Il Ruolo del Lievito nella Produzione della Grappa: Un Viaggio dalla Fermentazione alla Distillazione

La fermentazione alcolica è un processo biologico fondamentale, alla base della produzione di bevande come vino, birra, sidro, idromele e, indirettamente, di distillati e liquori. Questo processo, che unisce scienza e cultura, trasforma gli zuccheri in etanolo e anidride carbonica grazie all'azione di microrganismi, in particolare i lieviti.

Saccharomyces cerevisiae al microscopio elettronico.

I Principi della Fermentazione Alcolica

Il Ruolo dei Lieviti

I protagonisti della fermentazione sono i lieviti, microrganismi unicellulari capaci di metabolizzare gli zuccheri. Il più noto è il Saccharomyces cerevisiae, utilizzato da millenni nella panificazione, nella vinificazione e nella produzione della birra. Questi microrganismi sono anaerobi facoltativi, il che significa che possono vivere sia in presenza di ossigeno (modalità aerobica) sia in sua assenza (modalità anaerobica).

In ambiente aerobico, il metabolismo del lievito favorisce la crescita cellulare e la produzione di energia tramite respirazione. In assenza di ossigeno, invece, attivano la fermentazione alcolica, trasformando gli zuccheri in alcol ed anidride carbonica come sottoprodotti.

Capire questo meccanismo è importante per comprendere come nascono le fermentazioni alcoliche spontanee, alla base di molte preparazioni home made fermentate.

Il Metabolismo degli Zuccheri

Il saccarosio (zucchero comune) non viene metabolizzato direttamente dai lieviti; deve prima essere trasformato nei suoi due componenti, glucosio e fruttosio, grazie all’enzima invertasi. Il glucosio è lo zucchero preferito dai lieviti: entra rapidamente nei canali metabolici ed è il primo ad essere consumato. Attraverso la glicolisi, i lieviti convertono questi zuccheri semplici in piruvato.

In condizioni aerobiche, il piruvato viene ossidato per produrre energia (ATP). In assenza di ossigeno, entra nel percorso della fermentazione alcolica, generando etanolo (alcol etilico) e anidride carbonica (CO₂).

Da Dove Arrivano gli Zuccheri?

Perché i lieviti possano lavorare, è necessario partire da una materia prima ricca di zuccheri fermentabili. Le fonti sono numerose e dipendono dalle tradizioni alimentari e dalle risorse disponibili in ogni regione del mondo.

Frutta e Fermentazioni

L’uva è la regina delle fermentazioni, poiché contiene glucosio e fruttosio già pronti per essere trasformati in vino. Anche mele, pere, bacche e frutti tropicali possono essere fermentati per produrre sidri e bevande alcoliche locali.

Cereali e Trasformazione degli Amidi

Orzo, frumento, segale, riso, mais e altri cereali non contengono zuccheri liberi, ma amidi. Per renderli fermentabili è necessario trasformarli in zuccheri semplici tramite la maltazione: i chicchi vengono fatti germinare, liberando enzimi capaci di scindere l’amido. È il principio base della produzione della birra o del mosto con cui si producono i whisky scozzesi.

In alcune culture tradizionali, prima della diffusione della maltazione, questo processo avveniva in modo ancora più diretto: i chicchi venivano masticati e poi raccolti in un recipiente. L’amilasi salivare presente nella bocca scindeva l’amido del cereale (come il mais nella chicha sudamericana), rendendo disponibili gli zuccheri per la fermentazione.

Tuberi e Radici Fermentabili

Patate, manioca e altri tuberi sono ricchi di amido, che può essere convertito in zuccheri fermentabili con tecniche enzimatiche o con malti. Da queste materie prime si ottengono bevande tradizionali e basi per distillati.

Koji e Fermentazioni Asiatiche

Nelle tradizioni asiatiche, il riso e i cereali vengono inoculati con il koji (Aspergillus oryzae), una muffa che produce enzimi capaci di degradare l’amido. La sua fermentazione non richiede trasformazioni complesse, poiché gli zuccheri sono già disponibili per i lieviti.

Melassa e Zuccheri Industriali

Dalla lavorazione della canna da zucchero e della barbabietola si ottengono melassa e sciroppi zuccherini, utilizzati come base per fermentazioni destinate alla produzione di rum e di etanolo industriale.

