Comprendre l’origen del llevat i el tractament al qual ha estat sotmès —ja sigui llevat primari de fleca (cultiu aeròbic amb baixa concentració de substrat i etanol, paret cel·lular prima i alta proteïna citoplasmàtica), llevat de cervesa (processos anaeròbics moderats amb una major tolerància etanòlica i paret intermèdia) o llevat de bioetanol (cultius amb elevada concentració d’etanol, amb paret gruixuda i alta resistència a l’estrès osmòtic)— resulta fonamental per seleccionar l’ingredient més apropiat segons els objectius nutricionals específics (aport proteic, modulació immunològica, control de patògens, salut intestinal) i el tipus d’animal (remugants vs. monogàstrics) al qual es destina.
Saccharomyces cerevisiae: El Microorganisme Base
El llevat Saccharomyces cerevisiae és l’espècie més utilitzada en la producció de productes per a l’alimentació animal. Es tracta d’un microorganisme unicel·lular pertanyent al regne dels fongs, conegut per la seva eficiència fermentativa, facilitat de cultiu, robustesa i estabilitat genètica. D’entre més de 1.500 espècies de llevat descrites, Saccharomyces cerevisiae és la més versàtil en aplicacions industrials i biotecnològiques, destacant especialment en processos fermentatius on converteix sucres en alcohol (etanol) i diòxid de carboni (CO₂): la producció de begudes alcohòliques, la producció de ferment per a panificació i, en els darrers 20 anys, la producció de biocombustibles com l’etanol, esdevenint una font important de nutrients per a l’alimentació animal.
És en aquests processos on es generen biomasses de llevat que, degudament processades, es converteixen en ingredients funcionals per a la nutrició animal.
Estructura Cel·lular del Llevat
El llevat Saccharomyces cerevisiae posseeix característiques pròpies d’un organisme eucariota, compost per diferents compartiments cel·lulars amb funcions específiques:
Membrana plasmàtica: Una membrana citoplasmàtica de naturalesa lipoproteica que regula els intercanvis amb el medi ambient.
Paret cel·lular: Una estructura rígida i complexa, rica en manano-oligosacàrids (MOS) i β-glucans, ambdós classificats com a polisacàrids estructurals, a més de proteïnes i lípids. Aquesta paret cel·lular és el component fonamental que diferencia els productes de llevat segons el seu origen de fermentació.
Citoplasma: Conté els components estructurals cel·lulars comuns, però és especialment important com a font de vitamines del complex B, proteïna bruta i aminoàcids lliures, així com lípids, minerals i carbohidrats.
Nucli: Envoltat per una membrana nuclear, característica que defineix els organismes eucariotes. Conté el material genètic (ADN) de la cèl·lula.
Diferents Orígens del Llevat: Processos Industrials
El llevat per a alimentació animal no es cultiva específicament amb aquest fi, sinó que és un subproducte directe de processos industrials establerts. L’origen del llevat determina les seves característiques finals i el seu potencial funcional en nutrició animal.
Llevat de Fleca (llevat primari)
En la producció de pa, el llevat es selecciona per maximitzar la multiplicació cel·lular. Els medis nutritius i les condicions de fermentació es dirigeixen completament cap a la major producció i desenvolupament del llevat. Aquest procés es duu a terme en condicions de baixa concentració de substrat i en un ambient que requereix baixa tolerància a l’etanol.
Com a resultat d’aquestes condicions moderades, el llevat desenvolupa una paret cel·lular relativament prima, cosa que constitueix un avantatge per a la seva utilització posterior en nutrició animal, ja que permet una major disponibilitat de components citoplasmàtics i eleva el contingut proteic relatiu.
Llevat de cervesa
En la producció de cervesa, l’objectiu és la multiplicació cel·lular en substrats més concentrats (malta i grans), sota condicions de tolerància mitjana a l’etanol. El procés és més prolongat que el de fleca, exposant el llevat a estrès osmòtic i alcohòlic intermedi.
El llevat es sedimenta al final de la fermentació i es recupera com a biomassa amb una paret cel·lular de gruix intermig, resultat directe de l’adaptació cel·lular a aquestes condicions moderadament exigents. Aquest origen representa un punt intermedi entre el llevat de fleca i el llevat d’etanol.
