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Nel 2016, il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina è stato assegnato allo scienziato giapponese Yoshinori Ohsumi per la sua ricerca rivoluzionaria sulle caratteristiche del lievito. Questo premio non solo riconosce i suoi sforzi personali, ma rivela anche l'ampia applicazione del lievito nella ricerca scientifica.

Yoshinori Ohsumi una volta disse: "Con l'aiuto del lievito possiamo rispondere alle domande più basilari e importanti sulla natura della vita". Quando diamo uno sguardo serio al lievito, un fungo unicellulare onnipresente, scopriremo che: dagli oceani alla terra, dalle sorgenti termali alle regioni polari, dalla ricerca scientifica alla vita, il lievito svolge un ruolo unico nel partecipare silenziosamente e influenzare questo mondo.

È questa onnipresente universalità che conferisce al lievito la sua infinita diversità. Finora sono state scoperte più di 1.000 specie di lievito. Hanno caratteristiche comuni ma presentano anche enormi differenze. La produzione del vino è uno degli usi miracolosi del lievito: il lievito metabolizza per produrre alcol, sintetizza varie sostanze aromatiche e, insieme ad altri microrganismi, produce liquori, birra, vino e altri prodotti vinicoli con sapori diversi.

La magia del lievito va ben oltre la semplice produzione del vino. Esiste anche ampiamente nella natura e nelle nostre vite, e i suoi usi vanno ben oltre la nostra immaginazione.

Diamo un’occhiata al lievito, è ovunque

Essendo un maestro della sopravvivenza in natura, il lievito può essere trovato in luoghi ideali ricchi di sostanze nutritive, o in ambienti estremi con bassa temperatura e mancanza di ossigeno, come luoghi estremamente freddi ad alta quota e mari profondi equatoriali. Può sopravvivere anche nello spazio.

Il lievito può essere utilizzato anche nei cosmetici. Ad esempio, un'azienda di cosmetici ha scoperto nell'entroterra dell'Himalaya il lievito polare "Ximein", che può sopravvivere a meno 80 gradi Celsius, e ha utilizzato il metabolita del lievito in una varietà di cosmetici per aiutare le persone nella cura della pelle e nell'anti-invecchiamento. Inoltre, nella Fossa delle Marianne, a una profondità di 11.000 m, sono stati scoperti lieviti del genere Rhodotorula. Questo lievito unico può essere trovato nel suolo polare, nella vegetazione, nelle rocce, negli oceani, nei ghiacciai e in altre aree.

Come sopravvivono i lieviti in questi ambienti estremi?

I metodi di riproduzione del lievito possono essere suddivisi in riproduzione sessuale e riproduzione asessuata. Di fronte a condizioni estreme, il lievito produce "semi" - spore attraverso la riproduzione sessuale e attende tranquillamente l'arrivo della primavera. Vanno in letargo e resistono finché l'ambiente non migliora e i lieviti più vigorosi riprendono vita e generano una nuova generazione di popolazione. È questa saggezza di sopravvivere nelle avversità che rivela il mistero dell’evoluzione delle specie in natura.

Oltre che nella natura, il lievito esiste silenziosamente anche nella nostra vita quotidiana.

Ad esempio, la birra può essere divisa in ale e lager in base ai diversi processi di fermentazione, entrambi originari dell'Europa. La maggior parte delle birre prodotte industrialmente e delle birre scure tedesche vengono prodotte con il metodo lager. Sorprendentemente, la ricerca mostra che il lievito selvatico “antenato” della birra chiara è nato sull’altopiano del Qinghai-Tibet, a migliaia di chilometri di distanza dall’Europa.

Sebbene gli "antenati" provengano dall'altopiano del Qinghai-Tibet, la Cina, in quanto maggiore produttore di birra al mondo, ha fatto molto affidamento per molto tempo sui ceppi di lievito importati. Per molto tempo non esisteva alcun ceppo commerciale di lievito di birra originario della Cina. Tra questi, il gruppo francese Lesaffre e il gruppo canadese Lallemand occupano il 90% del mercato cinese del lievito per birra artigianale. Di fronte a questa situazione, il gruppo di ricerca scientifica cinese ha continuato la ricerca e gli esperimenti negli ultimi anni, ha completato i test su più di migliaia di ceppi e ha selezionato e coltivato più di 10 eccellenti ceppi di lievito locale cinese, rompendo la precedente situazione imbarazzante.

(Saccharomyces cerevisiae al microscopio elettronico)

Ci hai mai pensato: il lievito potrebbe attaccarsi ai nostri vestiti? Quando i vestiti non vengono lavati per molto tempo o non vengono lavati accuratamente, non vengono asciugati in tempo dopo il lavaggio e vengono riposti in una stanza calda e umida o in un armadio chiuso, è facile che il lievito cresca in modo incontrollabile. Se non vengono controllate, le fibre degli indumenti verranno corrose, causando scolorimento, danni e altri problemi. Nei casi più gravi, ciò può causare prurito alla pelle, arrossamento, gonfiore, desquamazione e persino setticemia.

