28-03-2014, 01:25
non volevo farti scrive un libro, ma portare alla tua attenzione questo:
"I lieviti di vinificazione rappresentano sul volume totale una piccola percentuale della produzione mondiale di lieviti (panificazione, industria birraria, ...). I lieviti enologici sono prodotti industrialmente in un limitato numero di stabilimenti che appartengono ai principali produttori.
A differenza della fermentazione alcolica, l'obiettivo ricercato è la massima produzione di biomassa di lievito. Le condizioni di produzione sono dunque all'opposto di quelle praticate dagli enologi, poiché i lieviti sono sottoposti ad un forte arieggiamento, combinato ad una stretta limitazione del tasso in zuccheri del mezzo. I lieviti utilizzano così il loro metabolismo respiratorio il cui rendimento energetico è molto superiore a quello della fermentazione alcolica. Questo implica un rigoroso controllo della temperatura perché la reazione è molto esotermica. Altra differenza con la vinificazione, deve essere rispettata una perfetta sterilità.
I ceppi puri della coltura "madre" sono conservati in laboratorio e di qui trasferiti nello stabilimento di fabbricazione, dove vengono coltivati e moltiplicati su di un mezzo nutritivo composto da melassa arricchita in azoto ammoniacale e in vitamine e minerali necessari ad assicurare una crescita ed una attività cellulare ottimale. Una volta raggiunto il numero desiderato di generazioni, la biomassa cellulare viene separata dal mezzo di coltura : dapprima centrifugata e poi filtrata fino a raggiungere un contenuto d'acqua del 70% circa. La pasta di lievito che si ottiene viene quindi estrusa attraverso una filiera ed introdotta nell'essiccatore a letto fluido, all'interno del quale viene immessa una grande quantità d'aria a temperatura ed umidità relativa controllata.
L'essiccazione vera e propria si divide in due fasi:
- fase costante: la temperatura dell'aria viene mantenuta a 110°C, ed il lievito perde tutta l'acqua di superficie passando dal 30% al 70% di sostanza secca. Grazie all'evaporazione dell'acqua, che assorbe grandi quantità di calore, la temperatura del lievito non si innalza mai sopra i 35 °C e le cellule non subiscono alcun danno;
- fase variabile: durante questa fase si passa dal 70% all' 90-95% di sostanza secca, eliminando dal lievito l'acqua intracellulare. Man mano che l'evaporazione di acqua diviene quantitativamente meno importante, la temperatura dell'aria viene ridotta, in modo da mantenere sempre la cellula a 35-40°C.
Al termine di tale processo il lievito secco viene immediatamente confezionato sottovuoto e sotto gas inerte e conservato in camera fredda fino al momento della sua commercializzazione sotto forma di lievito secco attivo (LSA), occorre infatti difenderlo dai suoi tre nemici: umidità, calore, ossigeno.
Una volta confezionato in barattoli di banda stagnata o in foglio multilaminato il lievito è al riparo da umidità ed ossigeno fino a che la confezione rimane integra. L'unica attenzione necessaria riguarda quindi la temperatura.
Al di fuori della ricerca di una massima produzione di biomassa, l'insieme delle condizioni di produzione e di essiccamento devono favorire l'attitudine dei lieviti alla conservazione, la reidratazione e poi l'adattamento futuro alle condizioni di pH e composizione che incontreranno nei mosti d'uva. Questa vitalità futura dipende in parte dal contenuto dei lieviti in steroli, acidi grassi insaturi e trealosio. Il procedimento di produzione deve quindi permette al lievito di accumulare una quantità importante di riserve nutritive e di fattori di crescita, come vitamine e steroli. É grazie a ció che, dopo reidratazione dei lieviti secchi attivi, si nota una ripresa immediata della loro attività.
CARATTERISTICHE DEI LIEVITI SECCHI ATTIVI
I LSA sono commercializzati in sacchetti sottovuoto, generalmente da 500 grammi, ma viene anche proposta la confezione da 1 kg. Ogni grammo di L.S.A. contiene 25 miliardi di cellule vive idonee a una ripresa di fermentazione rapida mantenendo integralmente le caratteristiche del lievito d'origine. A seconda delle tecniche utilizzate per il loro essiccamento, i LSA si presentano sotto forma di filamenti di tipo "vermicelli" o di particelle arrotondate.
CONDIZIONI DI STOCCAGGIO E CONSERVAZIONE
Mentre il lievito allo stato liquido mantiene la propria vitalità per poco più di una settimana e quello in pasta per al massimo 2-3 settimane, il lievito secco può essere conservato a lungo. Allo stato secco la cellula contiene solo iL 7-8% di umidità, un contenuto che non permette alcuna attività metabolica, sufficiente però a preservarne la vitalità. Il lievito secco si trova quindi in uno stato di "minimo vitale", che può mantenere per moltissimi mesi senza morire. Quando il processo di essiccazione viene ben modulato sulle esigenze del ceppo, la perdita di vitalità è minore del 10% annua conservando il lievito a temperatura ambiente (media di 20°C). Dal punto di vista microbiologico la morte del 10% delle cellule è del tutto insignificante ai fini dell'effetto dell'inoculo. E' chiaro quindi che i lieviti secchi pos sono essere utilizzati comodamente anche dopo 3 o più anni dal loro confezionamento (la scadenza riportata nelle etichette è una imposizione di legge con valore tecnico poco indicativo).
I lieviti secchi non modificano assolutamente le loro caratteristiche col tempo: possono morire, ma le cellule che restano vitali hanno esattamente lo stesso patrimonio genetico e le stesse potenziali caratteristiche enologiche.
Le avvertenze per la conservazione sono quindi molto semplici:
- Conservare in luogo fresco o, se possibile, refrigerato a 4°C.
- Mantenere l'integrità delle confezioni.
Quindi la temperatura è decisiva per conservare la massima vitalità dei lieviti durante lo stoccaggio. Se la temperatura di stoccaggio è inferiore a 10°C, la conservazione è ottima, si possono conservare da 2 a 3 anni in queste condizioni. Oltre i 15-20°C, i preparati perdono la loro vitalità in alcuni mesi.
