Lievito

I lieviti sono un gruppo di funghi, formati da un unico tipo di cellula eucariotica^[1], che possono avere forma ellittica o sferica. Sono state catalogate più di mille specie di lieviti.

Alcune specie sono comunemente usate per lievitare il pane e far fermentare le bevande alcoliche. La maggior parte dei lieviti appartiene al gruppo degli Ascomiceti.

Un piccolo numero di lieviti come la Candida albicans, può causare infezioni nell'uomo, mentre un altro lievito Malassezia pachidermatis è causa di dermatite e otite nel cane e nel gatto. Il lievito più comunemente usato è un saccaromicete, termine scientifico Saccharomyces cerevisiae, che è "addomesticato" da migliaia di anni per la produzione di vino, pane e [birra]].

Respirazione/fermentazione

Mentre alcuni lieviti utilizzano esclusivamente la respirazione aerobica, altri, in assenza di ossigeno, possono utilizzare un processo diverso chiamato fermentazione. I lieviti fermentanti producono energia convertendo gli zuccheri in anidride carbonica ed etanolo. Nella fermentazione delle bevande alcoliche è utile la produzione dell'etanolo, mentre nella lievitazione del pane l'anidride carbonica gonfia la pasta, e l'alcool (etanolo) evapora durante la cottura.

Un esempio con un substrato di glucosio:

C₆H₁₂O₆ (glucosio) → 2 CH₃CH₂OH (etanolo) + 2 CO₂ (anidride carbonica)

Riproduzione

La riproduzione asessuata può avvenire per:La riproduzione dei lieviti può essere sessuata o asessuata.

• gemmazione (prevalentemente), in cui la cellula madre del lievito subisce una mitosi e si forma una protuberanza laterale in cui migra uno dei nuclei, mentre si accresce questa protuberanza si separa dalla cellula madre;
• scissione (tipica gen. Schizosaccharomyces), è la più diffusa modalità di riproduzione asessuata, soprattutto per organismi semplici, quali batteri, protisti e piante, ma anche alcuni animali (poriferi, cnidari, platelminti, echinodermi). Con questo termine si può anche indicare la divisione in più parti di un corpo, di una popolazione di individui o di una specie, e la rigenerazione di tali parti in modo da ottenere singoli individui.

La riproduzione sessuata si verifica attraverso la produzione di spore, che generalmente sono molto resistenti. I lieviti a seconda che producano o meno spore di origine asessuata si dividono in:

• Lieviti sporigeni, come gli Ascomiceti, dalla cui riproduzione sessuata si forma uno zigote che si trasforma in asco, cioè una struttura contenente le ascospore (il cui numero in genere è di 4, ma può variare in multipli di 4 oppure in numero inferiore). Anche i Basidiomiceti sono sporigeni, ma in minor numero rispetto agli Ascomiceti;

Usi

Lieviti e birra

I primi a scoprire il lievito di birra furono gli antichi egizi verso il 1500 a.C. I produttori di birra classificano i lieviti come ad alta o bassa fermentazione. Questa classificazione è stata introdotta dal danese Emil Christian Hansen.

I lieviti ad alta fermentazione (così chiamati perché galleggiano sulla superficie della birra) preferiscono temperature più alte, e dànno alla birra un profilo aromatico complesso, con toni fruttati e speziati. Il classico lievito ad alta fermentazione è il Saccharomyces cerevisiae, conosciuto come lievito di birra. Esempio classico di birre in cui viene utilizzato sono le ale.

I lieviti a bassa fermentazione lavorano a basse temperature e alla fine della loro attività si depositano sul fondo. Fra questi: Saccharomyces uvarum e Saccharomyces carlsbergensis usati per produrre birre tipo lager.

Lieviti e vino

I produttori di vino in antichità usavano differenti ceppi di lieviti a seconda del tipo di vino e delle condizioni dell'uva. Troppo zucchero o un'eccessiva concentrazione di alcool rallentano la crescita del lievito, perciò per mosti con elevate concentrazioni zuccherine sono necessari lieviti con un'elevata resistenza all'alcol etilico. Se il lievito muore prima che tutti gli zuccheri fermentescibili siano stati trasformati in alcool, si incorre in un arresto fermentativo.

Lieviti secchi

Alcuni lieviti sono selezionati in base agli aromi che tendono a sviluppare. Lieviti naturali sono già presenti sulla superficie degli acini d'uva (la pruina) perciò il succo d'uva tenderà spontaneamente a fermentare a meno che i lieviti non vengano fermati con temperature basse o con solfiti.

Negli anni novanta si è discusso molto sulla pratica di fermentare il vino con lieviti selezionati anziché i cosiddetti lieviti autoctoni. I fautori dell'uso dei lieviti selezionati sostenevano che si potevano ottenere vini molto più fini, eleganti e privi di difetti. I sostenitori dei lieviti autoctoni sostenevano che l'uso di lieviti selezionati deformava anche pesantemente i sentori tipici di una zona e che si sarebbero potuti creare sentori secondari a tavolino.

Parlare di una "tipicità del lievito" è però un concetto alquanto arduo. A proposito sono stati condotti numerosi studi relativi all'identificazione delle specie di lievito che popolano la superficie dell'uva, sia in Italia (De Rossi 1935, Castelli 1955 1967) sia presso vigneti francesi (Domercq 1953 e 1956). Tali studi non solo analizzano le caratteristiche delle specie sull'uva e in fermentazione, dove si sviluppano maggiormente quali sono i vettori, ma soprattutto hanno quantificato l'incidenza di tali ceppi sulla qualità o sui difetti del prodotto. Si è verificato come dei pochi ceppi "autoctoni" isolati molti presentano caratteristiche deleterie dal punto di vista enologico (alte produzioni di acido acetico, scarsa resistenza a basse temperature e a pH bassi, basse rese fermentative). La stragrande maggioranza degli isolamenti conferma infatti come i lieviti presenti sull'uva prima e nel mosto poi, vengano in realtà da contaminazioni ambientali e con macchinari di cantina, senza alcuna connessione con i concetti di tipicità o di terroir. L'incidenza del lievito sulla qualità del vino (a differenza di quanto avviene con la birra) è relativa solo all'assenza di difetti; la qualità o la tipicità risiedono maggiormente nelle potenzialità dell'uva e nelle tecniche colturali ed enologiche.

Nella vinificazione è in genere utilizzato il Saccharomyces cerevisiae per le fermentazioni dei mosti normali ed il Saccharomyces bayanus per le fermentazioni di mosti ad alto contenuto zuccherino o per la presa di spuma.

Lieviti e genetica

Il Saccharomyces cerevisiae è conosciuto anche come lievito da fornaio; è usato come organismo modello da biologi che studiano genetica e biologia molecolare (in particolare ciclo cellulare) perché è facile crescerlo in coltura, ed in quanto Eucariota ha una struttura cellulare complessa. Ad esempio, le grandi scoperte fatte da Yoshinori Ohsumi nel campo dell'autofagia cellulare che gli hanno valso il premio Nobel nel 2016 hanno alla base degli esperimenti condotti su tale lievito.^[2] Quello del Saccharomyces cerevisiae è stato il primo genoma di un eucariota a essere sequenziato completamente. Il database del genoma dei lieviti^[3] è uno strumento molto importante per sviluppare la conoscenza del funzionamento e organizzazione della genetica e della fisiologia delle cellule eucariote. Un altro importante database sul Saccharomyces cerevisiae è mantenuto dal Centro di Informazione per le Sequenze Proteiche^[4] di Monaco di Baviera.