La birra è tra le bevande più amate al mondo e si compone di tre ingredienti fondamentali: il malto, il luppolo e l'acqua. L'abbinamento di questi tre elementi senza il lievito però non darebbe vita a nulla poiché non avverrebbe la fermentazione. La sua presenza è di fondamentale importanza in quanto grazie alla fermentazione degli zuccheri questi si trasformano in etanolo e anidride carbonica.
Il lievito è un microrganismo fungino unicellulare, di forma sferica, ovale o ellittica, di circa 5-30 μm di lunghezza e 1-5 μm di larghezza. Per lievito di birra si è soliti intendere un fungo microscopico, formato da colonie di Saccharomyces cerevisiae, ottenute per fermentazione. In particolare, le cellule del lievito vengono coltivate su un substrato di malto (orzo germogliato) all'interno di fermentatori dove si moltiplicano migliaia di volte.
La Scoperta e la Storia del Lievito
L’uso del lievito non è recente. Una storia che risale a 5000 anni fa, anche se scienziati e archeologi non sono affatto in grado di fissare il momento in cui fu scoperto il lievito naturale. Di certo la scoperta fu del tutto casuale: un impasto di farina e acqua, dimenticato per qualche tempo in un angolo caldo e buio fermentò, gonfiandosi e acquisendo un sapore acido. Gli egizi furono i primi a perfezionare la fabbricazione del pane attraverso la lievitazione, portandolo a livelli artigianali con la definizione della figura professionale del fornaio. A Roma i forni pubblici nacquero nel 168 a.C.
Il vino veniva prodotto già 6000 anni fa nel Medio Oriente, mentre la birra fu per la prima volta menzionata nelle scritture Babilonesi, preparata mettendo a bagno nell’acqua l’orzo o il frumento, lasciandoli germinare al sole e facendoli poi bollire e fermentare. I Sumeri nel 3000 a.C. conoscevano 15 diversi tipi di birra. Dal momento che i lieviti sono presenti naturalmente nelle bucce dell’uva e nel grano, il vino e la birra furono probabilmente scoperti per caso, come risultato di un succo d’uva o di una mistura di grano e acqua che non furono consumati subito e che quindi fermentarono. Il primo pane lievitato potrebbe essere stato ottenuto quando una bevanda alcolica si rovesciò accidentalmente sull’impasto per il pane. Le bevande alcoliche fermentate arricchirono senza dubbio la scadente alimentazione dei nostri antenati.
La storia del lievito ci riporta indietro nel tempo al 1680: utilizzando un microscopio, Leeuwenhoeck osservò i globuli del lievito di birra per la prima volta. Ma è stato solo nel 1857, grazie al lavoro dello scienziato francese Pasteur, che il processo di fermentazione è stato compreso. Ha svelato questi misteri dimostrando che le cellule del lievito possono vivere in presenza o in assenza di ossigeno.
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Il Ruolo del Saccharomyces cerevisiae
Di preciso a cosa servono ceppi di lieviti Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces carlsbergensis? Essendo i due ceppi più utilizzati per la produzione di birra sono entrambi importanti ma in modo differente. La prima tipologia è un lievito ad alta fermentazione ed è in grado di produrre circa il 10% di alcol. In genere i lieviti ad alta fermentazione garantiscono tempi di produzione molto rapidi, circa 4-5 giorni, perché lavorano a temperature alte, quindi il calore favorisce la fermentazione. Per quelli a bassa fermentazione è il contrario. La loro applicazione però consente di creare diverse tipologie di birre, con diversi gusti, sentori e gradazioni alcoliche.
Questa tipologia di lievito è stata scoperta da Antoni van Leeuwenhoek, micologo olandese, nell'anno 1680. Il Saccharomyces cerevisiae è presente in natura nell'aria o sulla buccia della frutta, ma può essere anche isolato e coltivato in laboratorio per essere utilizzato nell'industria alimentare. La fermentazione effettuata con questo lievito è un processo di natura biochimica dove gli zuccheri si convertono in alcol etilico e anidride carbonica. Durante la fermentazione il Saccharomyces cerevisiae utilizza gli zuccheri presenti nel mosto o nell'impasto come fonte di energia per riprodursi dando così una bella spinta.
La trasformazione avviene con esattezza in questa sequenza: gli zuccheri si convertono in glucosio, ed esso a sua volta, tramite alcune reazioni chimiche, si trasforma in anidride carbonica e alcol etilico.
Utilizzi del Saccharomyces cerevisiae
Come già anticipato il Saccharomyces cerevisiae viene utilizzato principalmente per la produzione di birra, pane e vino, ma non solo: è utilizzato anche per la creazione di farmaci e biocarburanti. Inoltre è utilizzato anche come modello per studiare la genetica e la biologia cellulare. Questo lievito infatti è stato oggetto di molti studi, dato la sua unicellularità, per comprendere i meccanismi molecolari legati alla riproduzione delle cellule.
