Fermentazione alcolica.

La fermentazione alcolica è un processo ossidativo anaerobico operato da alcuni microrganismi (lieviti e talvolta batteri) sui carboidrati per la produzione di energia.

I prodotti maggiori prodotti di scarto della fermentazione sono anidride carbonica e alcool etilico (detto anche etanolo).

Partendo quindi da uno zucchero semplice come il glucosio si ha dapprima la glicolisi, ovvero la formazione di due molecole di acido piruvico.
Avviene poi la formazione di un'aldeide acetica a partire dalla molecola di acido piruvico, con liberazione di una molecola di CO2. L'aldeide acetica viene a sua volta arricchita di due atomi di idrogeno ad opera del NADH+H (nicotinammide adenina dinucleotide, una molecola che spesso interviene nelle reazioni di ossidoriduzione) e dell'enzima alcool deidrogenasi per formare la molecola di etanolo.

Questo schema dovrebbe chiarire le idee:

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Se si desiderano conoscere tutte le fasi della glicolisi consultare questa pagina di wikipedia: Glicolisi - Wikipedia


In pratica, semplificando si ha: C6h12O6 ----(lieviti)---> 2CO2 + 2CH3CH2OH


Dove:

C6h12O6 ------------> è una molecola di glucosio
CO2 -----------------> è una molecola di anidride carbonica
CH3CH2OH ---------> è una molecola di etanolo


La maggior parte delle fermentazioni alcooliche è opera dei lieviti, microrganismi che appartengono al regno dei funghi. In particolare viene utilizzato il Saccharomyces Cerevisiae per la produzione di birra e vino. C'è da precisare che le attuali techiche per la produzione di birra e vino fanno ormai uso di lieviti o miscele di lieviti appositamente selezionati secondo il prodotto che si desidera ottenere.
Saccharomyces cerevisiae si trova sul mercato come lievito fresco (lievito di birra) o come lievito secco.


Come avviene la fermentazione ad opera dei lieviti.

La fermentazione viene fatta dei lieviti in assenza di ossigeno ed in presenza di carboidrati. Ma non bastano solo queste due condizioni. I lieviti devono avere oltre a carboidrati disponibili ed all'assenza di ossigeno anche una fonte di azoto assimilabile, il range di pH adatto in cui crescere, un ambiente con temperatura favorevole (in genere 15-25°C) e l'assenza di inibitori alla crescita (es. altri microorganismi in competizione o sostanze chimiche come l'anidride solforosa).
Se sono presenti tutte queste condizioni la fermentazione può avvenire con successo.
La fermentazione però tenderà a rallentare gradualmente quando il grado alcoolico comincerà a salire, fino a fermarsi. Ciò accade perchè l'etanolo prodotto dai lieviti è una sostanza tossica (l'etanolo è una sostanza nociva per tutte le cellule viventi) che provoca la morte dei lieviti stessi.
In genere si arriva a circa 15 gradi alcoolici prima che la fermentazione si fermi. Ci sono particolari ceppi di lieviti che resistono a concentrazioni di alcool elevate (18°alcoolici) come ad esempio Saccharomyces Bayanus.

Precisazione: I lieviti sono microrganismi anaerobi facoltativi, ciò significa che possono vivere anche in presenza di ossigeno. Nelle fermentazioni su vino e birra di solito all'inizio della fermentazione viene lasciato un quantitativo di ossigeno sufficiente (es. aria nello spazio di testa del fermentatore) ai lieviti per moltiplicarsi in grande quantità. In seguito quando l'ossigeno verrò consumato dai lieviti con la respirazione, inizierà la fermentazione vera e propria.


Come misurare la gradazione alcoolica.


La gradazione alcolica, detta titolo alcolometrico, viene definita dalla legislazione ( articolo 12 del Decreto Legislativo 27 gennaio 1992 n. 109 ) come "il numero di parti in volume di alcool puro alla temperatura di 20 °C contenuta in 100 parti in volume del prodotto considerato alla stessa temperatura".
Nelle aziende vinicole sono presenti macchinari che effettuano analisi pressochè istantanee del contenuto alcolico del mosto o del vino. Sono spesso macchinari molto costosi (nell'ordine di decine di migliaia di euro) che si avvalgono di tecnologie all'infrarosso per determinare con molta precisione il contenuto alcolico del campione in analisi.
Esistono anche dei vinometri, strumenti molto economici, che danno però risultati non precisi.
Oppure si effettuano analisi per via chimica che comprendono analisi tramite densità relativa, distillazione, cromatografia etc.
Per determinare invece la gradazione alcoolica di un distillato si usa un alcolometro (nb va bene solo se la miscela è composta da acqua ed etanolo).
L'alcolimetro è invece uno strumento per rilevale la quantità di etanolo presente nel sangue.


Distillazione.


La distillazione è un metodo per concentrare o separare una o piu sostanze presenti in una miscela che sfrutta i diversi punti di ebollizione delle sostanze.
Nel caso delle bevande alcoliche, si usa la distillazione per concentrare la presenza di alcool nella soluzione.
Solitamente viene usato un alambicco.
Nel caso dell'etanolo non è possibile la separazione totale dall'acqua. Si ha la formazione di un azeotropo, che è composto al 95.6% in massa di etanolo ed il 4.4% di acqua.
Per separare totalmente l'etanolo dall'acqua è possibile aggiungere cicloesano alla miscela da distillare in modo da creare un ulteriore azeotropo che imprigiona acqua, alcol e cicloesano.Allontando o facendo evaporare (evapora a 62°C) questo azeotropo si riesce ad eliminare gradualmente tutta l'acqua.



(to be continued...)