La fermentación del etanol
La fermentación es un proceso metabólico que produce cambios químicos en los sustratos orgánicos mediante la acción de las enzimas. En bioquímica, se define en sentido estricto como la extracción de energía de los hidratos de carbono en ausencia de oxígeno. En la producción de alimentos, puede referirse más ampliamente a cualquier proceso en el que la actividad de los microorganismos produce un cambio deseable en un alimento o bebida[1] La ciencia de la fermentación se conoce como zimología.
En los microorganismos, la fermentación es el principal medio para producir trifosfato de adenosina (ATP) mediante la degradación de nutrientes orgánicos de forma anaeróbica. El ser humano ha utilizado la fermentación para producir alimentos y bebidas desde el Neolítico. Por ejemplo, la fermentación se utiliza para la conservación en un proceso que produce el ácido láctico que se encuentra en alimentos agrios como los pepinos encurtidos, la kombucha, el kimchi y el yogur, así como para producir bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza. La fermentación industrial es el proceso de utilizar microbios para la producción a gran escala de productos químicos, biocombustibles, enzimas, proteínas y productos farmacéuticos. La fermentación también se produce en el tracto gastrointestinal de todos los animales, incluidos los humanos[2].
Fermentación anaeróbica
¿Cómo generan energía los organismos cuando no hay oxígeno disponible? Exploremos cómo los seres humanos, las bacterias, las levaduras y otros organismos llevan a cabo la fermentación para generar energía a partir de los alimentos en ausencia de oxígeno. Antes de comenzar, no olvides imprimir tu Diario de Biología OnTRACK.
B(4) El alumno sabe que las células son las estructuras básicas de todos los seres vivos con partes especializadas que realizan funciones específicas y que los virus son diferentes de las células. Se espera que el alumno:
Haga una pausa por un momento y respire profundamente. Al hacerlo, el aire llena sus pulmones. Los pulmones y el torrente sanguíneo trabajan para suministrar a las células mucho oxígeno para generar la energía que las células necesitan para funcionar. Recuerda que las células utilizan el oxígeno para generar energía utilizable, o ATP, a partir de los alimentos que ingerimos. Esto se hace normalmente a través del proceso de respiración celular. En la respiración celular, el oxígeno acepta electrones al final de la cadena de transporte de electrones, donde se forma la mayor parte del ATP. Sin oxígeno, la cadena de transporte de electrones deja de generar ATP.
Fermentación láctica
Los músculos de este velocista necesitarán mucha energía para completar su corta carrera porque correrán a máxima velocidad. La acción no durará mucho, pero será muy intensa. La energía que necesita el velocista no puede ser proporcionada con la suficiente rapidez por la respiración celular aeróbica. En su lugar, sus células musculares deben utilizar un proceso diferente para alimentar su actividad.
Las células de los seres vivos alimentan su actividad con la molécula portadora de energía ATP (trifosfato de adenosina). Las células de la mayoría de los seres vivos producen ATP a partir de la glucosa en el proceso de respiración celular. Este proceso consta de tres etapas principales y una intermedia: la glucólisis, la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs y el transporte de electrones. Las dos últimas etapas requieren oxígeno, por lo que la respiración celular es un proceso aeróbico. También hay otras formas de fabricar ATP a partir de la glucosa sin oxígeno, como la respiración anaeróbica y la fermentación, de fabricar ATP a partir de la glucosa sin oxígeno. Nuestras células no realizan la respiración anaeróbica. Por lo tanto, en esta sección sólo nos centraremos en la fermentación.
Proceso de fermentación
Meredith tiene una licenciatura en ciencias marinas con una especialización en filosofía, así como un máster en ciencias aeronáuticas con énfasis en ciencias espaciales. Ha impartido asignaturas de ciencias marinas, biología, astronomía, matemáticas y lectura a alumnos desde el jardín de infancia hasta el instituto.
El proceso de fermentación del alcohol se produce cuando las levaduras se ven privadas de oxígeno y, a su vez, descomponen azúcares simples que luego se convierten en etanol y dióxido de carbono. Conozca la definición de fermentación y el organismo responsable de la misma, así como el proceso de dos pasos de la fermentación del alcohol.
¿Qué es la fermentación del alcohol? El pan, la cerveza y el Burdeos: ¡a la mayoría de nosotros nos gusta alguno de ellos o todos! Pero no existirían si no fuera por la levadura, un microorganismo eucariota que puede metabolizar azúcares de forma anaeróbica a través de una vía llamada fermentación del alcohol. El ser humano lleva miles de años utilizando las levaduras para fabricar estos productos, pero sólo ha conocido su existencia en los últimos doscientos años. ¿Cómo hacen exactamente estas diminutas criaturas estos deliciosos alimentos y bebidas? La fermentación del alcohol, también conocida como fermentación del etanol, es la vía anaeróbica llevada a cabo por las levaduras en la que los azúcares simples se convierten en etanol y dióxido de carbono. Las levaduras suelen funcionar en condiciones aeróbicas, o en presencia de oxígeno, pero también son capaces de funcionar en condiciones anaeróbicas, o en ausencia de oxígeno. Cuando no hay oxígeno disponible, la fermentación del alcohol se produce en el citosol de las células de levadura. Exploremos el proceso de fermentación del alcohol y veamos qué significa para las levaduras y para el ser humano.