Le biotecnologie microbiche possono essere definite come "l'uso di organismi viventi, di loro componenti o prodotti per ottenere beni e servizi" ed hanno radici antichissime: l'uomo ne ha beneficiato sin da quando ha conosciuto il pane lievitato ed il vino. L'alimentazione costituisce il più vasto e più antico campo di applicazione delle biotecnologie; infatti la trasformazione spontanea - con finalità conservative - delle materie prime alimentari da parte dei microrganismi normalmente presenti nell'ambiente ha preceduto la pratica stessa della cottura.
Queste biotecnologie, che sono denominate "classiche" in contrapposizione alle biotecnologie "innovative" dei nostri giorni, constano essenzialmente di processi fermentativi. Oltre alla fermentazione del succo d'uva in vino e l'ossidazione di questo in aceto, l'uomo ha sperimentato empiricamente da secoli la conversione del latte in yogurt e kefir, della cagliata in formaggi di vario tipo, dei cavoli in crauti. Queste ed altre ancora bioconversioni furono tutte stimolate da un'unica principale esigenza: la conservazione degli alimenti: la fermentazione rappresentò, quindi, un sistema economico ed efficiente per garantire salubrità, serbevolezza e durata ad un alimento, altrimenti facilmente deperibile, come il succo d'uva o il latte.
In questo secolo l'evoluzione dei consumi ha avuto nel settore alimentare un notevole sviluppo grazie al miglioramento delle tecniche di conservazione. La più importante tecnologia volta alla conservazione degli alimenti è forse quella che ha per obiettivo la riduzione del "danno tecnologico" prodotto dai processi industriali sugli alimenti.
In passato, l'obiettivo principale era la conservazione del prodotto e tale esigenza prevaleva su qualunque altra considerazione riguardante eventuali effetti negativi del trattamento, valutati come un prezzo necessario da pagare per conseguire il risultato desiderato.
Al giorno d'oggi il consumatore, più esigente perchè maggiormente consapevole di ciò che acquista, volge la sua attenzione verso alimenti di qualità, nutrizionale ed organolettica, e di salubrità certificate, facendo sì che la ricerca si orienti sempre più verso le "mild technologies", o tecnologie delicate, cioè processi di conservazione in grado di migliorare la qualità biologica degli alimenti perchè capaci di limitare al minimo i danni connessi alle varie operazioni tecnologiche ed ai trattamenti fisici, fisico-chimici e chimici. Ciò si traduce nel sempre minore ricorso all'uso di processi tecnologicamente "aggressivi" e di additivi chimici e nella più vasta applicazione dei processi fisici e biologici di conservazione, consentita da una profonda conoscenza dei problemi microbiologici connessi. Il concetto di "mild technologies" è riconducibile anche a quello di selettività dei trattamenti, in cui l'intervento mirato produce un danno tecnologico ridotto.
Le biotecnologie microbiche possono oggi intervenire in molti modi, estendendo le potenzialità applicative della conservazione degli alimenti per via fermentativa. La selezione e conservazione degli starters ne è forse il più importante esempio.
Col termine "starter" si indica una popolazione microbica allo stato fresco o liofilizzato, singola o mista, di ceppi selezionati di microrganismi che possiedono caratteristiche ben definite ed utili per favorire la conservazione e/o la trasformazione di un alimento, garantendone così salubrità, migliore qualità e conservabilità.
E' evidente da ciò che sarebbe auspicabile un maggior uso, soprattutto nelle nostre zone, di ceppi starters nei settori testè indicati. Spesso molti processi che originano prodotti scadenti sono infatti legati al mancato utilizzo di ceppi microbici selezionati. Per ottenere un prodotto di qualità è essenziale dunque controllare direttamente le fermentazioni.
Batteri lattici e lieviti rappresentano i punti cardine della conservazione degli alimenti per via fermentativa; essi intervengono producendo metaboliti primari (rispettivamente acido lattico ed alcool etilico) in grado di impedire lo sviluppo di altri microrganismi "dannosi", che potrebbero alterare le caratteristiche organolettiche dell'alimento (p.es. putrefazione) o renderlo veicolo di malattie (p.es. salmonellosi).