Qualora esistino dubbi su confezioni vecchie o "dimenticate" sono disponibili metodi semplici di verifica dell'attività.
FISIOLOGIA DEI LIEVITI
La curva di crescita della popolazione del lievito d'una fermentazione, viene abitualmente rappresentata dall'evoluzione del numero di cellule in funzione del tempo. L'aspetto di tale curva dipende dal ceppo di lievito, dalla composizione del mosto e dalle condizioni di fermentazione ma, classicamente, presenta tre fasi: latenza, crescita esponenziale, fase stazionaria.
La fase di latenza è compresa tra il momento dell'inoculo e l'inizio della crescita esponenziale. Insieme ad altri fattori, questa fase dipende dalla quantità e dallo stato delle cellule inoculate.
La fase di crescita esponenziale è il periodo di crescita massima costante. Le cellule si dividono ad intervalli regolari (secondo il proprio tempo di generazione) ed il tasso di crescita della popolazione è, a parità di condizioni, funzione del numero di cellule e del tempo di duplicazione.
La fase stazionaria comincia quando l'esaurimento delle sostanze azotate presenti nel mosto o l'accumulo di prodotti secondari nocivi (ad es. alcool) limita il tasso di crescita ed il numero di cellule vive resta costante.
Nella vinificazione la maggior parte della fermentazione è svolta da cellule in fase stazionaria. Anche se sono presenti numerose cellule, la fermentazione rallenta sensibilmente con l'inizio della fase stazionaria. Questo rallentamento persiste per tutta la durata della fase stazionaria e può portare a fermentazioni lunghe e stentate o ad arresti fermentativi.
Uno dei motivi di tale rallentamento è la bassa efficacia del sistema di trasporto degli zuccheri, che è regolato dalla disponibilità azotata e dalla sintesi proteica (gli enzimi che ne fanno parte sono comunque delle proteine). L'efficacia del sistema di trasporto degli zuccheri è il fattore limitante durante la fase stazionaria. Quando c'è una carenza di azoto assimilabile (soprattutto nelle prime fasi), la velocità fermentativa decresce e può portare ad una fermentazione stentata o ad un arresto.
I lieviti contengono circa il 9% di azoto e lo utilizzano per sintetizzare assieme alle proteine strutturali, gli enzimi e gli acidi nucleici. L'azoto contenuto nei mosti è molto variabile: da meno di 60 mg/L a più di 300 mg/L. Allo stesso modo varia la forma della sua disponibilità, che è generalmente misurata in termini di azoto amminico libero. Infine ci sono delle differenze tra aminoacidi come la lisina e la glicina che non sono assimilabili, l'arginina che è indispensabile e la prolina che è intermedia tra i due casi.
Il rallentamento della fermentazione si spiega anche per l'accumulo di etanolo che ha degli effetti nocivi sulla membrana cellulare. L'alcool, infatti, aumenta la permeabilità della membrana che viene a perdere così la sua selettività; uno degli effetti di questo fenomeno è l'ingresso passivo di protoni all'interno della cellula. Per evacuare questi protoni e ripristinare il suo pH, la cellula deve spendere energia e ciò interferisce con gli altri processi di trasporto necessari alla fermentazione; se il pH interno diminuisce la cellula muore.
La temperatura e l'alcool agiscono in sinergia sulla membrana: le temperature elevate aumentano l'effetto nocivo dell'alcool sull'attività fermentativa e sulla vitalità del lievito. L'attività metabolica del lievito è fortemente influenzata dalla temperatura di fermentazione. I lieviti, a seconda del ceppo, possono fermentare a temperature comprese trai 4° ed i 40°C, chiaramente con cinetiche molto diverse. Le fermentazioni più veloci (ma non necessariamente le migliori dal punto di vista enologico) si ottengono operando tra i 25° ed i 35°C. Oltre che sulla cinetica, la temperatura influisce significativamente sulla produzione di composti secondari, molto importanti perla qualità del vino. La temperatura ottimale di fermentazione dipende quindi dal profilo organolettico del vino che si vuole ottenere. E' bene ricordare inoltre che gli effetti tossici di certe sostanze per i lieviti (es. alcool) si rendono più evidenti all'aumentare della temperatura.
Gli steroli e gli acidi grassi insaturi migliorano la resistenza della membrana agli effetti dell'alcool: la loro presenza in fase stazionaria favorisce l'attività fermentativa e la sopravvivenza del lievito in buona salute.
L'ossigeno viene utilizzato dal lievito sia per la produzione di steroli ed acidi grassi insaturi che per la riproduzione (metabolismo respirativo). Mentre per la crescita la disponibilità d'ossigeno è facoltativa (il lievito può svilupparsi anche in condizioni anaerobiche), la presenza di ossigeno è indispensabile per la produzione di steroli ed acidi grassi insaturi che rappresentano le difese del lievito. L'aerazione del mosto in fase di crescita esponenziale del lievito porta all'accumulo di questi fattori di sopravvivenza. Per raggiungere un numero di cellule sufficiente a portare a termine la fermentazione alcolica di un mosto d'uva con buoni risultati qualitativi, il lievito deve riprodursi per almeno 5-6 generazioni. Nella moltiplicazione la cellula madre divide in pratica a metà con la cellula figlia i propri costituenti (membrane, enzimi, organelli etc.) che vanno quindi risintetizzati per tornare alla dotazione iniziale. Oltre ad azoto, zuccheri e vitamine, il lievito necessita di ossigeno molecolare per ricostituire alcuni elementi delle membrane cellulari che sono essenziali per la loro funzionalità: steroli ed acidi grassi insaturi. In assenza di ossigeno (anaerobiosi completa) una coltura di lievito liquido possiede steroli ed acidi grassi insaturi sufficienti per completare solo 2 o 3 generazioni, e le cellule sono molto più sensibili ai fattori ambientali e compositivi (temperatura, alcool, carenze nutrizionali). I lieviti secchi, essendo stati prodotti facendo uso di enormi quantità di ossigeno, possiedeno una dotazione molto più abbondante di steroli ed acidi grassi insaturi di una coltura liquida.
