura (5°-8°).

Il metodo dell’alta fermentazione restituisce birre dal gusto intenso e aromatico, mentre la bassa fermentazione dà vita a birre più leggere e neutre. Esiste anche la birra biologica prodotta con malto e luppolo da agricoltura biologica.

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Ultimo aggiornamento il 24 Ottobre 2023 da Rossella Vignoli