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La pasta acida naturale, chiamata anche pasta madre, è un impasto di farina e acqua sottoposto a una contaminazione spontanea da parte dei microrganismi presenti nelle materie prime, provenienti dall' aria, dall'ambiente, dall'operatore, il cui sviluppo crea all' interno della massa una microflora selvaggia autoctona in cui predomina la coltura dei batteri lattici. Tali microrganismi, in competizione nutrizionale tra loro in una realtà artigianale, in presenza di sostanze nutritive, di acqua, calore, ecc., crescono, si moltiplicano, avviano gli specifici processi metabolici della specie cui appartengono e muoiono. A differenza del cosiddetto lievito di birra, la pasta madre ospita, oltre ai lieviti, di cui il genere dominante è il Saccharomyces, anche diverse specie di batteri lattici eterofermentanti e omofermentanti del genere Lactobacillus.
La fermentazione dei batteri lattici è una fermentazione lattica (omo- o etero-fermentante, in base alle specie contaminanti), ma non è una fermentazione alcoolica che è tipica, invece, del S. cerevisiae (lievito compresso, di birra, industriale). Come prodotti di tale metabolismo si avranno acido lattico, acido acetico, acqua, anidride carbonica e metaboliti secondari. Tale massa acida è chiamata in gergo tecnico "lievito" (un termine, però, ben lontano dal suo significato microbiologico), per il fatto che contribuisce a "levare", "alzare" la massa in fermentazione con la produzione di gas: questo processo fisico - chimico apporta al prodotto finito ( pane, pizza, prodotti da forno ) una serie di aspetti positivi tra i quali una maggiore digeribilità e conservabilità.
Questo metodo di panificazione era usato prima che avvenisse la selezione del lievito di birra. Oggi è più comune in panificazione, mentre, in passato, quando la produzione del pane avveniva in ambito domestico, nei borghi e nei paesi italiani la pasta madre veniva conservata gelosamente dalla fornaia che la manteneva in vita con gli opportuni rinfreschi e la redistribuiva alle famiglie che, con cadenza settimanale, facevano il pane in casa.
L'utilizzo della madre è indispensabile nella preparazione di dolci come panettone, colomba pasquale, pandoro, ecc., e per particolari tipi di pane tra cui, ad esempio, il pane di Cerchiara, il pane di Altamura, il pane di Lentini, il pane nero di Castelvetrano, che rientrano nel novero dei Presidi di Slow Food.