Spieghiamo cos'è la fermentazione, quali sono i tipi di fermentazione che possono essere utilizzati e i diversi usi che ha.
Che cos'è la fermentazione?
La fermentazione è un processo di ossidazione incompleto, non richiedendo ossigeno per avvenire e producendo come risultato una sostanza organica. È un processo di tipo catabolico, cioè la trasformazione di molecole molecole complesse a semplici e generazione di energia chimica in forma di ATP (Adenosina Trifosfato).
La fermentazione consiste in un processo di glicolisi (scomposizione della molecola di glucosio) che produce piruvato (acido piruvico) e che manca di ossigeno come recettore per il elettroni NADH residuo prodotto (nicotina adenina dinucleotide), utilizza una sostanza organica che deve essere ridotta per riossidare il NADH a NAD+, ottenendo infine un derivato del substrato iniziale che viene ossidato. A seconda della sostanza finale, ci saranno diversi tipi di fermentazione.
Questo processo fu scoperto dal chimico francese Louis Pasteur, che lo descrisse come "Vita senz'aria" (La vie sans l'air), poiché può essere effettuato in assenza di ossigeno da microrganismi come il batteri, lievito, o alcuni metazoi e protisti. In questo processo, quindi, né il mitocondri né le strutture legate al processo di respirazione cellulare.
Rispetto al respirazione aerobica, la fermentazione non è a metodo fonte energetica molto efficiente: vengono prodotte solo 2 molecole di ATP per molecola di glucosio consumata, mentre la respirazione si ottiene da 36 a 38.
Tuttavia, questo processo viene eseguito da vari cellule del nostro corpo per coprire i momenti di assenza di ossigeno, come avviene nelle cellule muscolari che fermentano il glucosio quando l'apporto di ossigeno non è sufficiente per continuare a respirare.
Tipi di fermentazione
In base alla sostanza ottenuta al termine del processo di fermentazione, possiamo classificarla in:
- Fermentazione alcolica. È un processo svolto principalmente dai lieviti, in cui si produce una quantità di alcol etanolo da alcuni zuccheri, diossido di carbonio e ATP. Questo è il processo utilizzato per produrre bevande alcoliche.
- Fermentazione acetica. Proprio dei batteri del genere Acetobatteri, trasforma l'alcol etilico in acido acetico, cioè l'alcol nell'aceto. Si tratta, tuttavia, di un processo aerobico, quindi può verificarsi nei vini esposti al aria.
- Fermentazione lattica. Consiste in una parziale ossidazione del glucosio, effettuata dai batteri lattici o dalle cellule muscolari animali (quando esauriscono l'ossigeno per respirare). Questo processo genera ATP ma produce acido lattico come sottoprodotto, che produce la sensazione dolorosa di affaticamento muscolare quando si accumula.
- Fermentazione butirrica. Consiste nella conversione del glucosio in acido butirrico e gas, quest'ultimo conferendogli un odore tipicamente sgradevole. È tipicamente svolta da batteri del genere Clostridio e richiede la presenza di lattosio.
- Fermentazione del butandiolo. È una variante della fermentazione lattica, svolta dalle Enterobatteriacee che rilasciano diossido di carbonio e generano butandiolo, un alcol incolore e viscoso.
- Fermentazione propionica. In questo processi intervenire il acido acetico, anidride carbonica e acido succinico. Si ottiene da tutti loro acido propionico, a sostanza corrosivo con un odore pungente.
Usi della fermentazione
I vini richiedono un processo produttivo in cui viene utilizzata la fermentazione alcolica.
Molte industrie artificiali sfruttano la fermentazione per ottenere determinate sostanze. Ad esempio, in industrie alimentari del formaggio si effettuano processi di fermentazione propionica, oppure nella conservazione di molti tipi di edibili si utilizza la presenza di acido lattico, che funge da conservante, per effetto della fermentazione lattica.
Qualcosa di simile accade con l'industria alcolica, sia per vini, birre o altri tipi di liquori, che richiedono un processo produttivo in cui interviene la fermentazione alcolica. Se invece alcuni liquori come il vino vengono lasciati scoperti per lungo tempo, l'ossigeno aggiunto avvierà la fermentazione acetica e la bevanda comincerà a diventare acetica.