Fattori che Influenzano la Fermentazione Alcolica

Le condizioni ambientali in cui i lieviti lavorano possono determinare la velocità del processo, il profilo aromatico e la qualità della bevanda finale. I principali parametri da considerare sono:

• Temperatura: I lieviti hanno un intervallo ottimale di crescita e attività enzimatica, generalmente compreso tra i 15 e i 35 °C. Temperature elevate accelerano la fermentazione ma possono produrre sottoprodotti indesiderati. Temperature più basse rallentano la fermentazione, ma il risultato tende a essere più pulito e bilanciato.
• pH e Nutrienti: Un ambiente leggermente acido (pH compreso tra 3,5 e 5,5) è ideale per lo sviluppo dei lieviti. Oltre al pH, i lieviti necessitano di nutrienti essenziali come azoto, vitamine e minerali.
• Ossigeno: Nelle fasi iniziali i lieviti hanno bisogno di ossigeno per moltiplicarsi. Una volta avviata la fermentazione, però, il processo diventa anaerobico. Un eccesso di ossigeno nelle fasi successive può ossidare la bevanda.
• Altri fattori: Anche la pressione osmotica (legata alla concentrazione di zuccheri iniziali) e il tenore alcolico raggiunto possono condizionare il lavoro dei lieviti.

Modalità di Fermentazione

Una volta disponibile la materia prima zuccherina, la fermentazione può essere avviata in modi diversi:

• Fermentazione alcolica spontanea: È il metodo più antico, basato su lieviti e batteri già presenti sull’uva, sui cereali o nell’ambiente. Produce risultati unici e complessi, spesso meno prevedibili, ma con un carattere irripetibile.
• Inoculo controllato: Con l’avvento delle pratiche enologiche e birraie moderne, l’uso di ceppi selezionati di lievito è diventato lo standard. Questo approccio garantisce costanza, prevedibilità e controllo aromatico, riducendo il rischio di fermentazioni indesiderate e assicurando prodotti con caratteristiche ripetibili nel tempo.

Dalla Fermentazione Alcolica ai Prodotti Alcolici

La fermentazione alcolica è il primo passo imprescindibile per la produzione di un’enorme varietà di bevande. È in questa fase che non solo si genera etanolo, ma si sviluppa anche gran parte del profilo aromatico che caratterizzerà il prodotto finale.

Bevande Fermentate

Sono le più immediate e non prevedono passaggi successivi di distillazione. In questa categoria rientrano:

• Il vino, da uva
• La birra, prodotta a partire dai cereali maltati
• Il sidro, ottenuto da mele o pere
• L’idromele, derivato dal miele
• Il sake, basato sul riso e sul lavoro del koji

Distillati

I grandi distillati del mondo - whisky, rum, grappa, e molti altri - nascono sempre da una base fermentata. È infatti durante la fermentazione che si formano alcoli superiori, esteri e composti aromatici capaci di arricchire il profilo sensoriale. La distillazione ha il compito di concentrare l’alcol e selezionare gli aromi, ma senza la ricchezza generata in fermentazione non ci sarebbe materia prima da valorizzare.

Vodka, Gin e Liquori

Anche quando l’obiettivo è ottenere alcol neutro, come nel caso della vodka o dell’etanolo di base per la produzione di gin e liquori, il punto di partenza è sempre la fermentazione. L’alcol “puro” deriva infatti da zuccheri fermentati.

La fermentazione alcolica è una tecnologia universale che ha accompagnato l’uomo per millenni, fornendo nutrimento, piacere e avendo un impatto economico, sociale e persino religioso.

Il Lievito nella Produzione della Grappa

Nella produzione della grappa, la fermentazione delle vinacce è una fase cruciale. Le vinacce possono essere di due tipi: fermentate e non fermentate (vergini). Le vinacce fermentate contengono una percentuale alcolica perché hanno fermentato con il mosto del vino, mentre le seconde sono quasi sempre bianche e non fermentano con il mosto del vino.

