Ilieviti sono un gruppo difunghi, formati da un unico tipo di cellulaeucariotica[1], che possono avere forma ellittica o sferica. Sono state catalogate più di mille specie di lieviti. Alcune specie sono comunemente usate per lievitare ilpane e farfermentare lebevande alcoliche,.La maggior parte dei lieviti appartiene al gruppo degliAscomiceti.
Un piccolo numero di lieviti come laCandida albicans, può causare infezioni nell'uomo, mentre un altro lievitoMalasseziapachidermatis è causa didermatite eotite nel cane e nel gatto. Il lievito più comunemente usato è un saccaromicete, termine scientificoSaccharomyces cerevisiae, che è "addomesticato" da migliaia di anni per la produzione divino,pane ebirra.
Mentre alcuni lieviti utilizzano esclusivamente larespirazione aerobica, altri, in assenza diossigeno, possono utilizzare un processo diverso chiamatofermentazione. I lieviti fermentanti producono energia convertendo glizuccheri inanidride carbonica edetanolo.Nella fermentazione delle bevande alcoliche è utile la produzione dell'etanolo, mentre nella lievitazione del pane l'anidride carbonica gonfia la pasta, e l'alcool (etanolo) evapora durante la cottura.
La riproduzione dei lieviti può esseresessuata oasessuata.
La riproduzione asessuata può avvenire per:
gemmazione (prevalentemente), in cui la cellula madre del lievito subisce unamitosi e si forma una protuberanza laterale in cui migra uno dei nuclei, mentre si accresce questa protuberanza si separa dalla cellula madre;
scissione (meno frequente) realizzatasolo da alcuni lieviti, tra cuiSchizosaccharomyces pombe.[2] È la più diffusa modalità diriproduzione asessuata (ma, non per i lieviti, dove nella maggior parte delle specie predomina la riproduzione asessuata per gemmazione), soprattutto per organismi semplici, qualibatteri,protisti epiante, ma anche alcunianimali (poriferi,cnidari,platelminti,echinodermi). Con questo termine si può anche indicare la divisione in più parti di un corpo, di una popolazione di individui o di una specie, e la rigenerazione di tali parti in modo da ottenere singoli individui.
La riproduzione sessuata si verifica attraverso la produzione di spore, che generalmente sono molto resistenti. I lieviti a seconda che producano o meno spore di origine asessuata si dividono in:
Lieviti sporigeni, come gli Ascomiceti, dalla cui riproduzione sessuata si forma uno zigote che si trasforma in asco, cioè una struttura contenente le ascospore (il cui numero in genere è di 4, ma può variare in multipli di 4 oppure in numero inferiore). Anche i Basidiomiceti sono sporigeni, ma in minor numero rispetto agli Ascomiceti;
I primi a scoprire il lievito di birra furono gli antichi egizi verso il 1500 a.C.I produttori di birra classificano i lieviti come ad alta o bassa fermentazione. Questa classificazione è stata introdotta daldaneseEmil Christian Hansen.
I lievitiad alta fermentazione (così chiamati perché galleggiano sulla superficie della birra) preferiscono temperature più alte, e danno alla birra un profilo aromatico complesso, con toni fruttati e speziati. Il classico lievito ad alta fermentazione è ilSaccharomyces cerevisiae, conosciuto comelievito di birra. Esempio classico di birre in cui viene utilizzato sono leale.
I lievitia bassa fermentazione lavorano a basse temperature e alla fine della loro attività si depositano sul fondo. Fra questi:Saccharomyces uvarum eSaccharomyces carlsbergensis usati per produrre birre tipolager.
Nonostante il vino sia stato prodotto in modo industriale sin dall'antichità, l'associazione tra il lievito e la produzione di vino si deve agli studi diLouis Pasteur e Cagnard Latour, condotti a fine ottocento. Il lievito ha un metabolismo molto particolare: in presenza di elevate concentrazioni di zucchero assume un metabolismo di tipoanaerobico e segue la viafermentativa piuttosto che larespirazione (metabolismo aerobico) anche in presenza di ossigeno; questo fenomeno è stato studiato da Luis Pasteur ed assume il nome dieffetto Pasteur (o effetto Crabtree). Questo tipo di metabolismo è fondamentale perché la respirazione porterebbe solo a CO2, mentre l'utilizzo della via metabolica fermentativa consente di produrre etanolo, una molecola che a concentrazioni superiori al 4% inibisce la crescita della maggior parte degli altri funghi e batteri. In natura il lievito Saccharomyces cerevisiae è l'organismo che produce e resiste alle più alte concentrazioni di etanolo, fino al 16%. Ceppi diversi hanno diverse tolleranze a elevate concentrazioni di zucchero e di etanolo.
IlSaccharomyces cerevisiae è conosciuto anche comelievito da fornaio; è usato comeorganismo modello da biologi che studianogenetica ebiologia molecolare (in particolare per ricerche sulciclo cellulare) perché si può coltivare facilmente in laboratorio, ed in quantoEucariota ha una struttura cellulare complessa. Ad esempio, le grandi scoperte fatte daYoshinori Ohsumi nel campo dell'autofagia cellulare che gli hanno valso ilpremio Nobel nel 2016 hanno alla base degli esperimenti condotti su tale lievito.[3] I geni della regolazione del ciclo cellulare umano, le cicline, sono stati scoperti e studiati per la prima volta nel lievito Saccharomyces cerevisiae. La scoperta che la lunghezza dell'estremità dei cromosomi, i telomeri, è associata all'invecchiamento cellulare ed è stata raggiunta per la prima volta dal premio NobelElizabeth Blackburn, proprio nel cerevisiae.
Quello delSaccharomyces cerevisiae è stato il primogenoma di un eucariota a essere sequenziato completamente.Il database del genoma dei lieviti[4] è uno strumento molto importante per sviluppare la conoscenza del funzionamento e organizzazione della genetica e della fisiologia delle cellule eucariote.Un altro importante database sulSaccharomyces cerevisiae è mantenuto dalCentro di Informazione per le Sequenze Proteiche[5] diMonaco di Baviera.