Fermentació de Canya de Sucre per a l’Obtenció de Bioetanol
La producció industrial d’etanol a partir de canya de sucre representa el procés més exigent per al llevat. El substrat (melassa o suc de canya de sucre) presenta una concentració molt alta de sucres, generant un ambient amb concentració màxima d’etanol i estrès osmòtic extrem. La fermentació és molt ràpida (aproximadament 7 hores) per optimitzar la producció d’etanol.
Per sobreviure en aquestes condicions severes, el llevat engruixeix i densifica la seva paret cel·lular com a mecanisme d’autoprotecció, augmentant considerablement la concentració de polisacàrids estructurals (β-glucans i mananoproteïnes). Aquest engruiximent i densificació de la paret és un fenomen adaptatiu: com més gran és l’estrès alcohòlic i osmòtic, més robusta i resistent és l’estructura cel·lular que el llevat desenvolupa.
La biomassa resultant presenta una paret cel·lular molt més robusta, gruixuda i resistent, característica que es manté en el subproducte recuperat després de la destil·lació de l’etanol.
Diferències en Processos: Impacte en les Característiques del Subproducte
L’estructura de la paret cel·lular és el diferenciador clau entre els orígens de llevat. Existeix un vincle directe entre les condicions de fermentació, la tolerància a l’etanol i la composició/gruix de la paret cel·lular, que es reflecteix en la digestibilitat i la funcionalitat biològica del producte final.
La paret cel·lular del llevat NO és una estructura estàtica. Respon a les condicions del medi: en resposta a circumstàncies adverses, el llevat és capaç d’adaptar-se, modificant l’engruiximent de la seva paret com a mecanisme d’autoprotecció. La concentració de polisacàrids en cèl·lules viables és, per tant, una conseqüència directa de la remodelació de la paret en resposta a l’estrès.
Aquest fenomen té implicacions directes: diferents processos de fermentació influeixen determinantment en la composició de la paret cel·lular i, en conseqüència, en la quantitat de cada component present en el producte final.
De manera general, la paret cel·lular del llevat està composta per un 85 % de polisacàrids (β-glucans, manans i quitina) i un 15 % de proteïnes, i s’estructura en dues capes principals:
Capa externa (mananoproteïnes – 20-23 %): Composta per manano-oligosacàrids (MOS) responsables del reconeixement cel·lular i les interaccions immunològiques.
Capa interna (β-glucans – 50-60 %, quitina – 0,6-2,7 %): Una xarxa tridimensional que confereix elasticitat i estructura. Els β-glucans comprenen molècules lineals amb aproximadament 1.500 residus de glucosa. La β-1,6-glucana (5 % del pes sec) actua com a suport per a l’organització i la integritat de la capa de mananoproteïnes.
Aquesta diferència en gruix i densitat de la paret cel·lular impacta directament en la disponibilitat de nutrients durant el pas pel tracte gastrointestinal. Una paret cel·lular prima permet una major alliberació del contingut intracel·lular; una paret cel·lular gruixuda roman íntegra més temps en el llum intestinal.
| Característica | Llevat Fleca | Llevat Cervesa | Llevat Canya/Etanol |
| Concentració de substrat | Baixa | Mitjana | Molt alta |
| Tolerància a l’etanol requerida | Baixa | Mitjana | Molt alta |
| Estrès osmòtic i alcohòlic | Baix | Intermedi | Extrem |
| Gruix de la paret cel·lular | Prima | Intermèdia | Gruixuda i densa |
| Digestibilitat ileal (in vitro) | 80% | 75% | 55% |
De Subproductes a Ingredients Funcionals per a la Nutrició Animal
Un cop obtinguda la biomassa de llevat del procés industrial corresponent, aquesta pot ser sotmesa a diferents tractaments i processos de fraccionament que generen diversos productes especialitzats per a la seva aplicació en nutrició animal:
Llevat inactiu
Biomassa de llevat sotmesa a tractament tèrmic controlat que inactiva les cèl·lules, però preserva íntegrament l’estructura cel·lular (paret + contingut intracel·lular). Actua com a font proteica completa, aportant proteïna bruta, vitamines del complex B, aminoàcids, minerals i energia. És la forma més elemental de processament i va ser la pionera en utilitzar-se en nutrició animal.
