Fermentazione

fermentazione

Insieme dei processi mediante i quali molti microrganismi utilizzano il glucosio o altri substrati in assenza di ossigeno (condizioni anaerobiche) per la produzione di energia necessaria alle loro attività metaboliche. Più estensivamente il termine è usato attualmente anche per indicare i processi di crescita di microrganismi in condizioni aerobiche. La demolizione anaerobica del glucosio è una via metabolica che si è sviluppata quando gli organismi vivevano in un’atmosfera priva di ossigeno ed è quindi il meccanismo biologico più antico per ottenere energia. Molti processi di f. (lievitazione del pane, produzione di vino e birra ecc.) sono praticati fin dall’antichità, ben prima che ne fossero svelati i meccanismi chimici. Fu L. Pasteur nel 1856 a dimostrare che la trasformazione degli zuccheri in alcol era una f. operata da microrganismi.

Tipi di fermentazione

Il primo stadio della f. consiste nella scissione del glucosio (a 6 atomi di carbonio) in due molecole di a 3 atomi di carbonio. La degradazione di queste molecole, catalizzata da specifici enzimi, procede in modo differente a seconda del microrganismo (o dei microrganismi) che la compie e fornisce prodotti terminali diversi, in base ai quali le f. sono denominate f. alcolica, citrica, acetonica, lattica ecc. I prodotti della f. alcolica sono etanolo e CO2: questo processo, dovuto a microrganismi come il lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae), è utilizzato nella produzione delle bevande alcoliche e nella panificazione. Batteri il cui prodotto finale è l’acido lattico sono gli agenti della f. lattica, impiegata nella produzione di yogurt e formaggi. Una classificazione più moderna individua tre differenti gruppi di f. a seconda della specifica destinazione: sintesi di quantità insolitamente elevate di un prodotto finale; produzione di composti particolarmente complessi; trasformazione selettiva di substrati.

Applicazioni

Una caratteristica dei processi fermentativi è il forte accumulo di prodotti terminali, motivo per il quale sono largamente impiegati nelle tecnologie alimentari. Nell’ambito delle biotecnologie, con processi di f. si ottengono oggi su scala industriale amminoacidi, antibiotici, nucleotidi, prodotti di trasformazione degli steroidi, polisaccaridi, vitamine, acidi e alcoli; in taluni casi i microrganismi stessi, e non i prodotti terminali del loro catabolismo, costituiscono l’effettivo prodotto del processo fermentativo. Per f. avviene anche la produzione di enzimi, largamente utilizzati come catalizzatori di reazioni chimiche, nella conservazione di prodotti alimentari, come mezzi diagnostici o terapeutici.