Con il termine fermentazione, vengono elencati tutti i processi chimici che avvengono all’interno di una reazione. Nel nostro caso specifico, parlando di panificazione, indichiamo tutti i processi che si susseguono all’interno degli impasti, per ottenere un prodotto sano, digeribile e buono.
Vediamo nello specifico cosa avviene e come gestire queste complesse fasi nel miglior modo possibile:
La fermentazione dell’impasto
Scopo della fermentazione è ottenere un impasto che abbia caratteristiche ottimali per la sua formazione, lievitazione e cottura. Durante la fermentazione continuano i processi colloidali e biochimici. Durante la fermentazione le molecole delle proteine del glutine continuano a gonfiarsi assorbendo l’anidride carbonica prodotta dei lieviti, si distendono e si legano tra loro rendendo l’impasto più spugnoso, mentre la reazione della proteolisi rende più malleabile l’impasto.
La fermentazione provoca il riscaldamento dell’impasto dovuto alla disgregazione degli zuccheri da parte dei lieviti (saccarificazione). Il peso dell’impasto verso la fine della fermentazione diminuisce del 2-3%. questa perdita di peso è causata dalla trasformazione dello zucchero in sostanze volatili (anidride carbonica e alcol etilico).
I principali processi che avvengono durante la fermentazione sono la fermentazione alcolica e lattica.
La Fermentazione alcolica
I protagonisti della fermentazione alcolica sono lieviti di tipo Saccaromyces Cerevisiae, chiamati anche lieviti di birra.
Durante l’impastamento viene assorbita una notevole quantità di ossigeno e quindi i lieviti, trovandosi nelle condizioni aerobiche, iniziano a moltiplicarsi; ma una volta finito l’ossigeno cominciano a fermentare. Attraverso questo processo i lieviti trasformano il glucosio in alcol etilico e anidride carbonica.
L’anidride carbonica viene trattenuta nel reticolo formato dal glutine, che impedisce la fuoriuscita. Il lievito può nutrirsi di zuccheri semplici come il glucosio, mentre tutti gli altri zuccheri presenti nell’impasto come maltosio, saccarosio, prima di essere utilizzati dal lievito dovranno prima essere trasformati in zuccheri semplici. La moltiplicazione delle cellule di lievito viene stimolata dalla presenza di vitamine e sali minerali, presenti in quantità elevate nelle farine poco raffinate, mentre nelle farine molto raffinate sono contenute in scarsissime quantità.
La velocità del processo di fermentazione dipende:
- dalla quantità e dalla qualità del lievito, un quantitativo maggiore, ovviamente, aumenta la velocità di fermentazione, ma superiore al 6% si rischia di ottenere un effetto contrario.
- Dalla ricetta, maggiore tasso di idratazione più veloce sarà la fermentazione
- dal metodo di preparazione, gli impasti indiretti fermentano prima rispetto agli impasti diretti.
- Dalla temperatura, più la temperatura è alta e più la fermentazione sarà veloce, sino alla temperatura di 40°C perché oltre le cellule del lievito iniziano a inattivarsi e a interrompere il loro metabolismo.
La fermentazione lattica
la fermentazione lattica avviene per idrolisi del lattosio o dello zucchero che produce glucosio, che successivamente una parte viene trasformata in alcol etilico e anidride carbonica, e l’altra parte in acido lattico.
I batteri lattici si trovano normalmente nell’impasto in quanto apportati dal lievito, dalla farina e con altri ingredienti presenti nell’impasto. Se la resa della farina è più alta (farina meno raffinata), allora il processo di accumulo degli acidi sarà notevole, perché nella farina di alta resa la percentuale di crusca è maggiore e quindi la quantità dei batteri lattici risulta superiore.
I batteri lattici responsabili dell’acidificazione dell’impasto sono soprattutto lattobacilli, dal punto di vista metabolico è diviso in 3 gruppi:
- Lattobacilli omofermentanti. Cioè batteri che trasformano le molecole di glucosio in solo acido lattico, non sono in grado di fermentare gli zuccheri monosaccaridi e non producono gas. Sono in grado di resistere a temperature molto alte (45°C) e vengono disattivati in ambienti abbastanza freschi (15°C)
- Lattobacilli eterofermentanti facoltativi. Come gli omofermentanti trasformano il glucosio producendo acido lattico, ma in determinare condizioni, producono anche acido acetico, acido formico e etanolo. Hanno temperatura ottimale di crescita tra i 30 e i 37°C.
- Lattobacilli eterofermentanti obbligati. Fermentano gli zuccheri semplici producendo acido lattico, ossigeno, acido acetico e alcol etilico. A differenza dei primi due, questi sono in grado di fermentare anche i zuccheri più complessi come il maltosio e il fruttosio.
Indipendentemente dallo “starter” utilizzato per la fermentazione, non tutto lo zucchero viene trasformato in etanolo, infatti si formano anche altri alcoli come il glicerolo e prodotti secondari responsabili dell’aroma dei prodotti da forno. Ovviamente queste reazioni sono fortemente influenzata dallo starter usato (lievito di birra, lievito madre, spontaneo ecc.) ma anche dalle condizioni di fermentazione (temperatura e umidità) e dal tipo di farina.
Dal punto di vista della temperatura ottimale per il loro metabolismo, i batteri lattici si dividono in 2 gruppi:
- Dimostrano il massimo della loro attività alla temperatura di 30-35°C
- La temperatura ottimale di metabolismo è 34-54°C
Durante il processo di fermentazione il grado di acidità dell’impasto o pre-impasto aumenta, favorendo il metabolismo dei lieviti che preferiscono un ambiente leggermente acido.
L’aumento dell’acidità è provocata dall’accumulo di acidi organici (lattico, acetico, butirrico) prodotti con la fermentazione lattica. Ovviamente la fermentazione lattica è diretta anche alla presenza di crusca all’interno della farina, quindi, una farina meno raffinata riuscirà a produrre una quantità di batteri lattici superiore.
Inoltre la fermentazione lattica ha una notevole importanza per le caratteristiche organolettiche e per la conservatività (shelft life) del prodotto finito.
L’effetto dell’acido lattico si riflette anche sulle caratteristiche della maglia glutinica, perché una prevalenza di acido lattico nell’impasto rende la maglia glutinica più elastica e conferisce al prodotto finito un gusto e un profumo migliori. Al contrario l’acido acetico rende la maglia glutinica molto rigida e corta e il prodotto caratterizzato da un profumo e un gusto troppo forti.
I parametri da considerare nella formazione dell’impasto per la selezione della tipologia di acidi e la loro quantità sono:
- Temperatura di fermentazione
- Consistenza dell’impasto
- Quantità iniziale di batteri lattici
L’accumulo degli acidi che si formano durante la fermentazione, abbassano l’attività degli enzimi amilasi e proteasi, migliorando le caratteristiche del glutine perché rallenta la reazione di proteolisi.
Normalmente in un impasto fatto con la farina di frumento la quantità di acido lattico è decisamente superiore a tutti gli altri acidi organici, mentre nell’impasto preparato con la farina di segale si produce soprattutto acido acetico e la quantità di acido lattico è decisamente molto basso.
Nei pre-impasti come biga e poolish avvengono un’attiva moltiplicazione e un’intensiva fermentazione dei batteri lattici che producono numerosi acidi organici. La maggiore acidità dell’impasto provoca un aumento di sostanze aromatizzanti durante la cottura, rendendo più intenso l’aroma del prodotto finito, inoltre aumenta anche la shelf life del prodotto finito, perché l’acidità inibisce i microrganismi indesiderati responsabili di muffe.
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