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)
- Glicolisi (citosol): Glucosio → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH.
- Piruvato decarbossilasi: Piruvato → acetaldeide + CO₂ (richiede TPP, Mg²⁺).
- 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).