Fermentazione alcolica

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La fermentazione alcolica è una forma di metabolismo energetico che avviene in alcuni lieviti in assenza di ossigeno. Essa è responsabile di diversi fenomeni che vediamo ogni giorno, quali la lievitazione del pane o la trasformazione del mosto in vino. Essa è operata da una particolare classe di microrganismi, i Saccharomyces, dei quali il più comune è senz'altro il S.cerevisiae, presente sulla buccia dell'uva come nel lievito di birra.

Fu il primo processo metabolico realizzato in vitro, grazie all'isolamento degli enzimi, così chiamati proprio perché isolati nel lievito (zymé, in greco).

Reazioni chimiche[modifica | modifica sorgente]

Schema della fermentazione alcolica

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 (due isomeri).

Nella seconda fase (che distingue la vera e propria fermentazione) a partire dal glucosio nel citoplasma dell'organismo anaerobico si verifica la glicolisi, ovvero la molecola di glucosio, difosforilata da due molecole di ATP, si scinde in due molecole di acido piruvico. L'assenza di ossigeno impedisce poi il verificarsi del normale ciclo di Krebs e della respirazione cellulare aerobica implicante il trasferimento di protoni attraverso la membrana mitocondriale interna; è per tale ragione che la cellula passa ai processi caratteristici della fermentazione. L'acido viene privato di una molecola di anidride carbonica (liberata nell'ambiente extra cellulare) spezzando il gruppo -COOH per formare come prodotto intermedio l'aldeide acetica, estremamente velenosa. Questa viene infine arricchita di due ioni idrogeno, la cellula ricarica così le molecole di NAD e forma, in qualità di sottoprodotto, l'etanolo.

La formula generale che sintetizza la formazione di etanolo e anidride carbonica a partire dal glucosio è quella del chimico-fisico francese Joseph Louis Gay-Lussac:

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

Usi[modifica | modifica sorgente]

La fermentazione alcolica fu usata già in tempi antichissimi per produrre bevande: un esempio è la birra, che fu inventata, adoperando i Saccharomyces, dai Sumeri o dagli Egizi; anche per il vino il suddetto tipo di reazione chimica è essenziale, malgrado in essa manchi completamente la prima fase (nell'uva è già contenuto il fruttosio e quindi i microrganismi non hanno bisogno di formarlo a partire da zuccheri più complessi come il saccarosio).

Uva in fermentazione per la produzione di vino.
Sviluppo di anidride carbonica durante la fermentazione di un impasto.

Nel pane invece l'anidride carbonica prodotta dalla fermentazione dell'amido (un polimero di β-glucosio) è la causa della lievitazione dell'impasto che avviene grazie alla struttura data dal glutine; qualcosa di simile avviene anche nei dolci, ma spesso a danno più del saccarosio che della farina.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]