Che cos'è la fermentazione? Scopri i 3 diversi tipi di fermentazione e i 6 suggerimenti per la fermentazione fatta in casa

L'umanità ha fermentato il cibo fin dal Neolitico, molto prima che le persone capissero la scienza dietro il processo. Oggi, in seguito alle scoperte scientifiche del microbiologo francese Louis Pasteur, che ha dimostrato che gli organismi viventi avviano la fermentazione, sappiamo perché la fermentazione non solo migliora il sapore di cibi come pane a lievitazione naturale, formaggio e vino, ma aiuta anche a mantenerci in vita.

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• Che cos'è la fermentazione?
• Come funziona la fermentazione?
• Cosa succede durante il processo di fermentazione?
• Quali sono i vantaggi della fermentazione?
• Quali sono i 3 diversi tipi di fermentazione?
• Quali sono le diverse fasi del processo di fermentazione?
• 6 consigli per iniziare la fermentazione

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Che cos'è la fermentazione?

La fermentazione è qualsiasi processo metabolico in cui l'attività dei microrganismi crea un cambiamento desiderabile negli alimenti e nelle bevande, che si tratti di aumentare il sapore, preservare gli alimenti, fornire benefici per la salute o altro.

La parola fermento deriva dal verbo latino fervere, che significa bollire. Ironia della sorte, la fermentazione è possibile senza calore.

Come funziona la fermentazione?

Per padroneggiare la fermentazione, è necessario comprendere la scienza alla base del processo chimico.

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• I microrganismi sopravvivono utilizzando carboidrati (zuccheri, come il glucosio) per produrre energia e carburante.
• Le sostanze chimiche organiche come l'adenosina trifosfato (ATP) forniscono energia a ogni parte di una cellula quando necessario.
• I microbi generano ATP tramite la respirazione. La respirazione aerobica, che richiede ossigeno, è il modo più efficiente per farlo. La respirazione aerobica inizia con la glicolisi, dove il glucosio viene convertito in acido piruvico. Quando c'è abbastanza ossigeno, si verifica la respirazione aerobica.
• La fermentazione è simile alla respirazione anaerobica, il tipo che avviene quando non c'è abbastanza ossigeno presente. Tuttavia, la fermentazione porta alla produzione di diverse molecole organiche come l'acido lattico, che porta anche all'ATP, a differenza della respirazione, che utilizza l'acido piruvico.
• A seconda delle condizioni ambientali, le singole cellule e i microbi hanno la capacità di passare tra le due diverse modalità di produzione di energia.
• Gli organismi ottengono comunemente energia in modo anaerobico attraverso la fermentazione, ma alcuni sistemi utilizzano il solfato come accettore finale di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni.

Cosa succede durante il processo di fermentazione?

La fermentazione avviene in assenza di ossigeno (condizioni anaerobiche) e in presenza di microrganismi benefici (lieviti, muffe e batteri) che ottengono la loro energia attraverso la fermentazione. Se è disponibile abbastanza zucchero, alcune cellule di lievito, come , Saccharomyces cerevisiae , preferiscono la fermentazione alla respirazione aerobica anche quando l'ossigeno è abbondante.

• Durante il processo di fermentazione, questi microbi benefici scompongono gli zuccheri e gli amidi in alcoli e acidi, rendendo il cibo più nutriente e conservandolo in modo che le persone possano conservarlo per periodi di tempo più lunghi senza che si rovini.
• I prodotti di fermentazione forniscono gli enzimi necessari per la digestione. Questo è importante perché gli esseri umani nascono con un numero finito di enzimi e diminuiscono con l'età. Gli alimenti fermentati contengono gli enzimi necessari per abbatterli.
• La fermentazione aiuta anche nella predigestione. Durante il processo di fermentazione, i microbi si nutrono di zuccheri e amidi, scomponendo il cibo prima ancora che qualcuno lo abbia consumato.

Quali sono i vantaggi della fermentazione?

Gli alimenti fermentati sono ricchi di probiotici, microrganismi benefici che aiutano a mantenere un intestino sano in modo che possa estrarre i nutrienti dal cibo.

• I probiotici aiutano il sistema immunitario perché l'intestino produce sostanze antibiotiche, antitumorali, antivirali e antimicotiche e gli agenti patogeni non si comportano bene nell'ambiente acido creato dai cibi fermentati.
• La fermentazione aiuta anche a neutralizzare gli antinutrienti come l'acido fitico, che si trova in cereali, noci, semi e legumi e può causare carenze di minerali. I fitati rendono anche gli amidi, le proteine ​​e i grassi meno digeribili, quindi neutralizzarli è estremamente vantaggioso.
• La fermentazione può aumentare le vitamine e i minerali negli alimenti e renderli più disponibili per l'assorbimento. La fermentazione aumenta le vitamine B e C e migliora l'acido folico, la riboflavina, la niacina, la tiamina e la biotina. I probiotici, gli enzimi e l'acido lattico negli alimenti fermentati facilitano l'assorbimento di queste vitamine e minerali nel corpo.

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Quali sono i 3 diversi tipi di fermentazione?

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I microbi specializzati nella conversione di determinate sostanze in altre possono produrre una varietà di alimenti e bevande. Questi sono tre tipi distinti di fermentazione che le persone usano.

