Flocculazione del lievito: un comportamento sociale! (parte 1)

Il processo di fermentazione inizia con l’inoculo del lievito nel mosto. Il lievito dovrebbe crescere, metabolizzare gli zuccheri in alcool, impartire i profilo aromatico desiderato ed essere facilmente rimosso dal prodotto finito. Il tasso di flocculazione è un dato che interessa molto al birraio perché ne consegue una diretta incidenza sui costi di processo, che siano l’utilizzo di centrifughe o filtri (gravando sull’efficienza dell’impianto) o semplicemente nel tempo di sedimentazione all’interno del maturatore.

Cosa si intende nello specifico per flocculazione? La flocculazione è generalmente confusa con quella che tecnicamente viene chiamata sedimentazione, ovvero la capacità del lievito di precipitare a fine fermentazione ed essere rimosso dal nostro mezzo una volta che questo abbia terminato la sua funzione primaria.

UnknownPer flocculazione in senso stretto ci si riferisce alla capacità delle cellule di lievito diaggregarsi in flocculi (dal latino floccus: fiocco di lana), unità costituite da migliaia o spesso milioni di cellule. Non è un processo irreversibile in quanto è influenzato da numerosi fattori e, se non alterati da agenti esterni, una volta formatesi questi flocculi tendono a precipitare separandosi dal mezzo. Le cellule che sono in grado di formare flocculi vengono chiamate flocculanti mentre le altre non-flocculanti o polverose (dall’inglese powdery).

Il processo di flocculazione non va confuso con altre aggregazioni che le cellule di lievito possono esprimere in diverse fasi della loro vita, come per esempio: aggregazioni durante la fase di riproduzione sessuata; formazione di catenelle, quando dopo la gemmazione la cellula figlia non si separa completame nte dalla cellula madre rimanendo attaccata ad essa in colonie che possono raggiungere le 30-50 unità; co-flocculazione (eterotipica) ovvero l’interazione tra diversi ceppi, dove un ceppo più flocculante interagisce con uno meno flocculante facilitandone la flocculazione.

La capacità di un determinato ceppo di lievito di flocculare o meno è dovuta sia a fattori interni specifici della cellula (fenotipo) che a fattori esterni (pH, presenza di ioni Ca++, composizione del mosto).

 

lecitina-mannosio-1La caratteristica struttura della parete cellulare del lievito è espressione del fenotipo. Lo strato interno della membrana cellulare è composto principalmente da β-glucani e chitina, lo strato esterno è invece costituito da α-mannani (altamente glicosidati) associati con proteine (manno-proteine). Questa composizione dona alle cellule di lievito una carica negativa, dovuta alla ionizzazione dei gruppi carbossilici e dei fosfodiesteri, rispettivamente delle proteine della parete cellulare e dei fosfomannani. Questa carica negativa permette alle cellule attive di respingersi, mantenendo una distanza di circa 10nm, rimanendo così in sospensione nel mezzo.

Uno dei fattori esterni di maggior rilevanza è la presenza di ioni Ca++ i quali fungono da attivatori delle proteine che diventano recettive agli zuccheri presenti sulle pareti cellulari delle cellule vicine. In dettaglio, studi scientifici hanno evidenziato la presenza di specifiche proteine (lecitina) sui ceppi di lievito più flocculanti e la loro assenza in quelli meno. (immagini 1 e 2)

lecitina-mannosio-2Molto probabilmente, oltre a queste interazioni specifiche (lecitina-mannosio) ci sono altre interazioni non specifiche come legami idrogeno o interazioni idrofobiche che vanno ad agire attivamente sulle proprietà flocculanti di un determinato ceppo.

continua… vedi la seconda ed ultima parte

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