FERMENTAZIONE DEL LIEVITO DI BIRRA
Il Processo di Fermentazione e i Suoi Sottoprodotti
La fermentazione alcolica produce anche una serie di sostanze aromatiche, quali esteri, diacetili, alcoli superiori, acidi organici, composti sulfurei e fenoli, in quantità maggiore quanto più alta è la temperatura alla quale avviene la fermentazione. Gli esteri sono importanti in quanto responsabili dell’aroma fruttato della birra. Una nota di acetone indica una temperatura di fermentazione troppo elevata. Anche il diacetile, dal profumo di burro fuso, è indicatore di problemi intervenuti in fase di fermentazione.
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Gli acidi organici, quali il tartarico, il malico e il lattico, sono responsabili della freschezza gustativa, sia nel vino che nella birra. I composti sulfurei danno odori che vanno dal cavolo e verdura cotta, al fiammifero e alle uova marce. Si sviluppano a basse temperature, perchè il calore tende a disperderli, e sono chiaramente indesiderati.
Da migliaia di anni il lievito è usato non solo per la preparazione delle bevande alcoliche, ma anche per preparare il pane. Infatti la lievitazione è un processo di fermentazione alcolica a spese degli zuccheri contenuti nelle farine. L’anidride carbonica che si sviluppa è responsabile della crescita in volume (lievitazione) dell’impasto. L’alcool prodotto di disperde nell’ambiente e viene eliminato completamente durante la cottura.
Produzione Industriale del Lievito
Il barone Max von Springer, a capo della prima fabbrica, ha trasformato per sempre il mondo della panificazione producendo il lievito su grande scala e secondo procedimenti controllati. Springer ha effettivamente permesso ai panificatori di produrre con più regolarità e di proporre prodotti di migliore qualità a un maggior numero di persone. L’obiettivo dei produttori di lievito è di creare una grande quantità di cellule viventi. Dalla fase di laboratorio alle vasche industriali, si favorisce la moltiplicazione delle cellule in condizioni ottimali.
La produzione comincia in quella che viene definita la “ banca dei ceppi ” : il luogo in cui i diversi ceppi di cellule di lievito, espressamente selezionati per la loro capacità unica di fermentazione, vengono stoccati a una temperatura di -80 °C. Viene preparata una coltura iniziale liquida in provetta. Qualche milligrammo di lievito viene trasferito in un terreno di coltura e messo in un incubatore ad adeguata temperatura. Successivamente le cellule vengono trasferite in ambienti più grandi in modo che il loro numero aumenti. Di seguito viene “ seminato ” un fermentatore per ottenere la prima generazione di lievito. Il processo di semina si compie aggiungendo alle cellule diversi nutrienti, melassa (zucchero), aria e acqua, al fine di ottenere la quantità desiderata. In questo modo è possibile generare parecchie tonnellate di lievito in pochi giorni.
Il lievito viene separato dal terreno di coltura in cui le cellule hanno potuto moltiplicarsi grazie a un separatore centrifugo. Il separatore gira molto velocemente, in modo che il lievito cada sul fondo e il terreno di coltura resti in superficie ; in questo modo il processo di separazione viene facilitato. In questa fase, si può preparare il lievito liquido dalla crema e venderlo senza ulteriori trasformazioni. Nella forma liquida, il contenuto di sostanza secca è di circa il 15-16 %. Altra forma possibile : il lievito fresco o pressato. Per ottenere questa forma, la crema passa attraverso un filtro rotante (o filtro sottovuoto) : una macchina aspira il liquido permettendo di ottenere uno strato sottile. Lo strato viene quindi messo in un miscelatore e compresso. Il lievito viene poi tagliato a cubetti e confezionato.
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Per ottenere il lievito secco o disidratato, si passa la crema una seconda volta nel filtro rotante, poi in un estrusore e in un impianto di essiccazione. Grazie a questo processo, i produttori possono estrarre ancora più acqua dallo strato.
Lieviti ad Alta e Bassa Fermentazione
Il processo di fermentazione dei mosti di malto in birra può avvenire a fasce di temperatura diversa a seconda della tipologia di lieviti utilizzati.
- Lieviti “Ale”: sono ad alta fermentazione, ossia intervengono a temperature comprese tra i 16 e i 20°C. Essi appartengono alla famiglia dei Saccaromyces cerevisiae (gli stessi utilizzati nella fermentazione dei mosti d’uva). Il loro nome deriva dal fatto che durante la fermentazione formano lunghe catene che sono spinte verso l’alto dall’anidride carbonica in forma di schiuma. L’alta temperatura di fermentazione fa si che producano anche una grande quantità di sottoprodotti aromatici. La loro azione interviene già a temperature comprese tra i 9 e i 13°C e appartengono alle famiglie Saccaromyces pastorianus e Saccaromyces carlsbergensis. Danno meno sottoprodotti aromatici, pertanto le birre ad alta fermentazione tendono ad avere un sapore più neutro.