La fermentazione, operata dai lieviti, trasforma lo zucchero contenuto nelle vinacce in alcol. La qualità delle vinacce è fondamentale per ottenere un buon prodotto finale. Le vinacce provenienti dalla produzione di vini bianchi che non sono state lasciate a macerare nel mosto durante la fermentazione, si dicono “vergini” e necessitano di fermentazione prima della distillazione. Quelle provenienti dalla produzione di vini rossi invece hanno fermentato nel mosto e sono pronte per la distillazione.

La sperimentazione condotta nell'ambito del progetto Lievigrappe ha previsto la valutazione delle performance di fermentazione in vinaccia destinata alla produzione della Grappa, di alcuni lieviti scelti tra un pool più ampio di ceppi, appartenenti al gruppo Saccharomyces, collezionati nel corso di sperimentazioni precedenti.

Il Processo di Distillazione

La distillazione è un procedimento fisico che permette di separare le parti volatili di un fermentato, in base al loro diverso punto di ebollizione. In pratica, occorre scaldare il fermentato per permettere ai vapori alcolici di evaporare insieme agli aromi, concentrando così la quantità d’alcol contenuta nel fermentato.

L’operazione della distillazione inizia con il riempimento della caldaia dell’alambicco con le vinacce fermentate, procedendo successivamente al loro riscaldamento. Questa prima fase consente di fare evaporare dalla massa le sostanze volatili come l’alcol e parte dell’acqua. L’alcol etilico bolle a 78,4 °C e non a 100 °C come l’acqua. Tuttavia, essendo l’alcol etilico in soluzione con l’acqua, il punto di ebollizione varia con la sua quantità rispetto all’acqua.

Durante il riscaldamento, evaporano anche altre componenti volatili presenti nelle vinacce. Controllando meticolosamente il processo di distillazione, è possibile eliminare le componenti indesiderate mantenendo invece tutte le sostanze di qualità. La testa è la prima parte del distillato ad uscire dall’alambicco e contiene prevalentemente sostanze che conferirebbero alla Grappa un odore acre e sgradevole, oltre a una piccola parte di alcol metilico, che è tossico, e quindi va eliminato. L’abilità del distillatore consiste nel determinare quando ha termine la testa del distillato e comincia ad uscire il cosiddetto cuore, cioè la parte della Grappa ricca di alcol etilico e sostanze aromatiche di pregio.

Ogni distillato esce dall’alambicco ad alta gradazione alcolica (tipicamente fra i 65 e gli 86% alc./vol.) e pertanto non ancora idonea per essere consumato e apprezzato. La fase successiva consiste quindi alla riduzione del grado alcolico, che nella Grappa, lo ricordiamo, può variare fra i 37,5 e i 60% alc./vol. La riduzione del grado alcolico viene effettuata aggiungendo al distillato acqua distillata o demineralizzata, fino a raggiungere il grado desiderato.

In base alle scelte del produttore ed alle caratteristiche del distillato, si può far invecchiare un distillato all’interno di un contenitore di legno. Alcuni distillati non vengono invecchiati, altri sono invecchiati in botte di rovere o di legno pregiato. A causa di alcune sostanze oleose non solubili presenti nel distillato, l’aggiunta di acqua lo rende leggermente opaco e lattiginoso. Per poter restituire alla Grappa il suo caratteristico aspetto cristallino e trasparente, si procede con la filtrazione al fine di eliminare tali componenti non solubili.

Lieviti Autoctoni e Grappa

In generale sono pochi i lieviti riscontrati sugli acini immaturi, 10-10 3 UFC/g, ma con la maturazione e fino alla vendemmia, quando gli zuccheri diffondono sulla superficie, la popolazione raggiunge le 10 4 -10 6 UFC/g. Sui grappoli immaturi predominano i generi Torulopsis, Cryptococcus, Rhodotorula e Candida, oltre a Aureobasidium, Sporobolomyces, Filobasidium che sono presenti in generale nell’ambiente vigneto (suolo, foglie, corteccia). Questi si ritrovano anche nei grappoli maturi, ma in minor quantità rispetto ai lieviti apiculati a metabolismo ossidativo Hanseniaspora e Metschnikowia, che sembra dominino anche sui frutti danneggiati, assieme ai generi Saccharomyces e Zygosaccharomyces.

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