La fermentación alcohólica. Cómo se produce y aplicaciones.

La fermentación alcohólica es un proceso anaerobio en el que las levaduras y algunas bacterias, descarboxilan el piruvato obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehído, y éste se reduce a etanol por la acción del NADH2 [1 – 2]. Siendo la reacción global (1), conocida como la ecuación de Gay-Lussac [3]:

C6H12O6 ———-> 2 CH3CH2OH + 2 CO2 (1)

Glucosa —–> 2 Etanol + 2 Dióxido de carbono (2)

El balance energético de la fermentación puede expresarse de la siguiente forma [3]:

C6H12O6 + 2 ADP + 2 H3PO4 —> 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O (3)

La transformación de glucosa en alcohol supone la cesión de 40 kcal. Mientras que la formación de un enlace de ATP necesita 7,3 kcal, por tanto se requerirán 14,6 kcal, al crearse dos enlaces de ATP, tal y como se muestra en la reacción (3). Esta energía es empleada por las levaduras que llevan a cabo la fermentación alcohólica para crecer. De forma que sólo quedan, 40 – 14,6 = 25,6 kcal que se liberan, calentando la masa de fermentación [3]. No obstante, la fermentación alcohólica no es una utilización eficiente del sustrato glucídico, fundamentalmente por su carácter anaerobio. Si se compara con la degradación aeróbica de la glucosa, se llega a la conclusión de que esta última pone a disposición de la actividad celular de las levaduras, un 40,4 % del total de la energía. En cambio, en la fermentación sólo se consigue abastecer a las células de las levaduras con un 2,16 % de la energía total, almacenada en forma de ATP [3].

Pese a esta baja eficiencia energética con respecto al proceso aerobio, se recurre a la fermentación alcohólica en la fabricación de diversos productos alimenticios como: pan, vino, cerveza, champagne, todo tipo de bebidas alcohólicas fermentadas y chocolate. Asimismo, las bebidas destiladas, como por ejemplo el brandy, se obtienen a partir de las bebidas fermentadas, en concreto del vino blanco, por simple evaporación del agua [5]. Además, una característica importante de la fermentación alcohólica, es que produce gran cantidad de CO2, responsable de las burbujas del champagne y de la textura esponjosa del pan [1].

Las cepas de levadura más empleadas en la fabricación del vino, cerveza y pan, son las correspondientes a la especie Saccharomyces cerevisiae [6]. Esta levadura sigue un metabolismo fermentativo cuando está en condiciones anaerobias, pero cuando hay oxígeno hace una respiración aerobia y no produce alcohol. Este fenómeno se conoce como efecto Pasteur, y es determinante en la industria de bebidas alcohólicas, pues para que la producción de etanol sea correcta, las levaduras deben desarrollarse en ausencia de oxígeno [7].

Aunque existen otras, como pueden ser: Kloeckera apiculata (levadura de bajo poder fermentativo, presente en las vinificaciones) y Saccharomyces bayanus (de alto poder fermentativo, presente también en las vinificaciones) [6]. Otra utilidad interesante de la fermentación alcohólica es la producción a gran escala de bioetanol a partir de biomasa. Éste supone una alternativa competitiva y más limpia al uso de combustibles fósiles como el petróleo. Un inconveniente de este proceso, es la gran generación de CO2, la cual provoca un impacto sobre el medio ambiente que contribuye al cambio climático, y por esa razón debe de ser controlado [8]. En definitiva, se puede concluir que la fermentación alcohólica es un proceso biológico ampliamente utilizado en la industria, ya que se ve implicada en la elaboración de productos esenciales en la alimentación, así como en el desarrollo de biocombustibles.


Laura Pérez Ortiz


Bibliografía.

[1] Apuntes sobre la fermentación alcohólica (Accedido enero 2011) http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/F/FE/Fermentacion_alcoholica.htm

[2] Jagnow, H y Dawid, W. Biotecnología. Introducción con experimentos modelo. Acribia, S.A. Zaragoza, 1991.

[3] Usseglio-Tomasset, L. Química Enológica. Mundi-Prensa. Madrid, 1998.

[4] Esquema de la fermentación alcohólica (Accedido enero 2011) http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/met4.htm#inicio

[5] Ward, O.P. Biotecnología de la fermentación. Acribia, S.A. Zaragoza, 1991.

[6] Levaduras de la fermentación alcohólica (Accedido enero 2011) http://www.verema.com/articulos/500449-levaduras-y-la-fermentacion-alcoholica-ii

[7] Sanz Esteban, M.; Serrano Barrero, S.; Torralba Redondo, B. Biología. Oxford University Press. Madrid, 2003.

[8] Artículo sobre la producción de bioetanol (Accedido febrero 2011)

http://www.tec.url.edu.gt/boletin/URL_08_ING01.pdf

Comentarios

3 Comentarios to “La fermentación alcohólica. Cómo se produce y aplicaciones.”

  1. ARIEL on 2011-10-11 3.48 am

    Gracias por la info

  2. uzziel guillen on 2011-11-17 10.11 pm

    Hola se agradece la información me ha sacado de muchas dudas, sera posible conseguir en México la levadura Champagne Pasteur, agradecería la información y en donde, interesado en elaboración de sidra artesanal, saludos. uzziel.66@gmail.com

  3. camila on 2012-02-03 11.34 pm

    super buena la informacion m sirvio para hacer una tarea del cole gracias