Il lievito è una specie grande e frondosa, tra cui Saccharomyces cerevisiae, lievito di panetteria, lievito selvatico, lievito di fissione, ecc. Ogni tipo di lievito ha abitudini di vita diverse ed è sparso in ogni angolo della terra, sprigionando magie brillanti.

Il mago "grande alto" nel mondo microbiologico

Se consideriamo il mondo microbico come la terra, allora il lievito è un paese in cui vivono più di 1.000 gruppi etnici, il numero totale è incommensurabile e tutti sono dedicati alle rispettive posizioni. I lieviti sono generalmente alti, in media diverse o addirittura dieci volte più grandi dei batteri. Anche i lieviti hanno un aspetto diverso, alcuni sono sferici e ovali, altri sembrano salsicce, limoni o radici di loto.

I lieviti sono molto capaci. Possono decomporre gli zuccheri presenti nel succo o nel mosto in alcool e anidride carbonica in un ambiente privo di ossigeno, trasformando lo zucchero in vino. Possono far fermentare gli zuccheri della farina e produrre anidride carbonica. Durante la cottura, l'anidride carbonica si espande a causa del calore e i panini cotti al vapore diventano morbidi, per questo vengono chiamati la madre della fermentazione.

(Saccharomyces cerevisiae al microscopio elettronico)

La maggior parte dei lieviti è ricca di sostanze nutritive e più della metà del loro corpo è costituito da proteine. Secondo i calcoli, la proteina contenuta in 100 grammi di lievito secco equivale al contenuto proteico di 500 grammi di riso, 217 grammi di soia e 250 grammi di carne di maiale. I tedeschi scoprirono molto presto il valore nutrizionale del lievito e durante le due guerre mondiali svilupparono anche il lievito commestibile. Poiché assomiglia al maiale e al manzo, viene anche chiamato "carne artificiale". Successivamente, molti paesi seguirono l’esempio e risolsero molti dei problemi alimentari dell’epoca. Pertanto, il lievito commestibile, l'energia atomica e la penicillina sono conosciuti come i "tre grandi risultati" della Seconda Guerra Mondiale.

Come la maggior parte degli organismi, i lieviti amano vivere in gruppi in un ambiente adatto e lavorano insieme per aumentare esponenzialmente la loro efficienza. A volte possono anche produrre aromi come gli esseri umani secernono "ormoni".

C'è una storia interessante legata alla diffusione del lievito nella distilleria Moutai. Durante la fermentazione del mucchio, gli addetti alla vinificazione utilizzeranno l'aspetto di uno strato bianco sulla superficie del mucchio come criterio per entrare nella cantina, che si chiama "uova di formica". Dopo la ricerca, si è scoperto che le "uova di formica". sono in realtà un gran numero di aggregati di Pichia pastoris. Inoltre, quando il team tecnico coltivava la Pichia pastoris a diverse temperature e acidità, si sentiva sempre un forte aroma di grano. Dopo la ricerca, si scoprì che erano gli esteri etilici che producevano, che erano anche la ragione dell'aroma di grano di Maotai. giri di vino.

Nel mondo dei microrganismi, la grande famiglia dei lieviti è ricca di talenti. Ci sono molti membri di talento come Pichia pastoris, e tutti collaborano tacitamente per creare inebrianti capolavori enologici. Essendo la terra santa del liquore dal sapore Maotai, la città di Maotai è naturalmente diventata un palcoscenico in cui vari lieviti possono mostrare il loro talento.

Lievito nella "città dei liquori numero 1 in Cina"

Il motivo per cui Maotai Town è conosciuta come "la città del vino numero 1 in Cina" non risiede solo nella sua lunga storia di produzione del vino e nel clima unico, ma anche nel suo ambiente microbico locale unico. Questo è uno dei motivi principali per cui Maotai Town non può essere copiato.

La città di Maotai è circondata da montagne, tre montagne e un fiume. La temperatura media annuale è di 18°C. La temperatura più alta in estate può raggiungere circa 40°C, e la temperatura in inverno non sarà inferiore a 0°C. La differenza di temperatura tra il giorno e la notte è molto piccola, il che rende la città di Maotai molto adatta alla riproduzione dei microrganismi quasi tutto l'anno, giorno e notte. L'ambiente geografico unico fa sembrare la città di Maotai un laboratorio di fermentazione naturale, che alimenta la crescita e la riproduzione del lievito e di altri microrganismi. Oltre a migliaia di anni di storia della produzione della birra, l'intera città di Moutai è piena di microrganismi necessari per la produzione della birra.

(Città Maotai)

Con l'ecosistema microbico unico come pietra angolare, la gente della città di Maotai ha esplorato per migliaia di anni e ha riassunto il processo di produzione della salsa di vino "12987". Gli amici che hanno familiarità con il liquore Maotai sanno che una delle caratteristiche distintive del processo di produzione del liquore Maotai è "l'alta temperatura", che è diventata una delle caratteristiche importanti che distinguono altri liquori aromatici. Oltre ai tipi di lievito speciali sopra menzionati, la temperatura adatta per i lieviti comuni nel processo di produzione del vino, come Saccharomyces cerevisiae e lievito aromatico, è solitamente compresa tra 25°C e 30°C. Di fronte all'elevata temperatura durante il processo di produzione della salsa di vino di Maotai Town, come sopravvive il lievito?