1. Fermentazione lattica . Ceppi di lievito e batteri convertono amidi o zuccheri in acido lattico, senza bisogno di calore durante la preparazione. Queste reazioni chimiche anaerobiche, l'acido piruvico utilizza nicotinammide adenina dinucleotide + idrogeno (NADH) per formare acido lattico e NAD+. (La fermentazione dell'acido lattico si verifica anche nelle cellule muscolari umane. Durante un'attività faticosa, i muscoli possono consumare adenosina trifosfato (ATP) più velocemente di quanto l'ossigeno possa essere fornito alle cellule muscolari, con conseguente accumulo di acido lattico e dolori muscolari. In questo scenario, la glicolisi, che si rompe riduce una molecola di glucosio in due molecole di piruvato e non usa ossigeno, produce ATP.) I batteri dell'acido lattico sono vitali per produrre e conservare cibi sani e poco costosi, che è particolarmente importante nell'alimentazione delle popolazioni povere. Questo metodo rende crauti , sottaceti, kimchi , yogurt e pane a lievitazione naturale .
2. Fermentazione dell'etanolo/fermentazione dell'alcol . I lieviti rompono le molecole di piruvato, l'output del metabolismo del glucosio (C6H12O6) noto come glicolisi, in amidi o zuccheri in molecole di alcol e anidride carbonica. La fermentazione alcolica produce vino e birra.
3. Fermentazione dell'acido acetico . Gli amidi e gli zuccheri dei cereali e della frutta fermentano in aceto e condimenti dal sapore aspro. Gli esempi includono aceto di mele, aceto di vino e kombucha.

Quali sono le diverse fasi del processo di fermentazione?

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A seconda di cosa stai fermentando, il processo può avere diverse fasi.

• Fermentazione primaria . In questa breve fase, i microbi iniziano a lavorare rapidamente su ingredienti grezzi come frutta, verdura o latticini. I microbi presenti o nel liquido circostante (come la salamoia per le verdure fermentate) impediscono invece ai batteri in putrefazione di colonizzare il cibo. I lieviti o altri microbi convertono i carboidrati (zuccheri) in altre sostanze come alcoli e acidi.
• Fermentazione secondaria . In questa fase più lunga della fermentazione, che dura diversi giorni o addirittura settimane, i livelli di alcol aumentano, i lieviti ei microbi muoiono e la loro fonte di cibo disponibile (i carboidrati) diventa più scarsa. Enologi e birrai usano la fermentazione secondaria per creare le loro bevande alcoliche. Il pH del fermento può differire in modo significativo da quando è iniziato, il che influisce sulle reazioni chimiche che avvengono tra i microbi e il loro ambiente. Una volta che l'alcol è tra il 12-15% e uccide il lievito, impedendo un'ulteriore fermentazione, è necessaria la distillazione per rimuovere l'acqua, condensando il contenuto di alcol per creare una percentuale più elevata di alcol (prova).

6 consigli per iniziare la fermentazione

Sia che tu stia cercando di mettere sott'aceto le verdure o di iniziare a fare la birra in casa, questi suggerimenti ti aiuteranno a iniziare la fermentazione.

1. Stabilisci le tue culture di partenza . I microbi sono naturalmente presenti nell'aria che respiri, ma per iniziare la fermentazione avrai spesso bisogno di un set iniziale di colture, come siero di latte (dallo yogurt), una colonia simbiotica di batteri e lievito, o SCOBY (per kombucha), o anche liquido da un precedente fermento. Le colture starter sono già ricche di microrganismi benefici. Quando li aggiungi al tuo cibo o bevanda, si moltiplicheranno rapidamente e avvieranno il processo di fermentazione.
2. Mantieni pulita la tua attrezzatura . Per evitare che i batteri cattivi si diffondano sul tuo fermento, è essenziale pulire e sterilizzare l'attrezzatura da cucina e le superfici su cui lavori.
3. Evitare l'esposizione . Esporre il tuo fermento all'aria può impedire la corretta fermentazione e aumentare il rischio di deterioramento e intossicazione alimentare. Ci sono diversi modi per evitarlo.
4. Per evitare che il cibo in fermentazione venga a contatto con l'aria, puoi immergerlo in una soluzione salina (salamoia) . Quando si fermentano pezzi solidi di cibo come le verdure tritate, questo metodo funziona bene. Puoi controllare il pH della fermentazione, che determina la quantità di ossigeno presente, aggiungendo aceto alla tua soluzione.
5. Conservazione . Per evitare la contaminazione dell'aria, dovresti conservare il prodotto in fermentazione in un contenitore sigillabile. Molti fermentatori domestici usano un semplice barattolo di vetro con un coperchio per bloccare l'aria, ma ci sono altre alternative. Tipicamente, i contenitori di stoccaggio hanno una valvola per lo sfiato del gas di anidride carbonica rilasciato durante la fermentazione. Se ti impegni a monitorare attentamente il tuo fermento in modo che non si rovini, puoi in alternativa aprire manualmente i contenitori sigillati per rilasciare l'anidride carbonica. (Se stai preparando kombucha, vino o altri prodotti finali che beneficiano della carbonatazione, puoi rinunciare allo sfiato della CO2.)
6. Gestione della fermentazione . Controllando la temperatura dell'ambiente, puoi influenzare l'esito della tua fermentazione. In genere, i microbi funzionano bene quando il loro ambiente è caldo o a temperatura ambiente, ma la temperatura ideale dipende dal tipo di microbi che stai usando e da cosa stai fermentando. L'alterazione della temperatura può influire notevolmente sul processo. Spostare il prodotto in un ambiente più fresco, come un seminterrato o un frigorifero, rallenterà la velocità di fermentazione e, in alcuni casi, la fermerà completamente. Riscaldare un fermento, d'altra parte, può uccidere i tuoi microbi essenziali.

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