Il lievito Saccharomyces cerevisiae e gli usi alimentari

Saccharomyces cerevisiae per usi alimentari

Il lievito gemmante Saccharomyces cerevisiae (Fig. 1) è stato determinante nella fermentazione di alimenti e bevande per millenni. Infatti fin dall’antichità, questo microrganismo era utilizzato nell’industria alimentare per produrre bevande alcoliche e per lievitare gli impasti, attraverso la fermentazione di carboidrati come orzo, mais, riso e grano.

Il suo impiego è stato cruciale soprattutto nella panificazione e nella birrificazione. Per tale motivo, il lievito S. cerevisiae è conosciuto comunemente con l’appellativo di lievito di birra o lievito per panificazione.

Saccharomyces cerevisiae usi alimentari — Figura 1 – Saccharomyces cerevisiae al microscopio elettronico
(Fonte : Wikipedia)

L’origine del Saccharomyces cerevisiae per usi alimentari: la panificazione

Le prime testimonianze conosciute di pane lievitato con lievito Saccharomyces cerevisiae provengono dall’antico Egitto (1300-1500 a.C.) e dalla Cina (500-300 a.C.). Secondo recenti prove genomiche, S. cerevisiae ha avuto origine in Cina lungo il percorso della Via della Seta.

Nei paesi occidentali, la prima scoperta del pane lievitato deriva da una tomba dell’Antico Regno datata tra il 2450 e il 2401 a.C. Il metodo per produrlo era semplice: consisteva nel mescolare e impastare il pane in una ciotola e cuocerlo direttamente sulla cenere calda.

Attualmente il pane lievitato viene prodotto attraverso due processi principali:

il primo prevede l’aggiunta di lievito per panificazione commerciale, proveniente da colture pure acquistate da fornai e panifici, all’impasto;
il secondo prevede la creazione e il mantenimento di uno “starter”, che consente a lieviti e batteri di inoculare spontaneamente una miscela di cereali macinati (ad esempio farina) e acqua.

Il lievito negli starter costituisce il lievito madre e può essere una miscela di ceppi commerciali o domestici, come Saccharomyces cerevisiae, oppure una miscela di specie differenti di lievito.

I primi lieviti commerciali in Europa

La prima produzione commerciale del lievito Saccharomyces cerevisiae, intesa come coltivazione del lievito al solo scopo di venderlo ad altri, nasce nel 1700. Nel decennio 1780-90 il lievito compresso iniziò ad apparire in Inghilterra, Germania e Paesi Bassi.

Le prime ricette per i lieviti pressati commerciali consistevano in un blocco pressato di luppolo fermentato, segale e malto, o una miscela dei tre. Potevano contenere solo il 4-6% di lievito, che consisteva in ceppi multipli del genere Saccharomyces.

Oltre al lievito compresso, i documenti del 1771 forniscono dettagli sul metodo di produzione del lievito secco, che consisteva nel mescolare insieme lievito e cenere di legno prima di metterlo ad essiccare al sole. Il lievito secco fu venduto per la prima volta a Vienna nel 1822.

Dal punto di vista nutrizionale, il lievito di birra compresso è ricco in proteine (69%), ha una buona componente in fibre (circa il 20%), ma è povero di carboidrati e lipidi (rispettivamente 5% e 6%). Inoltre il lievito di birra costituisce una buona fonte di sali minerali, come potassio e fosforo, e di vitamine, come folati e niacina.

Saccharomyces cerevisiae per usi alimentari: il processo della birrificazione

Il lievito Saccharomyces cerevisiae è stato fondamentale per gli usi alimentari, come la produzione delle bevande fermentate: una parte importante delle civiltà per migliaia di anni in seno a ragioni economico-sanitarie. Le bevande alcoliche, difatti, hanno svolto un ruolo cruciale nella cultura tradizionale e nella vita sociale.