Prendiamo come esempio il liquore Guotai. La temperatura per preparare il koji può raggiungere oltre 60 ℃. Alcuni studi hanno scoperto che il numero di lieviti aumenta quando la temperatura della stanza del koji aumenta dall'inizio della produzione del koji, per poi diminuire gradualmente, e si estingue quasi in circa 25 giorni, o viene mantenuto in uno stato dormiente o parzialmente senile e muore. Senza il lievito la fermentazione per produrre alcol sarebbe impossibile. In che modo la produzione della birra Maotaijiu risolve questo problema e compensa la mancanza di capacità di fermentazione alcolica di Daqu?

La soluzione è accumulare la fermentazione. In parole povere, prima di entrare in cantina, i chicchi fermentati vengono stesi a raffreddare, cosparsi di polvere di koji e ammucchiati a forma di cono. Alcuni studi hanno scoperto che confrontando le specie di lievito all'inizio e alla fine dell'accumulo, si è riscontrato che il contenuto delle specie di lievito aumentava a vari livelli durante i diversi cicli di accumulo e aumentava anche più volte.

Dopo aver studiato il processo di impilamento, Zhou Henggang, un famoso esperto dell'industria nazionale dei liquori, ritiene che l'impilamento possa intrappolare e riprodurre i microrganismi e svolgere un ruolo secondario nella produzione del koji.

(Laboratorio di produzione di birra intelligente del Guotai Shuzhi Wine Group)

Una famiglia amorevole di microrganismi

Il lievito è uno dei tanti microrganismi coinvolti nella produzione dei liquori. Lievito e altri microrganismi lavorano insieme per creare il colorato mondo dei liquori. Se i produttori di birra vogliono produrre vino di alta qualità, devono continuare a condurre ricerche approfondite per comprendere le abitudini dei lieviti e di altri microrganismi e creare un ambiente adatto alla loro sopravvivenza.

(Alcuni ricercatori scientifici del National Taiwan Shuzhi Wine Group)

Ad esempio, la creazione di una libreria di risorse di ceppi microbici è una parte importante dello studio dei microrganismi. Nel 2006, Taiwan ha iniziato a creare una libreria di risorse di ceppi microbici, tra i quali il lievito ha il maggior numero e tipo. Attualmente, la ricerca Guotai ha identificato 201 ceppi di lievito di 13 specie, 25 batteri lattici di 5 specie e 112 ceppi di spore di 11 specie. Ha analizzato la base microbica alla base della qualità del vino Guotai e ha fornito la tecnologia di controllo della fermentazione . Allo stesso tempo, Guotai ha anche creato un sistema di valutazione dei “batteri” microecologici della produzione della birra per quantificare accuratamente la gamma di abbondanza relativa delle specie microbiche che svolgono un ruolo chiave nel processo di produzione della birra.

Sulla base dell'esplorazione a lungo termine dei microrganismi, il gruppo di ricerca scientifica nazionale di Taiwan ha individuato le regole di successione dei microrganismi durante il processo di fermentazione del liquore al gusto Maotai. Ad esempio, quando il liquore Guotai subisce quattro cicli di fermentazione, Schizosaccharomyces pombe, Zygosaccharomyces Bayer, Pichia Kudriyazia, Saccharomyces cerevisiae e i batteri dell'acido lattico prendono l'iniziativa di moltiplicarsi in gran numero per promuovere il processo di produzione della birra. Sette giorni dopo l'ingresso in cantina, lo Schizosaccharomyces pombe era molto più avanti. Alla fine della fermentazione, il Lactobacillus è diventato l'unica specie dominante.

La ricerca di Guotai Liquor sui microrganismi ha raggiunto il livello più alto in patria e all'estero. Negli ultimi anni, la ricerca e lo sviluppo scientifico e tecnologico di Taiwan hanno ottenuto risultati fruttuosi e la tecnologia complessiva di molti risultati scientifici e tecnologici ha raggiunto il livello di leadership internazionale. La nazione nazionale di Taiwan ha sempre creduto fermamente che l'innovazione tecnologica sia la forza trainante per lo sviluppo dell'industria dell'alcol e la direzione dello sviluppo per ottenere un miglioramento globale del settore.

Yan Xijun, fondatore di Guotai, presidente onorario a vita del Guotai Shuzhi Wine Group, ingegnere capo della produttività dell'innovazione e direttore del Guotai Research Institute, una volta disse: "Il nostro compito principale è essere una buona 'tata' per questi maestri del vino invisibili. Lavoro."

Ogni goccia di liquore Guotai è il lavoro congiunto di lievito e altri microrganismi. Questi lieviti magici sono ovunque, si nascondono nell'aria e popolano i chicchi, mostrando posture in continua evoluzione. Sono "mastri birrai invisibili". Con la loro potente magia trasformano il grano in vino pregiato e realizzano la trasformazione da materia prima a vino pregiato.

Riferimenti:

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