En el procés de producció, la crema de llevat generada després de la fermentació de l’etanol es separa i es sotmet a una fermentació endògena controlada, on el llevat consumeix les seves pròpies reserves energètiques (carbohidrats), augmentant proporcionalment la concentració de proteïna cel·lular i elevant-ne el valor nutricional.
Posteriorment, es realitza una desalcoholització (rentat per retirar l’alcohol residual), centrifugació i assecat mitjançant tecnologia spray-drying, que garanteix una millor uniformitat granulomètrica, preservació dels nutrients i optimització dels costos de producció.
Llevat autollisat
La biomassa es sotmet a un procés d’autòlisi controlada, on la pròpia cèl·lula s’autodigereix sota condicions específiques de pH i temperatura. L’autòlisi és un procés irreversible mitjançant el qual enzims endògens trenquen la paret cel·lular, exposant el contingut citoplasmàtic mentre es preserva la funcionalitat dels components de la paret.
Aquest procés és lent i molt acuradament controlat, ja que ha de promoure la lisi de la paret cel·lular de manera òptima: augmentant la disponibilitat de components citoplasmàtics i de la paret sense permetre un extravasament excessiu que perjudiqui el perfil nutricional.
Paradòxicament, un procés d’autòlisi ben executat requereix un control més sever que un d’hidròlisi, ja que exigeix alta viabilitat cel·lular (cèl·lules vives) i alta concentració de cèl·lules autolisades. L’autòlisi ocorre únicament quan les cèl·lules estan vives, per la qual cosa resulta un producte de molt alta biodisponibilitat nutricional.
El producte resultant és ric en manano-oligosacàrids (MOS), β-glucans i proteïnes d’elevada digestibilitat, amb una excel·lent palatabilitat pel seu alt contingut en àcid glutàmic, i presenta una major disponibilitat de nutrients intracel·lulars respecte al llevat inactivat.
Parets de llevat
Fracció purificada de la paret cel·lular únicament, obtinguda després d’autòlisi i centrifugació múltiple. El procés requereix un control exhaustiu per garantir l’extracció completa de la fracció soluble (citoplasma), mitjançant successives centrifugacions i purificació.
Constitueix una font concentrada de β-glucans i manano-oligosacàrids (MOS) bioactius, amb un contingut de proteïna bruta inferior al 3,5 % (garantint la puresa de la paret). És el producte que presenta la major concentració de MOS i β-glucans funcionals entre tots els derivats de llevat.
Extracte de llevat ric en nucleòtids
La fracció citoplasmàtica (contingut intracel·lular) resultant de l’autòlisi es sotmet a una purificació biotecnològica addicional i a hidròlisi enzimàtica de l’ARN per alliberar nucleòtids i nucleòsids lliures.
Aquesta fracció és extremadament rica nutricionalment: proteïna bruta (~48 %), àcids nucleics (~8 %), lípids (~4 %), cendres (~8 %) i carbohidrats totals (~33 %), convertint-la en una font proteica no convencional d’alt valor biològic.
Tanmateix, és crucial diferenciar: encara que l’extracte de llevat és naturalment ric en àcids nucleics, la mera lisi cel·lular no garanteix nucleòtids lliures biodisponibles. Es requereix un procés biotecnològic addicional d’extracció i purificació de l’ARN, acompanyat d’hidròlisi enzimàtica per obtenir nucleòtids i nucleòsids lliures realment disponibles per a l’animal.
Conclusió
La complexitat dels productes de llevat radica en què no existeix un únic “producte llevat”, sinó una família d’ingredients funcionals derivats de diferents orígens (fleca, cervesa, etanol de canya) que generen biomasses amb característiques estructurals radicalment diferents.
Aquests subproductes poden ser processats de múltiples maneres, originant productes específics (inactivat, autolisat, paret cel·lular, extracte nucleotídic), cadascun amb funcionalitat nutricional i biològica diferenciada.
Comprendre l’origen del llevat i el tractament al qual ha estat sotmès és fonamental per seleccionar l’ingredient més adequat segons els objectius nutricionals específics (aport proteic, modulació immunològica, control de patògens, salut intestinal) i el tipus d’animal (remugants vs. monogàstrics) al qual es destina.
En els propers posts desenvoluparem en detall les característiques, els mecanismes d’acció i les aplicacions de cadascun d’aquests productes derivats.