La birra è una delle più antiche bevande alcoliche fermentate conosciute nella storia umana. Resti archeologici e prove pittografiche di birre a base di cereali sono state trovati in Mesopotamia nella Mezzaluna Fertile (la più antica risalente al XII millennio a.C.). In Europa le tribù celtiche hanno introdotto la produzione di birra in tutto il continente circa 2000 anni fa, sviluppando un moderno processo di birrificazione così come lo conosciamo oggi.

Per secoli la produzione di birra si è basata su fermentazioni spontanee con miscele complesse di microbi autoctoni/selvatici. I lieviti appartenenti al genere Saccharomyces di solito dominavano la parte successiva del processo, a causa della loro forte capacità di produrre e tollerare etanolo.

L’importanza del lievito nella fermentazione alcolica

La scoperta della fermentazione alcolica (fig. 2) è merito dello scienziato francese Louis Pasteur. Infatti, nel 1858 Pasteur dimostrò come la scissione dello zucchero maltosio in alcol e acido carbonico sia dovuta all’attività di un microrganismo, il lievito Saccharomyces cerevisiae.

Ispirato da queste scoperte, all’inizio del 1880 il micologo Emil Christian Hansen sviluppò tecniche per l’isolamento di singole cellule di lievito presso il Carlsberg Research Laboratory: fu così che nel 1883 fu prodotta la prima birra basata su una coltura di lievito puro.

Da questo momento in poi, l’industria della birra ha iniziato a sostituire le fermentazioni spontanee basate sul “backslopping” con fermentazioni controllate utilizzando colture di lievito puro. Nella fattispecie, si impiegavano ceppi di S. cerevisiae per le birre “Ale” e S. pastorianus per le birre “Lager”.

Saccharomyces cerevisiae usi alimentari: nella fermentazione alcolica
(Fonte : Beerfridge) — Figura 2 – Saccharomyces cerevisiae nella fermentazione alcolica
(Fonte : Beerfridge)

Lieviti nel deterioramento dei prodotti a base di frutta

Oltre ad essere implicato nella fermentazione alcolica del vino, birra e sidro, il lievito S. cerevisiae provoca anche il deterioramento di bibite gassate, bevande sportive e alla frutta. Si riporta che Saccharomyces cerevisiae costituisce circa il 25% della popolazione di lievito dei concentrati di succhi di frutta.

Questo microrganismo è diffuso in natura su frutti, foglie e nettari. Sebbene non sia comunemente associato al deterioramento della frutta fresca, è implicato nel deterioramento dei prodotti a base di frutta trasformati, come purea di frutta e prodotti a base di frutta in scatola.

S. cerevisiae è un componente della flora dei datteri secchi o semisecchi e da fichi e prugne. Sono disponibili pochi dati sulla presenza di lieviti nei frutti poco lavorati; tuttavia, è noto il coinvolgimento di S. cerevisiae nella flora di deterioramento delle arance sbucciate e delle sezioni di pompelmo lavorate commercialmente.

Saccharomyces cerevisiae nei prodotti lattiero-caseari

Il lievito S. cerevisiae è stato isolato anche da prodotti lattiero-caseari tra cui latte, yogurt e formaggio. Questo microrganismo è spesso presente nei formaggi a pasta molle e stagionati, come stracchino e Camembert. In questi formaggi, infatti, vi è il 3,1% della popolazione di lievito, laddove circa un terzo dei campioni testati conteneva 103-104 cfu ^g−1 di S. cerevisiae.

Al contrario, questo microrganismo è presente raramente nei formaggi ad alto contenuto di sale a causa della sua incapacità di tollerare NaCl a concentrazioni superiori al 5%. Tuttavia, può trovarsi nei formaggi semiduri e duri compreso il formaggio Cheddar.

Si ritiene che la crescita del lievito Saccharomyces cerevisiae nei formaggi sia correlata alla sua capacità di utilizzare prodotti lipidici e proteici di altre specie, ma anche alla sua capacità di utilizzare l’acido lattico presente nel formaggio. Il significato di specie come S. cerevisiae come organismi di deterioramento nei formaggi è poco chiaro, ma si presume che questi lieviti possano contribuire allo sviluppo del sapore durante la maturazione dei formaggi.