In ogni caso, tuttavia, è bene garantire una adeguata disponibilità di ossigeno al lievito in moltiplicazione, attraverso l'immissione di aria nel mosto durante i primissimi giorni di fermentazione. Ma questo accorgimento può non essere sufficiente: l'ossigeno disciolto nel mosto viene infatti spesso velocemente consumato dagli enzimi ossidasici naturali e dai microrganismi selvaggi, senza rendersi realmente disponibili al lievito selezionato. Una interessante soluzione al problema è l'aggiunta diretta al mosto delle sostanze che il lievito dovrebbe sintetizzare con l'intervento dell'ossigeno come per esempio di alcuni speciali ceppi di lievito da usare in forma inattiva.
I lieviti Saccharomyces cerevisiae sono in grado di svolgere l'attività fermentativa nell'intero intervallo di pH che riguarda il vino. Tuttavia a pH alti la competizione dei microrganismi indigeni nei suoi confronti può essere maggiore. A pH basso invece l'efficienza del lievito si riduce: ad esempio, all'aumentare dell'acidità del mezzo, si rende più difficile per la cellula l'assunzione dei nutrienti azotati e si amplificano gli effetti negativi di eventuali carenze.
AZOTO PRONTAMENTE ASSIMILABILE E' ormai ampiamente dimostrato che il lievito, per completare a fermentazione di un mosto con un contenuto normale di zuccheri - senza indesiderate deviazioni metaboliche, senza formazione di composti solforati e con un buon risultato qualitativo - deve potere trovare nel mosto almeno 200 mg N/l di azoto prontamente assimilabile (che comprende l'azoto ammoniacale e gli amminoacidi esclusala prolina). I dati sperimentali hanno evidenziato che molti mosti ne contengono naturalmente meno di 100 mg N/l e che questa grave carenza in certe situazioni riguarda oltre i 150% dei mosti.
Contribuiscono a questo fenomeno: elevata produzione di uva per pianta, nutrizione non bilanciata della vite, raccolta ritardata, temperature elevate e contenuta escursione termica durante la maturazione, trattamenti prefermentativi di pulizia troppo drastici. L'azoto prontamente assimilabile (APA) non è importante solo per il completamento della fermentazione, ma anche per evitare alcune deviazioni metaboliche che comportano la formazione di acido solfidrico con evidenti problemi qualitativi. A parità di contenuto totale in azoto infatti, lo sviluppo ed il metabolismo dei lieviti sono notevolmente migliorati quando nel mezzo sono presenti amminoacidi in quantità adeguata (soprattutto arginina, asparagina, ac. aspartico, ac. glutammico, glutamina, lisina, serina e treonina). Così molto spesso è necessario intervenire in cantina con un'integrazione azotata ai mosti da fermentare. A questo proposito si ricorda che l'aggiunta ad un mosto di 30 g/hl di sali ammoniacali comporta un aumento di circa 60 mg N/l del suo patrimonio azotato: in mosti carenti quindi sarebbe necessario aggiungerne almeno il doppio. Vista l'importanza degli amminoacidi per una bilanciata nutrizione del lievito, è bene sempre preferire ai semplici sali ammoniacali i nutrienti complessi, dei quali si consiglia fortemente l'aggiunta sistematica.
Valutazione Azoto Prontamente Assimilabile (APA)
VITAMINE La carenza o la mancanza nel mezzo di crescita dei lieviti di una o più vitamine provoca una netta riduzione della rapidità e dell'intensità dello sviluppo cellulare, oltre a significativi squilibri metabolici. Le vitamine più necessarie per Sacc. cerevisiae sono la biotina, l'acido pantotenico, la tiamina, la piridossina, l'acido nicotinico e l'inositolo.
Sono noti in enologia gli effetti deleteri di alcune carenze vitaminiche, che provocano produzioni troppo elevate di composti qualitativamente indesiderabili; ad esempio le sostanze carboniliche combinanti la solforosa (tiamina) e l'acidità volatile (inositolo).
ELEMENTI MINERALI In condizioni di scarsa disponibilità di alcuni elementi minerali lo sviluppo ed il metabolismo del lievito risultano stentati. Una adeguata disponibilità di fosforo, zolfo, potassio e magnesio è assolutamente necessaria per una fermentazione regolare. Anche se in quantità minore, sono ugualmente indispensabili elementi come ferro, rame (che in grandi quantità ha però effetto tossico), zinco manganese, boro e iodio.
PRESENZA DI INIBITORI Il mosto ed il vino contengono anche un certo numero di sostanze che inibiscono l'attività del lievito. Tra queste troviamo l'etanolo e la solforosa, ma anche altri composti meno conosciuti. Ad esempio il lievito stesso produce durante la fermentazione anaerobica discrete quantità di acidi grassi saturi a corta catena (esanoico, ottanoico, decanoico, dodecanoico) che, assieme agli esteri corrispondenti - che in piccola quantità contribuiscono positivamente alla complessità aromatica del vino - esercitano un effetto tossico sulle cellule. Tra gli inibitori esogeni, oltre alla solforosa, è da segnalare la potenziale presenza nel mosto di residui di antiparassitari derivati dalle uve.
AGITAZIONE L'andamento della fermentazione dipende, tra l'altro, dalla facilità con cui la cellula di lievito trova nelle sue immediate vicinanze i nutrienti ed i fattori di crescita e sopravvivenza necessari. La stasi del mezzo di coltura può portare a gradienti di concentrazione al suo interno con la conseguente impossibilità per il lievito di assumere i nutrienti. Durante la fermentazione tumultuosa l'agitazione è assicurata dal movimento della anidride carbonica sviluppata. Ma nelle fasi iniziali e finali della fermentazione, quando la produzione di CO2 è poco significativa, oppure nel corso della spumantizzazione, una agitazione del mezzo può essere di grande utilità. L'agitazione della massa può essere di fondamentale importanza quando si impiegano ceppi agglomeranti o flocculenti.