Per ottenere una buona fermentazione lattica o alcoolica è necessario mettere i microrganismi nelle migliori condizioni possibili , vale a dire ricchezza in zuccheri semplici, temperatura del substrato ottimale, anaerobiosi; è anche importante esser certi che la fermentazione abbia funzionato, cioè consumo totale degli zuccheri inizialmente presenti, effettiva produzione del metabolita primario in oggetto, pH finale comunque basso. A quest'ultimo proposito và evidenziato che, mentre i batteri lattici sono in grado di sviluppare in substrati a pH generalmente neutro (p. es. latte) abbassando notevolmente il pH, i lieviti devono trovarsi in un mezzo già acido (p. es. mosto) nel quale sviluppano senza apportare sostanziali variazioni di pH. Oltre al metabolita primario caratterizzante, batteri lattici e lieviti producono tutta una serie di altre sostanze in grado di modificare sostanzialmente i caratteri organolettici dell'alimento di partenza, rendendolo più gradevole, più digeribile e meglio conservabile.
Possedere starters lattici adeguati alle varie esigenze e poterli conservare è un problema tecnologicamente complesso, a causa di tutta una serie di difficoltà connesse, ad esempio alla presenza di batteriofagi in grado di lisare in pochissimo tempo una monocoltura batterica. Anche la selezione di ceppi sempre più adatti ai vari processi è un problema biotecnologicamente attraente; ad esempio la selezione di batteri lattici capaci di idrolizzare le proteine, utilizzare il citrato, produrre nisina, batteriocine od endonucleasi, resistere ai batteriofagi, agli antibiotici, ai metalli pesanti e produrre aromi persistenti e delicati.
Ovviamente, nel settore enologico i lieviti giocano un ruolo da grandi protagonisti perchè è principalmente a loro che si deve ciò che di positivo o di negativo avviene nel corso della vinificazione. Nella maggior parte dei casi, i lieviti dotati delle migliori caratteristiche enologiche non sono presenti nel mosto, o lo sono in piccolo numero, cosicchè la fermentazione avviene ad opera di specie o colture naturali non idonee; il risultato è un vino di qualità e stabilità scadenti. Ma a questo stato di cose si può porre rimedio in modo estremamente semplice: aggiungendo ai mosti i lieviti buoni poco frequenti, così da invertire a loro vantaggio le condizioni di partenza.
L'uso di lieviti selezionati per la fermentazione dei mosti è sempre consigliabile; diventa ancora più importante quando il quadro microbiologico naturale è particolarmente sfavorevole. E' questo il caso dei mosti delle zone a clima temperato-caldo, quali quelle dell'Italia meridionale in generale e della Calabria in particolare.
Tra i molti problemi connessi all'enologia calabrese spicca la presenza, nelle prime fasi della fermentazione spontanea dei mosti, del lievito apiculato sporigeno Hanseniaspora guilliermondii, al quale è da attribuire spesso l'elevato tenore in acido acetico dei nostri vini.
L'utilizzazione di lieviti selezionati per la guida delle vinificazioni, oltre a prevenire l'insorgenza di problemi come quello testè accennato, ha anche il grande merito di consentire la "progettazione" del vino, decidendo prima della fermentazione quali caratteri - aromatico, secco, frizzante, ecc. - il vino dovrà avere ed imponendoli con l'uso del lievito più adatto.
E' un salto di qualità: dallo stadio del "correggere i difetti o prevenirli" con l'utilizzo dell'anidride solforosa si va a quello del "controllare la fermentazione ed imporla". E' importante, per essere competitivi, adeguare in tempo la nostra produzione a queste nuove possibilità offerte dalle biotecnologie microbiche.
Da tutto ciò, dovrebbe esser chiaro che la conservazione degli alimenti per via fermentativa non solo determina la conservabilità dell'alimento, garantendogli serbevolezza e salubrità, ma interviene attivamente operando una trasformazione che alla fine dà un prodotto migliore e diverso per aspetto, composizione chimica, caratteristiche organolettiche. Tale tipo di conservazione degli alimenti, le cui origini - come abbiamo visto -sono lontane nel tempo, deve il suo affinamento alle sempre più approfondite conoscenze dei processi microbiologici connessi ed ai progressi tecnologici.
Probabilmente le biotecnologie avanzate, in particolare la tecnologia del DNA ricombinante e l'immobilizzazione microbica, potranno in un prossimo futuro caratterizzare e plasmare nuovi progressi in questo ed in altri settori; allo stato attuale le nuove biotecnologie si affacciano solo ora nel mondo della produzione ed hanno sinora fatto intravedere soltanto una parte del loro potenziale di applicazione.
