Duecento anni fa, il 27 dicembre 1822, a Dole, in Francia, nacque Louis Pasteur, universalmente considerato il padre della moderna microbiologia. Pasteur è stato uno scienziato straordinario, forse il più grande microbiologo di tutti i tempi, capace di spaziare dalle ricerche in ambito agrario a quelle nel settore medico.
Pasteur iniziò a studiare l’acido tartarico, contenuto nel mosto d’uva, intuendo alcune sue particolari proprietà ottiche e strutturali e scoprendo così l’asimmetria molecolare, uno dei caratteri distintivi di molte molecole degli organismi viventi. Successivamente, una distilleria gli chiese di eliminare le impurità presenti nel vino, offrendogli l’occasione di osservare per primo l’origine della formazione di alcol nel vino e nella birra, dovuta allo sviluppo di cellule molto particolari che chiamò fermenti, più precisamente conosciuti come lieviti.
Se nel 1837 Cagnard Latour associò il lievito alle fermentazioni, fu grazie a Louis Pasteur nel 1857 che il lievito diventò il protagonista assoluto della fermentazione alcolica.
Louis Pasteur
La negazione dell’origine spontanea della vita e la teoria dell’origine germinale
L’osservazione diretta della crescita di questi microrganismi portò Pasteur a negare l’origine spontanea della vita e a formulare la teoria dell’origine germinale dell’esistenza, secondo cui la vita nasce da una cellula già esistente, riproducendosi poi in un numero immenso di cellule. Pasteur si accorse che i fermenti potevano riprodursi anche in assenza di ossigeno, portando alla liberazione di anidride carbonica e alla produzione di alcol etilico. Defini i batteri che richiedono ossigeno per sopravvivere, aerobi e quelli che possono riprodursi anche in assenza di ossigeno, anaerobi.
Pastorizzazione: una tecnica rivoluzionaria
Pasteur osservò che alcuni batteri capaci di inibire la crescita dei lieviti del vino morivano scaldando il mosto a 55 °C per alcuni minuti. Questa tecnica, chiamata pastorizzazione, viene usata attualmente per conservare per alcuni giorni alimenti, come il latte, senza sottoporli al più aggressivo processo di sterilizzazione.
Pasteur comprese che non tutti i batteri sono da eliminare, ma che esistono batteri “buoni” e batteri “cattivi” e che è fondamentale eliminare i patogeni in eccesso.
Attenti alla parola - PASTORIZZAZIONE
Il contributo di Pasteur alla lotta contro le malattie infettive
Pasteur si occupò delle malattie infettive, iniziando dallo studio delle malattie che colpivano gli animali. Identificò alcuni ceppi di batteri che infettavano le uova dei bachi da seta ed erano la causa di devastanti epidemie che mettevano in ginocchio la produzione della seta. Scoprì tre differenti modalità per eliminare questi batteri: mediante il passaggio dei liquidi contenenti i batteri attraverso filtri molto fini, attraverso l’ebollizione a 100 °C, utilizzando sostanze per loro tossiche.
Le scoperte di Pasteur furono l’incipit di una metodologia fondamentale per diminuire esponenzialmente le morti in sala operatoria.
Il primo vaccino di Pasteur
La scoperta del vaccino e la nascita dell’immunologia
Le ricerche di Pasteur sulle malattie degli animali cambiarono il corso della storia della medicina perché posero le basi degli studi sul sistema immunitario e portarono alla scoperta e definizione del concetto di vaccinazione. Per errore, un suo allievo contagiò alcuni polli con una coltura di batteri conservati male e quindi meno attivi. Pasteur verificò che, non solo questi polli non si erano infettati, ma quando lo scienziato fece di tutto per contagiarli con una coltura fresca di batteri, i polli erano diventati resistenti (immuni) all’infezione.
Pasteur concluse che il contatto dell’organismo con microrganismi meno vitali generasse una resistenza e, qualora l’organismo sopravvivesse a una prima infezione, tale difesa sarete diventata permanente. Questo metodo, definito da Pasteur stesso vaccinazione, fu utilizzato subito e con successo per vincere l’antrace nelle mucche. Fu poi la volta del tetano e, a seguire, la vaccinazione contro il virus della rabbia. Pasteur riuscì addirittura a salvare la vita di un bambino che era stato morso da un cane rabbioso.