PRESENZA DI SUPPORTI E' noto che le fermentazioni seguono un andamento più regolare quando esistono in sospensione particelle solide. Esse fungono da centri di nucleazione della anidride carbonica e da supporto peri lieviti facilitandone l'attività fermentativa.
REIDRATAZIONE DEI LIEVITI E IMPORTANZA DELLE CONDIZIONI FISICO-CHIMICHE
La reidratazione è l'operazione indispensabile per rimettere in moto il metabolismo cellulare e per consentire il massimo di vitalità della preparazione.
L'essicazione del lievito consiste nel ridurre dal 70% circa all'8% il contenuto di umidità della preparazione mediante la tecnica dell'essicazione su letto fluido. L'essicazione riguarda non soltanto l'acqua extracellulare ma anche gran parte dell'acqua interna della cellula. Durante l'essicazione le cellule si rimpiccioliscono e si disidratano arrivando a condizioni limite della loro vita.
Per ristabilire le proprie funzioni il lievito deve riacquistare tutta la sua acqua cellulare. L'obiettivo della reidratazione è di restaurare il normale tenore in acqua di una cellula viva, circa l' 80%, nel minore tempo possibile. La velocità di reidratazione è fondamentale per limitare ogni indebolimento della membrana plasmatica che può provocare delle perdite di vitalità dei lieviti. Questa fase è forse la più critica fra tutte quelle cui si sottopongono i lieviti. Solo una appropriata reidratazione può assicurare il ripristino di cellule sane con caratteristiche fermentative ottimali.
Quando il lievito secco viene a contatto dell'acqua o di soluzioni acquose le cellule si reidratano assorbendo l'acqua loro necessaria in alcuni minuti. Se la reidratazione non viene effettuata con cura si può assistere ad una perdita importante di costituenti cellulari attraverso la membrana cellulare che in questa fase si rivela estremamente permeabile. Come conseguenza il lievito perde vitalità e la popolazione che rimane non è in grado di iniziare rapidamente la fermentazione.
Due fattori sono particolarmente critici:
• la temperatura deve imperativamente essere compresa tra 37 e 40°C. In quest'intervallo di temperatura, è preservata l'integrità della membrana plasmatica e la reidratazione si svolge in alcuni minuti. Se il lievito viene reidratato in acqua fredda (15-20°C) si verifica il cosiddetto "shock termico" da freddo, un effetto sfavorevole che arreca una degradazione della membrana e un calo della vitalità delle cellule la vitalità che scende del 60% circa.
• la pressione osmotica del mezzo di reidratazione deve essere simile a quella del citoplasma dei lieviti. Una differenza importante di concentrazione dei soluti può condurre ad una lisi delle cellule. Si utilizza perciò del saccarosio a 50 g/l o del mosto diluito.
La sperimentazione e le osservazioni pratiche permettono di suggerire la seguente procedura:
1) Preparazione del mezzo di reidratazione
L'acqua utilizzata deve essere pulita con un tenore in cloro minimo. La sua temperatura deve essere compresa tra 38 e 42°C. La pressione osmotica è ottenuta con la diluizione del saccarosio per arrivare ad una concentrazione finale di 50 g/l. Può anche essere utilizzato del mosto come fonte di zuccheri anche se è preferibile reidratare in acqua piuttosto che in mostoin quanto esso contiene, assieme agli zuccheri che favoriscono la dispersione, anche anidride solforosa, residui di funghicidi e lieviti indigeni. Mentre durante la fermentazione il lievito è in grado di difendersi dagli agenti esterni, durante la reidratazione è estremamente vulnerabile. Per questo, ad esempio, non riesce a regolare perfettamente il pH intracellulare e l'attività cellulare viene danneggiata se il mezzo di reidratazione ha un pH molto inferiore a quello interno alla cellula, come nel caso del mosto.
Certi protocolli raccomandano l'utilizzo di acqua pura. Avviene allora una continua lisi dei lieviti dopo la loro reidratazione iniziale e dunque una perdita costante della loro vitalità. L'utilizzazione di acqua pura è, dunque, fortemente sconsigliata onde evitare le conseguenze di un'eventuale dimenticanza temporanea dei lieviti in sospensione nell'acqua.
2) Dispersione dei lieviti
Dopo controllo della temperatura, i LSA sono aggiunti direttamente in questo mezzo di reidratazione, poi miscelati alcuni istanti per ottenere la loro completa dispersione. Versare lentamente ed in modo regolare il lievito da reidratare in una quantità d'acqua pari a circa 10 volte il peso del lievito (es: 1 Kg in 10 litri). Attendere 10 minuti e mescolare nuovamente. Aggiungere il lievito all'acqua e non viceversa. L'aggiunta di acqua al lievito non permette una reidratazione uniforme e può causare la formazione di grumi.
3) Fase statica di reidratazione vera e propria
La sospensione viene lasciata riposare per 20-30 minuti, che corrispondono proprio alla fase di reidratazione delle cellule di lievito. La loro ripresa di attività si traduce con la formazione di schiuma legata allo sviluppo di CO2. Non superare i 30 minuti di reidratazione: tempi più lunghi riducono l'attività cellulare.
Se fosse proprio necessario prolungare questo tempo per ragioni pratiche aggiungere alla miscela di lievito reidratato dopo i 30 minuti altro zucchero in quantità di 20-50 g/l assieme a nutrimenti fosfo-azotati (0.5-1 g/l).
La differenza di temperatura fra il lievito reidratato ed il mosto da inoculare non deve superare i 10°C. Se il mosto è troppo freddo far precedere all'inoculo un'acclimatazione del lievito alla temperatura: aggiungere gradatamente alla sospensione di lievito reidratato una
uguale quantità di mosto freddo, attendere 20-30 minuti ed aggiungere alla massa."
lorenz
"I lieviti di vinificazione rappresentano sul volume totale una piccola percentuale della produzione mondiale di lieviti (panificazione, industria birraria, ...). I lieviti enologici sono prodotti industrialmente in un limitato numero di stabilimenti che appartengono ai principali produttori.
