Salute e malattia

La chimica della produzione alcolica: come il lievito fermenta zucchero in etanolo

L'etanolo (alcol etilico) nelle bevande è prodotto dalla fermentazione alcolica – metabolismo anaerobico degli zuccheri da lievito (Saccharomyces cerevisiae).

Reazione globale

C₆H₁₂O₆ (glucosio) → 2 C₂H₅OH (etanolo) + 2 CO₂ + 2 ATP (per lievito)

Biochimica passo-passo (Glicolisi + Fermentazione)

  1. Glicolisi (citosol): Glucosio → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH.
  2. Piruvato decarbossilasi: Piruvato → acetaldeide + CO₂ (richiede TPP, Mg²⁺).
  3. Alcol deidrogenasi (ADH): Acetaldeide + NADH + H⁺ → etanolo + NAD⁺ (rigenera NAD⁺ per glicolisi).

Materie prime

  • Vini frutta: uva, mele, bacche (fruttosio/glucosio).
  • Distillati grano (birra, whisky, vodka): orzo maltato, mais, grano, segale → amido → maltosio (amilasi) → glucosio.
  • Rum canna/melassa: saccarosio → glucosio + fruttosio (invertasi).
  • Agave (tequila/mezcal): inulina → fruttosio (idrolisi/cottura).
  • Riso (sake): muffa koji (Aspergillus) saccarifica amido; lievito fermenta simultaneamente (fermentazione parallela multipla).

Parametri chiave processo

  • Temperatura: 15–25°C (vino), 18–22°C (ale), 8–15°C (lager), 30–35°C (lievito distillatori).
  • pH: 3,0–4,0 (inibisce batteri).
  • Anaerobico: O₂ escluso dopo fase iniziale crescita lievito.
  • Nutrienti: Azoto (YAN), vitamine, minerali per salute lievito.

Post-fermentazione

  • Chiarifica, invecchiamento, filtrazione.
  • Distillazione (distillati): separa etanolo (bp 78,37°C) da acqua/congeneri.
  • Fortificazione: aggiunta spirito neutro per arrestare fermentazione (Porto, Sherry).

Proprietà chimiche etanolo

  • Formula: C₂H₅OH (CH₃CH₂OH).
  • Gruppo idrossile (-OH) → legami idrogeno → miscibile con acqua, alto bp per PM.
  • Volatile, infiammabile, psicoattivo (potenziazione GABAₐ, inibizione NMDA).