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Come ho costruito un fermentatore smart

Dec 2, 2021 | 6 minuti di lettura

Pane, formaggio, yogurt, aceto, vino, birra, pickles, crauti, kimchi, kombucha, tempeh, natto, miso e salsa di soia sono solo alcune delle meraviglie culinarie ottenute attraverso le fermentazioni microbiche. La maggior parte di queste trasformazioni sono rituali antichi che svariate popolazioni hanno praticato sin dall’alba dei tempi, ma che sono oggi non godono più di grande popolarità a causa della diffusione dei refrigeratori domestici e di differenti tecniche di sanificazione degli alimenti.

Ultimamente però la fermentazione sta lentamente tornando a suscitare interesse in virtù delle recenti scoperte riguardanti l’impatto della microflora intestinale su molteplici aspetti della nostra salute e grazie alla riscoperta di sapori non riproducibili in altro modo.

La fermentazione degli alimenti ha diversi benefici:

  • Conservazione: i microrganismi selezionati nel corso della fermentazione impediscono lo sviluppo di altri microrganismi “dannosi” sia indirettamente, occupando lo spazio libero (competizione), sia direttamente, producendo sostanze battericide che inibiscono lo sviluppo di altri batteri. Inoltre, i sottoprodotti dei diversi tipi di fermentazione come alcol, acido lattico, acido acetico, anidride carbonica, ecc., creano un ambiente altamente selettivo che rende difficile, se non impossibile, lo sviluppo di altri microrganismi.
  • Salute: i cibi fermentati, nel complesso, sono altamente nutritivi e digeribili. La fermentazione trasforma gli alimenti rendendoli più facilmente assimilabili e migliorando la biodisponibilità dei nutrienti, in diversi casi producendone di nuovi e riducendo il contenuto di antinutrienti e tossine. Consumare alimenti sottoposti a fermentazione acido-lattica e contenenti colture di batteri vivi risulta particolarmente benefico per la salute dell’apparato digestivo, del sistema immunitario e per il benessere psicofisico in generale.
  • Efficienza energetica: in un epoca in cui l’efficienza energetica dev’essere una priorità assoluta, la fermentazione può ridurre il consumo di energia necessario per produrre e conservare alimenti, così come lo spreco alimentare.
  • Sapore: le fermentazioni creano sapori e consistenze assolutamente non ottenibili con altri metodi, e i cibi fermentati sono oggi ricercati dai migliori chef di tutto il mondo (mai sentito parlare del ristorante noma?)

Per approfondire alcuni di questi aspetti vi rimando alle risorse elencate alla fine del post, in particolare per gli aspetti salutistici vi rimando all’eccellente sito del dr. Stefano Vendrame che da svariati anni divulga temi legati alla nutrizione con una professionalità ed integrità scientifica che ritengo più unica che rara. Nel sito trovate un’intera sezione dedicata al Cibo In Fermento con domande frequenti e persino diverse ricette. Prima ancora di decidere se vi serve un fermentatore vi consiglio di farvi un giro sul suo sito.

Per quasi tutte le fermentazioni un fermentatore non è assolutamente indispensabile ma, insieme al substrato, la temperatura è il principale parametro che possiamo controllare per “guidare” il processo fermentativo. A seconda del tipo di fermentazione che vorremo ottenere i batteri non solo prediligeranno un particolare tipo di substrato, ma soprattutto il loro metabolismo funzionerà in modo ottimale entro un certo intervallo di temperatura. Mentre per quanto riguarda il substrato possiamo agire in modo più semplice, ad esempio aggiungendo sale o zucchero, per la temperatura il discorso si fa più complicato. Possiamo di certo usare diversi metodi casalinghi come tenere i fermentati nel forno spento dopo averlo scaldato per qualche minuto ma sicuramente non avremo il controllo che permette un fermentatore e soprattutto sarà molto più difficile mantenere temperature oltre i 30 °C ideali in alcune preparazioni come il tempeh o in certi tipi di lievitazione. Per alcune fermentazioni acido-lattiche, come ad esempio la giardiniera di verdure, predilogo fermentazioni brevi ma “intense”, che ottengo aumentando di un po' il contenuto di sale e mantendo una temperatura leggermente più elevata dell’ambiente di casa.