- Lieviti a bassa fermentazione: a differenza di quelli ad alta fermentazione, le loro cellule tendono a rimanere separate, per cui non affiorano durante la fermentazione, da cui il nome.
Alta e bassa fermentazione si riferiscono all’impiego di lieviti selezionati allo scopo di ottenere un risultato organolettico ben preciso, ma in realtà fino all’inizio dello scorso secolo le birre venivano ottenute per fermentazione spontanea, provocata dai lieviti contenuti nei cereali e che con il tempo arrivavano ad essere presenti in grande quantità negli ambienti dedicati alla birrificazione. Stiamo parlando dei cosiddetti lieviti indigeni o autoctoni, che vengono ancora impiegati per la produzione di alcune birre come le Lambic in Belgio.
Le Fasi della Fermentazione
L’inoculo: la prima fase è decisiva per una corretta fermentazione. Prima dell’inoculo è importante verificare che il lievito sia correttamente idratato e ad una temperatura più vicina possibile a quella di inoculo. È essenziale evitare shock termici alle cellule, per avere una maggiore vitalità all’inizio della fermentazione.
La fase Lag: all’inizio della fermentazione il lievito utilizza un metabolismo respiratorio, consumando l’ossigeno e gli altri nutrienti presenti nel mosto per acclimatarsi ed a produrre tutte le proteine e le strutture (come la parete cellulare) necessarie per crescere.
La Fermentazione: in questa fase le cellule del lievito si riproducono molto velocemente utilizzando il metabolismo di tipo fermentativo anaerobico,convertendo gli zuccheri in alcool e anidride carbonica. Il lievito inizia ad utilizzare gli zuccheri più semplici, passando, quando questi si esauriscono, a quelli sempre più complessi. In media questa fase ha una durata che varia da 1 a 4 giorni.
La Fase Stazionaria: il lievito, dopo aver consumato la quasi totalità degli zuccheri presenti nel mosto smette di moltiplicarsi. La maggior parte delle molecole che forniscono il gusto ed il profumo alla birra si sono formate, ma non sono ancora sufficientemente bilanciate. È proprio in questa fase che inizia la maturazione, con una serie di processi metabolici molto complessi. Il lievito inizia a flocculare e a precipitare, rallentando moltissimo la velocità di attenuazione. Il lievito resta fondamentale anche nelle fasi successive della vita della birra, sempre che non venga rimosso con procedimenti come la microfiltrazione e la pastorizzazione. La sua presenza è importantissima nella maturazione della birra, specialmente per quella rifermentata in bottiglia.
La presenza di giuste concentrazione dei diversi nutrienti è un altro fattore da tenere in grande considerazione, perché la mancanza di uno qualsiasi di questi (composti azotati, ossigeno, vitamine, coadiuvanti enzimatici) può causare un blocco prematuro della fermentazione. Per assicurarsi di non avere questo problema basta utilizzare malti di alta qualità, che permettono di evitare la necessità di aggiungere nutrienti aggiuntivi.
Il Lievito di Birra come Integratore Alimentare
Il lievito di birra costituisce una fonte ricca e completa di vitamine B, spesso assunte in scarse quantità nelle diete iperlipidiche, o iperglucidiche, o iperproteiche, oppure quando il consumo di alcool, sigarette o caffè è elevato. Il gruppo B è un insieme di vitamine molto importante anche per gli sportivi, i bambini in crescita e le persone convalescenti, perché facilita la trasformazione di proteine, carboidrati e lipidi in energia. Il lievito di birra contiene tutte le vitamine del gruppo B, dosate in buone proporzioni per una loro corretta integrazione (le vitamine del complesso B agiscono in sinergia fra loro, intervenendo sui sistemi di regolazione del metabolismo).
Vista l'assenza di studi relativi alla sicurezza e all'efficacia a lungo termine nelle gestanti, l'uso di integratori a base di lievito di birra andrebbe evitato durante la gravidanza e nel successivo periodo di allattamento al seno.
Tabella Nutrizionale del Lievito di Birra (valori medi per 100g)
| Nutriente | Valore |
|---|---|
| Calorie | Circa 330 kcal |
| Proteine | Circa 45-55 g |
| Carboidrati | Circa 30-40 g |
| Grassi | Circa 5-8 g |
| Vitamine del gruppo B | Elevate quantità |
| Minerali (Potassio, Fosforo, Magnesio, ecc.) | Presenti in quantità variabili |
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