A differenza della fermentazione alcolica, l'obiettivo ricercato è la massima produzione di biomassa di lievito. Le condizioni di produzione sono dunque all'opposto di quelle praticate dagli enologi, poiché i lieviti sono sottoposti ad un forte arieggiamento, combinato ad una stretta limitazione del tasso in zuccheri del mezzo. I lieviti utilizzano così il loro metabolismo respiratorio il cui rendimento energetico è molto superiore a quello della fermentazione alcolica. Questo implica un rigoroso controllo della temperatura perché la reazione è molto esotermica. Altra differenza con la vinificazione, deve essere rispettata una perfetta sterilità.
I ceppi puri della coltura "madre" sono conservati in laboratorio e di qui trasferiti nello stabilimento di fabbricazione, dove vengono coltivati e moltiplicati su di un mezzo nutritivo composto da melassa arricchita in azoto ammoniacale e in vitamine e minerali necessari ad assicurare una crescita ed una attività cellulare ottimale. Una volta raggiunto il numero desiderato di generazioni, la biomassa cellulare viene separata dal mezzo di coltura : dapprima centrifugata e poi filtrata fino a raggiungere un contenuto d'acqua del 70% circa. La pasta di lievito che si ottiene viene quindi estrusa attraverso una filiera ed introdotta nell'essiccatore a letto fluido, all'interno del quale viene immessa una grande quantità d'aria a temperatura ed umidità relativa controllata.
L'essiccazione vera e propria si divide in due fasi:
- fase costante: la temperatura dell'aria viene mantenuta a 110°C, ed il lievito perde tutta l'acqua di superficie passando dal 30% al 70% di sostanza secca. Grazie all'evaporazione dell'acqua, che assorbe grandi quantità di calore, la temperatura del lievito non si innalza mai sopra i 35 °C e le cellule non subiscono alcun danno;
- fase variabile: durante questa fase si passa dal 70% all' 90-95% di sostanza secca, eliminando dal lievito l'acqua intracellulare. Man mano che l'evaporazione di acqua diviene quantitativamente meno importante, la temperatura dell'aria viene ridotta, in modo da mantenere sempre la cellula a 35-40°C.
Al termine di tale processo il lievito secco viene immediatamente confezionato sottovuoto e sotto gas inerte e conservato in camera fredda fino al momento della sua commercializzazione sotto forma di lievito secco attivo (LSA), occorre infatti difenderlo dai suoi tre nemici: umidità, calore, ossigeno.
Una volta confezionato in barattoli di banda stagnata o in foglio multilaminato il lievito è al riparo da umidità ed ossigeno fino a che la confezione rimane integra. L'unica attenzione necessaria riguarda quindi la temperatura.
Al di fuori della ricerca di una massima produzione di biomassa, l'insieme delle condizioni di produzione e di essiccamento devono favorire l'attitudine dei lieviti alla conservazione, la reidratazione e poi l'adattamento futuro alle condizioni di pH e composizione che incontreranno nei mosti d'uva. Questa vitalità futura dipende in parte dal contenuto dei lieviti in steroli, acidi grassi insaturi e trealosio. Il procedimento di produzione deve quindi permette al lievito di accumulare una quantità importante di riserve nutritive e di fattori di crescita, come vitamine e steroli. É grazie a ció che, dopo reidratazione dei lieviti secchi attivi, si nota una ripresa immediata della loro attività.
CARATTERISTICHE DEI LIEVITI SECCHI ATTIVI
I LSA sono commercializzati in sacchetti sottovuoto, generalmente da 500 grammi, ma viene anche proposta la confezione da 1 kg. Ogni grammo di L.S.A. contiene 25 miliardi di cellule vive idonee a una ripresa di fermentazione rapida mantenendo integralmente le caratteristiche del lievito d'origine. A seconda delle tecniche utilizzate per il loro essiccamento, i LSA si presentano sotto forma di filamenti di tipo "vermicelli" o di particelle arrotondate.
CONDIZIONI DI STOCCAGGIO E CONSERVAZIONE
Mentre il lievito allo stato liquido mantiene la propria vitalità per poco più di una settimana e quello in pasta per al massimo 2-3 settimane, il lievito secco può essere conservato a lungo. Allo stato secco la cellula contiene solo iL 7-8% di umidità, un contenuto che non permette alcuna attività metabolica, sufficiente però a preservarne la vitalità. Il lievito secco si trova quindi in uno stato di "minimo vitale", che può mantenere per moltissimi mesi senza morire. Quando il processo di essiccazione viene ben modulato sulle esigenze del ceppo, la perdita di vitalità è minore del 10% annua conservando il lievito a temperatura ambiente (media di 20°C). Dal punto di vista microbiologico la morte del 10% delle cellule è del tutto insignificante ai fini dell'effetto dell'inoculo. E' chiaro quindi che i lieviti secchi pos sono essere utilizzati comodamente anche dopo 3 o più anni dal loro confezionamento (la scadenza riportata nelle etichette è una imposizione di legge con valore tecnico poco indicativo).
I lieviti secchi non modificano assolutamente le loro caratteristiche col tempo: possono morire, ma le cellule che restano vitali hanno esattamente lo stesso patrimonio genetico e le stesse potenziali caratteristiche enologiche.
Le avvertenze per la conservazione sono quindi molto semplici:
- Conservare in luogo fresco o, se possibile, refrigerato a 4°C.
- Mantenere l'integrità delle confezioni.
Quindi la temperatura è decisiva per conservare la massima vitalità dei lieviti durante lo stoccaggio. Se la temperatura di stoccaggio è inferiore a 10°C, la conservazione è ottima, si possono conservare da 2 a 3 anni in queste condizioni. Oltre i 15-20°C, i preparati perdono la loro vitalità in alcuni mesi.