Sostanzialmente un fermentatore è un dispositivo molto semplice composto essenzialmente da tre elementi:

  • termometro, che misura la temperatura dell’ambiente di fermentazione
  • interrutttore, che accende o spegne l’elemento riscaldante a seconda della temperatura; questo può anche essere direttamente integrato nel termometro (ossia un termostato)
  • riscaldamento, una resistenza elettrica o qualsiasi altro componente che possa riscaldare l’ambiente di fermentazione

Queste tre componenti devono essere installate in qualche contenitore, preferibilmente isolato termicamente, e servono semplicemente per mantenere la temperatura all’interno costante, esattamente come succede per il riscaldamento di casa.

Quello che vi mostro è semplicemente UN modo di costruirlo ma ovviamente non c’è limite alla fantasia. All’inizio usavo uno di quei contenitori isotermici in polistirolo per il ghiaccio, un semplice termostato con sonda di temperatura e un tappetino solitamente utilizzato per riscaldare i terrari per i rettili (usato per costruire un fermentatore mi sembra molto più utile!). Con una piccola spesa di componenti che si trovano letteralmente ovunque e l’aiuto di un famoso progetto open-source dedicato all’automazione casalinga è possibile costruire un fermentatore smart controllabile da qualsiasi dispostiivo, addirittura con monitoraggio e registrazione continua delle temperature (questo può essere molto utile per chi si voglia dilettare nella produzione commerciale di questi alimenti), senza saper programmare e senza dover saldare alcun componente!

Componenti Avrai bisogno di:

  • Breadboard (1)
  • cavo elettrico unipolare e monofilare oppure qualche jump wire
  • ESP32 microcontroller (1)
  • Relè da 3V (1)
  • Termistore da 10 000 Ohm (1)
  • Resistenza da 10 000 Ohm (1)
  • Prolunga elettrica (in alternativa potete costruirne una con cavo elettrico e due spine, una maschio e una femmina) (1)

Per misurare la temperatura è sufficiente un semplice termistore, ossia una resistenza con cui è possibile misurare la temperatura; costano pochi centesimi e ne esistono in commercio fatti a sonda con costruzione in qualche misura waterproof. Questo vi permetterà di tenere tutta l’elettronica all’esterno del fermentatore e di non dovervi preoccupare troppo dell’occasionale fuoriuscita di liquido di fermentazione.

Il progetto si basa essenzialmente su due concetti di elettronica:

  • partitore di tensione (Partitore di tensione - Wikipedia, Voltage Dividers - learn.sparkfun.com)
  • relé (Relè - Wikipedia) Se voltete approfondire l’argomento vi consiglio vivamente di iniziare con i link qui sopra. In breve, il partitore di tensione è il circuito necessario per misurare la temperatura dal termistore. Il termistore è un resistore la cui resistenza è variabile a seconda della temperatura. A partire da un valore di riferimento, misurato a temperatura nota possiamo stimare la temperatura valutando quanto varia la resistenza rispetto al valore di riferimento. Prima di comprare il termistore assicuratevi che il venditore o il produttore indichino esplicitamente questo valore che è normalmente indicato con la lettera b o b-constant, così come la corrispondente temperatura e resistenza di riferimento. Ad esempio per questo prodotto il valore di b è pari a 3950, che è peraltro un valore molto comune, per un termistore con resistenza di 10 000 Ohm a 25 °C. Maggiori dettagli, insieme alla procedura per determinare voi stessi i valori del vostro termistore sul sito di ESPhome (NTC Sensor — ESPHome).

Per quanto riguarda il relè è sufficiente sapere che la maggior parte dei relè in commercio opera in due modi