fermentazione

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Una via per liberare energia dalle molecole di zucchero

La fermentazione è un processo chimico che consente di liberare l'energia contenuta nello zucchero glucosio, per renderla utilizzabile. È intrapresa non solo da lieviti e batteri in assenza d'ossigeno, ma spesso anche dai nostri muscoli dopo un eccessivo affaticamente fisico

La fermentazione è una respirazione senza ossigeno

Il termine fermentazione, introdotto dallo scienziato francese Louis Pasteur nel 19° secolo, si riferisce al processo chimico mediante il quale molti organismi ricavano dallo zucchero glucosio l'energia chimica necessaria alle loro funzioni vitali. La fermentazione è un processo molto simile alla respirazione cellulare: come la respirazione, essa produce energia trasformando le grosse molecole di zucchero in molecole più piccole e più facilmente utilizzabili dall'organismo ma ‒ a differenza della respirazione propriamente detta ‒ avviene in assenza di ossigeno, ossia in ambiente anaerobico. La fermentazione rappresenta uno dei più semplici meccanismi biologici per ottenere energia dagli alimenti. Molto probabilmente è anche tra i più primitivi, sorto quando l'atmosfera terrestre era ancora priva di ossigeno molecolare.

Il processo di fermentazione non è dato da una singola reazione chimica, bensì da una catena di reazioni, ognuna promossa da un singolo enzima. Esistono diversi tipi di fermentazione: alcuni vengono intrapresi da lieviti, che sono minuscoli funghi, altri da batteri (organismi unicellulari) e ognuno di questi processi dà origine a diversi prodotti finali.

Alcune fermentazioni importanti

Tutti noi sappiamo che il vino viene dall'uva, ma come si trasforma l'uva in vino? Il processo di trasformazione di questo frutto è una fermentazione alcolica, così chiamata dal prodotto che si forma alla fine di tutte le reazioni. Dalla scomposizione del glucosio, infatti, questo tipo di fermentazione produce alcol etilico (etanolo) e anidride carbonica. La fermentazione alcolica per produrre l'alcol è intrapresa da alcuni microrganismi che fanno parte del gruppo dei lieviti, i saccaromiceti (Saccharomyces ellipsoideus). Questi organismi sono sempre presenti sui chicchi di uva e, quando i grappoli vengono messi in grandi recipienti e schiacchiati per preparare il vino, rimangono all'interno del liquido zuccherino che si ottiene dalla spremitura. Quando nel liquido viene consumato il poco ossigeno presente, i lieviti iniziano la fermentazione, ossia utilizzano lo zucchero che hanno a disposizione e producono alcol, il quale, a seconda della quantità in cui si forma, darà la gradazione alcolica al vino.

Molte altre sono le fermentazioni causate dai lieviti, e molte sono quelle sfruttate dall'uomo per ricavare particolari alimenti o sostanze di interesse farmaceutico. Per esempio, un altro lievito, il Saccharomyces cerevisiae, è fondamentale nella preparazione della birra dal malto (prodotto di germinazione di orzo o altri cereali) e nella preparazione del pane. Questo lievito, infatti, comunemente chiamato lievito di birra, una volta posto dentro la pasta del pane (farina più acqua), inizia la fermentazione alcolica. L'anidride carbonica che i saccaromiceti liberano rimane bloccata all'interno della pasta, facendola gonfiare, cioè lievitare. Una volta gonfia, la pasta potrà essere cotta per diventare pane. Un altro tipo molto diffuso di fermentazione è la fermentazione lattica, responsabile della trasformazione del latte in yogurt e formaggi. In questo caso, gli agenti fermentanti sono batteri del genere Streptococcus e Lactobacillus, i quali convertono il glucosio in acido lattico. A questo punto, segue una catena di reazioni in cui l'acido lattico modifica alcune proteine del latte che, a loro volta, cambiano la consistenza del liquido e lo trasformano in yogurt.

Nei nostri muscoli

Ma la fermentazione non è intrapresa solo dai microrganismi, bensì anche dagli esseri umani. Per esempio, quando i muscoli sono sottoposti a un grande sforzo e non ricevono ossigeno a sufficienza dal sangue, iniziano a produrre energia per fermentazione lattica. L'energia liberata dal glucosio viene utilizzata dal muscolo per contrarsi, mentre l'acido lattico prodotto si accumula nelle sue cellule. Proprio l'acido lattico è il responsabile dell'indolenzimento muscolare che noi tutti proviamo quando riprendiamo un'attività fisica impegnativa dopo tanto tempo di riposo o quando ci sforziamo troppo.