Qualora esistino dubbi su confezioni vecchie o "dimenticate" sono disponibili metodi semplici di verifica dell'attività.
FISIOLOGIA DEI LIEVITI
La curva di crescita della popolazione del lievito d'una fermentazione, viene abitualmente rappresentata dall'evoluzione del numero di cellule in funzione del tempo. L'aspetto di tale curva dipende dal ceppo di lievito, dalla composizione del mosto e dalle condizioni di fermentazione ma, classicamente, presenta tre fasi: latenza, crescita esponenziale, fase stazionaria.
La fase di latenza è compresa tra il momento dell'inoculo e l'inizio della crescita esponenziale. Insieme ad altri fattori, questa fase dipende dalla quantità e dallo stato delle cellule inoculate.
La fase di crescita esponenziale è il periodo di crescita massima costante. Le cellule si dividono ad intervalli regolari (secondo il proprio tempo di generazione) ed il tasso di crescita della popolazione è, a parità di condizioni, funzione del numero di cellule e del tempo di duplicazione.
La fase stazionaria comincia quando l'esaurimento delle sostanze azotate presenti nel mosto o l'accumulo di prodotti secondari nocivi (ad es. alcool) limita il tasso di crescita ed il numero di cellule vive resta costante.
Nella vinificazione la maggior parte della fermentazione è svolta da cellule in fase stazionaria. Anche se sono presenti numerose cellule, la fermentazione rallenta sensibilmente con l'inizio della fase stazionaria. Questo rallentamento persiste per tutta la durata della fase stazionaria e può portare a fermentazioni lunghe e stentate o ad arresti fermentativi.
Uno dei motivi di tale rallentamento è la bassa efficacia del sistema di trasporto degli zuccheri, che è regolato dalla disponibilità azotata e dalla sintesi proteica (gli enzimi che ne fanno parte sono comunque delle proteine). L'efficacia del sistema di trasporto degli zuccheri è il fattore limitante durante la fase stazionaria. Quando c'è una carenza di azoto assimilabile (soprattutto nelle prime fasi), la velocità fermentativa decresce e può portare ad una fermentazione stentata o ad un arresto.
I lieviti contengono circa il 9% di azoto e lo utilizzano per sintetizzare assieme alle proteine strutturali, gli enzimi e gli acidi nucleici. L'azoto contenuto nei mosti è molto variabile: da meno di 60 mg/L a più di 300 mg/L. Allo stesso modo varia la forma della sua disponibilità, che è generalmente misurata in termini di azoto amminico libero. Infine ci sono delle differenze tra aminoacidi come la lisina e la glicina che non sono assimilabili, l'arginina che è indispensabile e la prolina che è intermedia tra i due casi.
Il rallentamento della fermentazione si spiega anche per l'accumulo di etanolo che ha degli effetti nocivi sulla membrana cellulare. L'alcool, infatti, aumenta la permeabilità della membrana che viene a perdere così la sua selettività; uno degli effetti di questo fenomeno è l'ingresso passivo di protoni all'interno della cellula. Per evacuare questi protoni e ripristinare il suo pH, la cellula deve spendere energia e ciò interferisce con gli altri processi di trasporto necessari alla fermentazione; se il pH interno diminuisce la cellula muore.
La temperatura e l'alcool agiscono in sinergia sulla membrana: le temperature elevate aumentano l'effetto nocivo dell'alcool sull'attività fermentativa e sulla vitalità del lievito. L'attività metabolica del lievito è fortemente influenzata dalla temperatura di fermentazione. I lieviti, a seconda del ceppo, possono fermentare a temperature comprese trai 4° ed i 40°C, chiaramente con cinetiche molto diverse. Le fermentazioni più veloci (ma non necessariamente le migliori dal punto di vista enologico) si ottengono operando tra i 25° ed i 35°C. Oltre che sulla cinetica, la temperatura influisce significativamente sulla produzione di composti secondari, molto importanti perla qualità del vino. La temperatura ottimale di fermentazione dipende quindi dal profilo organolettico del vino che si vuole ottenere. E' bene ricordare inoltre che gli effetti tossici di certe sostanze per i lieviti (es. alcool) si rendono più evidenti all'aumentare della temperatura.
Gli steroli e gli acidi grassi insaturi migliorano la resistenza della membrana agli effetti dell'alcool: la loro presenza in fase stazionaria favorisce l'attività fermentativa e la sopravvivenza del lievito in buona salute.
L'ossigeno viene utilizzato dal lievito sia per la produzione di steroli ed acidi grassi insaturi che per la riproduzione (metabolismo respirativo). Mentre per la crescita la disponibilità d'ossigeno è facoltativa (il lievito può svilupparsi anche in condizioni anaerobiche), la presenza di ossigeno è indispensabile per la produzione di steroli ed acidi grassi insaturi che rappresentano le difese del lievito. L'aerazione del mosto in fase di crescita esponenziale del lievito porta all'accumulo di questi fattori di sopravvivenza. Per raggiungere un numero di cellule sufficiente a portare a termine la fermentazione alcolica di un mosto d'uva con buoni risultati qualitativi, il lievito deve riprodursi per almeno 5-6 generazioni. Nella moltiplicazione la cellula madre divide in pratica a metà con la cellula figlia i propri costituenti (membrane, enzimi, organelli etc.) che vanno quindi risintetizzati per tornare alla dotazione iniziale. Oltre ad azoto, zuccheri e vitamine, il lievito necessita di ossigeno molecolare per ricostituire alcuni elementi delle membrane cellulari che sono essenziali per la loro funzionalità: steroli ed acidi grassi insaturi. In assenza di ossigeno (anaerobiosi completa) una coltura di lievito liquido possiede steroli ed acidi grassi insaturi sufficienti per completare solo 2 o 3 generazioni, e le cellule sono molto più sensibili ai fattori ambientali e compositivi (temperatura, alcool, carenze nutrizionali). I lieviti secchi, essendo stati prodotti facendo uso di enormi quantità di ossigeno, possiedeno una dotazione molto più abbondante di steroli ed acidi grassi insaturi di una coltura liquida.