A ricordo di quella scoperta Pasteur fondò un istituto di ricerca nel 1888 a Parigi per lo studio e la cura delle malattie infettive. Lo diresse fino alla morte, avvenuta nel 1885.
La fermentazione nella produzione di pane, vino e birra
Sia nel caso della produzione del pane che del vino e della birra, l’uomo scoprì “in natura” gli effetti della lievitazione. L’utilizzo inconsapevole era possibile, infatti, dal momento che il lievito si trova in basse concentrazioni un po’ dovunque e in particolare dove c’è una fonte di zucchero, in questi casi l’amido della farina o lo zucchero dell’uva, che viene trasformata, fermentando appunto, in alcol e anidride carbonica.
Gli Egiziani utilizzavano già il lievito per fare il pane! Avevano notato questa particolarità senza comprenderla veramente. Qualche tempo dopo, nel primo secolo dopo Cristo, i Galli aggiunsero la schiuma di birra alla preparazione del pane. Questo metodo ha aiutato a velocizzare la fermentazione a migliorare il gusto del pane e il modo in cui lievitava.
Una storia che risale a 5000 anni fa, anche se scienziati e archeologi non sono affatto in grado di fissare il momento in cui fu scoperto il lievito naturale. Di certo la scoperta fu del tutto casuale: un impasto di farina e acqua, dimenticato per qualche tempo in un angolo caldo e buio fermentò, gonfiandosi e acquisendo un sapore acido. Gli Egizi furono i primi a perfezionare la fabbricazione del pane attraverso la lievitazione, portandolo a livelli artigianali con la definizione della figura professionale del fornaio. A Roma i forni pubblici nacquero nel 168 a.C.
Il mistero del lievito a bassa fermentazione
La birra è una bevanda millenaria che letteralmente scandisce da sempre le giornate di intere società, eppure ci sono alcuni aspetti che non sono stati ancora pienamente compresi. Uno dei misteri più affascinanti è relativo al lievito a bassa fermentazione, entrato nella produzione brassicola solo in tempi relativamente recenti - si stima intorno al XV secolo, ma usato in maniera costante solo dal XIX - per poi praticamente monopolizzare il mercato della birra internazionale.
Oggi sappiamo che il lievito responsabile di questa tipologia di birre è il Saccharomyces pastorianus, parente stretto del più famoso Saccharomyces cerevisiae (il lievito ad alta fermentazione). Il primo grande passo avanti compiuto in questo senso risale al 2011, quando i ricercatori scoprirono in Patagonia una varietà di lievito battezzata Saccharomyces eubayanus.
| Tipo di lievito | Caratteristiche | Utilizzo |
|---|---|---|
| Saccharomyces cerevisiae | Lievito ad alta fermentazione | Produzione di birre Ale |
| Saccharomyces pastorianus | Lievito a bassa fermentazione | Produzione di birre Lager |
| Saccharomyces eubayanus | Varietà scoperta in Patagonia | Ibrido che contribuisce al S. pastorianus |
L’attuale S. pastorianus sarebbe dunque il risultato dell’ibridazione tra il S. eubayanus e il S. cerevisiae, fenomeno che spiegherebbe le analogie (nonché le differenze) con quest’ultimo. Ma come avrebbe potuto un lievito sudamericano raggiungere l’Europa prima di ibridarsi con un suo parente? Negli ultimi anni gli studiosi hanno trovato tracce del Saccharomyces eubayanus in altre zone del mondo: non solo in diversi Stati americani, ma persino in Nuova Zelanda e in Tibet. Al contrario l’unico segno scovato in Europa è proprio nell’ibridazione con il S. cerevisiae.
Il lavoro di Hittinger e colleghi si sta ora concentrando sulla combinazione dei genomi dei nuovi ceppi scoperti recentemente, nel tentativo di scoprire le tracce ancestrali del microrganismo e completare la storia della genesi del lievito a bassa fermentazione. Inoltre si stanno analizzando i ceppi addomesticati per comprendere i contributi forniti dalle diverse varietà di S. eubayanus nell’ibridazione finale. Ad esempio le specie spontanee trovate in North Carolina e Tibet sembrano i parenti più prossimi al S. eubayanus addomesticato che compone parte del moderno S. pastorianus.
La questione del lievito a bassa fermentazione ancora una volta conferma come dietro a un bicchiere di birra ci sono storie affascinanti e complesse, che affondano le radici nella notte dei tempi.