In ogni caso, tuttavia, è bene garantire una adeguata disponibilità di ossigeno al lievito in moltiplicazione, attraverso l'immissione di aria nel mosto durante i primissimi giorni di fermentazione. Ma questo accorgimento può non essere sufficiente: l'ossigeno disciolto nel mosto viene infatti spesso velocemente consumato dagli enzimi ossidasici naturali e dai microrganismi selvaggi, senza rendersi realmente disponibili al lievito selezionato. Una interessante soluzione al problema è l'aggiunta diretta al mosto delle sostanze che il lievito dovrebbe sintetizzare con l'intervento dell'ossigeno come per esempio di alcuni speciali ceppi di lievito da usare in forma inattiva.
I lieviti Saccharomyces cerevisiae sono in grado di svolgere l'attività fermentativa nell'intero intervallo di pH che riguarda il vino. Tuttavia a pH alti la competizione dei microrganismi indigeni nei suoi confronti può essere maggiore. A pH basso invece l'efficienza del lievito si riduce: ad esempio, all'aumentare dell'acidità del mezzo, si rende più difficile per la cellula l'assunzione dei nutrienti azotati e si amplificano gli effetti negativi di eventuali carenze.
AZOTO PRONTAMENTE ASSIMILABILE E' ormai ampiamente dimostrato che il lievito, per completare a fermentazione di un mosto con un contenuto normale di zuccheri - senza indesiderate deviazioni metaboliche, senza formazione di composti solforati e con un buon risultato qualitativo - deve potere trovare nel mosto almeno 200 mg N/l di azoto prontamente assimilabile (che comprende l'azoto ammoniacale e gli amminoacidi esclusala prolina). I dati sperimentali hanno evidenziato che molti mosti ne contengono naturalmente meno di 100 mg N/l e che questa grave carenza in certe situazioni riguarda oltre i 150% dei mosti.
Contribuiscono a questo fenomeno: elevata produzione di uva per pianta, nutrizione non bilanciata della vite, raccolta ritardata, temperature elevate e contenuta escursione termica durante la maturazione, trattamenti prefermentativi di pulizia troppo drastici. L'azoto prontamente assimilabile (APA) non è importante solo per il completamento della fermentazione, ma anche per evitare alcune deviazioni metaboliche che comportano la formazione di acido solfidrico con evidenti problemi qualitativi. A parità di contenuto totale in azoto infatti, lo sviluppo ed il metabolismo dei lieviti sono notevolmente migliorati quando nel mezzo sono presenti amminoacidi in quantità adeguata (soprattutto arginina, asparagina, ac. aspartico, ac. glutammico, glutamina, lisina, serina e treonina). Così molto spesso è necessario intervenire in cantina con un'integrazione azotata ai mosti da fermentare. A questo proposito si ricorda che l'aggiunta ad un mosto di 30 g/hl di sali ammoniacali comporta un aumento di circa 60 mg N/l del suo patrimonio azotato: in mosti carenti quindi sarebbe necessario aggiungerne almeno il doppio. Vista l'importanza degli amminoacidi per una bilanciata nutrizione del lievito, è bene sempre preferire ai semplici sali ammoniacali i nutrienti complessi, dei quali si consiglia fortemente l'aggiunta sistematica.
Valutazione Azoto Prontamente Assimilabile (APA)
VITAMINE La carenza o la mancanza nel mezzo di crescita dei lieviti di una o più vitamine provoca una netta riduzione della rapidità e dell'intensità dello sviluppo cellulare, oltre a significativi squilibri metabolici. Le vitamine più necessarie per Sacc. cerevisiae sono la biotina, l'acido pantotenico, la tiamina, la piridossina, l'acido nicotinico e l'inositolo.
Sono noti in enologia gli effetti deleteri di alcune carenze vitaminiche, che provocano produzioni troppo elevate di composti qualitativamente indesiderabili; ad esempio le sostanze carboniliche combinanti la solforosa (tiamina) e l'acidità volatile (inositolo).
ELEMENTI MINERALI In condizioni di scarsa disponibilità di alcuni elementi minerali lo sviluppo ed il metabolismo del lievito risultano stentati. Una adeguata disponibilità di fosforo, zolfo, potassio e magnesio è assolutamente necessaria per una fermentazione regolare. Anche se in quantità minore, sono ugualmente indispensabili elementi come ferro, rame (che in grandi quantità ha però effetto tossico), zinco manganese, boro e iodio.
PRESENZA DI INIBITORI Il mosto ed il vino contengono anche un certo numero di sostanze che inibiscono l'attività del lievito. Tra queste troviamo l'etanolo e la solforosa, ma anche altri composti meno conosciuti. Ad esempio il lievito stesso produce durante la fermentazione anaerobica discrete quantità di acidi grassi saturi a corta catena (esanoico, ottanoico, decanoico, dodecanoico) che, assieme agli esteri corrispondenti - che in piccola quantità contribuiscono positivamente alla complessità aromatica del vino - esercitano un effetto tossico sulle cellule. Tra gli inibitori esogeni, oltre alla solforosa, è da segnalare la potenziale presenza nel mosto di residui di antiparassitari derivati dalle uve.
AGITAZIONE L'andamento della fermentazione dipende, tra l'altro, dalla facilità con cui la cellula di lievito trova nelle sue immediate vicinanze i nutrienti ed i fattori di crescita e sopravvivenza necessari. La stasi del mezzo di coltura può portare a gradienti di concentrazione al suo interno con la conseguente impossibilità per il lievito di assumere i nutrienti. Durante la fermentazione tumultuosa l'agitazione è assicurata dal movimento della anidride carbonica sviluppata. Ma nelle fasi iniziali e finali della fermentazione, quando la produzione di CO2 è poco significativa, oppure nel corso della spumantizzazione, una agitazione del mezzo può essere di grande utilità. L'agitazione della massa può essere di fondamentale importanza quando si impiegano ceppi agglomeranti o flocculenti.
PRESENZA DI SUPPORTI E' noto che le fermentazioni seguono un andamento più regolare quando esistono in sospensione particelle solide. Esse fungono da centri di nucleazione della anidride carbonica e da supporto peri lieviti facilitandone l'attività fermentativa.
REIDRATAZIONE DEI LIEVITI E IMPORTANZA DELLE CONDIZIONI FISICO-CHIMICHE
La reidratazione è l'operazione indispensabile per rimettere in moto il metabolismo cellulare e per consentire il massimo di vitalità della preparazione.
L'essicazione del lievito consiste nel ridurre dal 70% circa all'8% il contenuto di umidità della preparazione mediante la tecnica dell'essicazione su letto fluido. L'essicazione riguarda non soltanto l'acqua extracellulare ma anche gran parte dell'acqua interna della cellula. Durante l'essicazione le cellule si rimpiccioliscono e si disidratano arrivando a condizioni limite della loro vita.
Per ristabilire le proprie funzioni il lievito deve riacquistare tutta la sua acqua cellulare. L'obiettivo della reidratazione è di restaurare il normale tenore in acqua di una cellula viva, circa l' 80%, nel minore tempo possibile. La velocità di reidratazione è fondamentale per limitare ogni indebolimento della membrana plasmatica che può provocare delle perdite di vitalità dei lieviti. Questa fase è forse la più critica fra tutte quelle cui si sottopongono i lieviti. Solo una appropriata reidratazione può assicurare il ripristino di cellule sane con caratteristiche fermentative ottimali.
Quando il lievito secco viene a contatto dell'acqua o di soluzioni acquose le cellule si reidratano assorbendo l'acqua loro necessaria in alcuni minuti. Se la reidratazione non viene effettuata con cura si può assistere ad una perdita importante di costituenti cellulari attraverso la membrana cellulare che in questa fase si rivela estremamente permeabile. Come conseguenza il lievito perde vitalità e la popolazione che rimane non è in grado di iniziare rapidamente la fermentazione.
Due fattori sono particolarmente critici:
• la temperatura deve imperativamente essere compresa tra 37 e 40°C. In quest'intervallo di temperatura, è preservata l'integrità della membrana plasmatica e la reidratazione si svolge in alcuni minuti. Se il lievito viene reidratato in acqua fredda (15-20°C) si verifica il cosiddetto "shock termico" da freddo, un effetto sfavorevole che arreca una degradazione della membrana e un calo della vitalità delle cellule la vitalità che scende del 60% circa.
• la pressione osmotica del mezzo di reidratazione deve essere simile a quella del citoplasma dei lieviti. Una differenza importante di concentrazione dei soluti può condurre ad una lisi delle cellule. Si utilizza perciò del saccarosio a 50 g/l o del mosto diluito.
La sperimentazione e le osservazioni pratiche permettono di suggerire la seguente procedura:
1) Preparazione del mezzo di reidratazione
L'acqua utilizzata deve essere pulita con un tenore in cloro minimo. La sua temperatura deve essere compresa tra 38 e 42°C. La pressione osmotica è ottenuta con la diluizione del saccarosio per arrivare ad una concentrazione finale di 50 g/l. Può anche essere utilizzato del mosto come fonte di zuccheri anche se è preferibile reidratare in acqua piuttosto che in mostoin quanto esso contiene, assieme agli zuccheri che favoriscono la dispersione, anche anidride solforosa, residui di funghicidi e lieviti indigeni. Mentre durante la fermentazione il lievito è in grado di difendersi dagli agenti esterni, durante la reidratazione è estremamente vulnerabile. Per questo, ad esempio, non riesce a regolare perfettamente il pH intracellulare e l'attività cellulare viene danneggiata se il mezzo di reidratazione ha un pH molto inferiore a quello interno alla cellula, come nel caso del mosto.
Certi protocolli raccomandano l'utilizzo di acqua pura. Avviene allora una continua lisi dei lieviti dopo la loro reidratazione iniziale e dunque una perdita costante della loro vitalità. L'utilizzazione di acqua pura è, dunque, fortemente sconsigliata onde evitare le conseguenze di un'eventuale dimenticanza temporanea dei lieviti in sospensione nell'acqua.
2) Dispersione dei lieviti
Dopo controllo della temperatura, i LSA sono aggiunti direttamente in questo mezzo di reidratazione, poi miscelati alcuni istanti per ottenere la loro completa dispersione. Versare lentamente ed in modo regolare il lievito da reidratare in una quantità d'acqua pari a circa 10 volte il peso del lievito (es: 1 Kg in 10 litri). Attendere 10 minuti e mescolare nuovamente. Aggiungere il lievito all'acqua e non viceversa. L'aggiunta di acqua al lievito non permette una reidratazione uniforme e può causare la formazione di grumi.
3) Fase statica di reidratazione vera e propria
La sospensione viene lasciata riposare per 20-30 minuti, che corrispondono proprio alla fase di reidratazione delle cellule di lievito. La loro ripresa di attività si traduce con la formazione di schiuma legata allo sviluppo di CO2. Non superare i 30 minuti di reidratazione: tempi più lunghi riducono l'attività cellulare.
Se fosse proprio necessario prolungare questo tempo per ragioni pratiche aggiungere alla miscela di lievito reidratato dopo i 30 minuti altro zucchero in quantità di 20-50 g/l assieme a nutrimenti fosfo-azotati (0.5-1 g/l).
La differenza di temperatura fra il lievito reidratato ed il mosto da inoculare non deve superare i 10°C. Se il mosto è troppo freddo far precedere all'inoculo un'acclimatazione del lievito alla temperatura: aggiungere gradatamente alla sospensione di lievito reidratato una
uguale quantità di mosto freddo, attendere 20-30 minuti ed aggiungere alla massa."
lorenz
dai diamanti non nascon niente, dal letame nascon i fior.
