(Ciencias de Joseleg)(Biología)(Introducción y biología celular)(La glucólisis y las fermentaciones)(Introducción)(Generalidades de la glucólisis)(Historia del estudio de la glucólisis)(Moléculas involucradas en la glucólisis)(Etapa preparatoria de la glucólisis)(Etapa de recompensa de la glucólisis)(Cálculos energéticos de la glucólisis)(Regulación de la glucólisis)(Fermentación láctica)(Fermentación alcohólica)(Referencias bibliográficas)(Versión documento word)
Otras dos reacciones relacionadas con la vía glucolítica
conducen a la producción de etanol por fermentación alcohólica. Este proceso es
uno de los destinos alternativos del piruvato. En la primera de las dos
reacciones que conducen a la producción de etanol, el piruvato se descarboxila
(pierde dióxido de carbono) para producir acetaldehído (30).
La enzima que cataliza esta reacción es la piruvato descarboxilasa.
El CO2 producido es responsable de las burbujas
en la cerveza y en los vinos espumosos. El acetaldehído se reduce para producir
etanol, y, al mismo tiempo, una molécula de NADH se oxida a NAD+ por
cada molécula de etanol producido
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La reacción de reducción de la fermentación alcohólica es
similar a la reducción del piruvato a lactato, en el sentido de que proporciona
el reciclaje de NAD+ y, por lo tanto, permite reacciones adicionales
de oxidación anaeróbica (fermentación), así como la conversión del piruvato a
una sustancia menos tóxica que se exportará fuera de la célula.
La reacción neta para la fermentación alcohólica es
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NAD+ y NADH no aparecen explícitamente en la
ecuación neta. Es esencial que el reciclaje de NADH a NAD+ tenga lugar aquí, tal como ocurre cuando se
produce lactato, para que pueda haber más oxidación anaeróbica. Alcohol
deshidrogenasa, la enzima que cataliza la conversión de acetaldehído a etanol,
es similar a la lactato deshidrogenasa en muchos sentidos. La similitud más
sorprendente es que ambas son deshidrogenasas ligadas a NADH, y ambas son
tetrámeros.
La fermentación no requiere oxígeno. Si hay oxígeno
presente, algunas especies de levadura (por ejemplo, Kluyveromyces lactis o Kluyveromyces
lipolytica) oxidarán el piruvato completamente a dióxido de carbono y agua
en un proceso llamado respiración celular, por lo tanto, estas especies de
levadura producirán etanol solo en un ambiente anaeróbico (no celular
respiración). Este fenómeno se conoce como el efecto Pasteur.
Sin embargo, muchas levaduras, como la levadura de panadería
comúnmente utilizada Saccharomyces
cerevisiae o la levadura de fisión Schizosaccharomyces
pombe bajo ciertas condiciones, fermentan en lugar de respirar incluso en
presencia de oxígeno. En la elaboración del vino, esto se conoce como el efecto contrapasteur. Estas levaduras
producirán etanol incluso en condiciones aeróbicas, si se les proporciona el
tipo adecuado de nutrición. Durante la fermentación discontinua, la tasa de
producción de etanol por miligramo de proteína celular es máxima durante un
breve período temprano en este proceso y disminuye progresivamente a medida que
el etanol se acumula en el caldo circundante. Los estudios demuestran que la
eliminación de este etanol acumulado no restablece inmediatamente la actividad
fermentativa, y proporcionan evidencia de que la disminución de la tasa
metabólica se debe a cambios fisiológicos (incluido el posible daño por etanol)
más que a la presencia de etanol. Se han investigado varias causas potenciales
para la disminución de la actividad fermentativa. La viabilidad permaneció
igual o superior al 90%, el pH interno permaneció cerca de la neutralidad y las
actividades específicas de las enzimas glucolíticas y alcohólicas (medidas in
vitro) se mantuvieron altas durante la fermentación discontinua. Ninguno de
estos factores parece estar relacionado causalmente con la caída de la
actividad fermentativa durante la fermentación discontinua.
Todo el etanol contenido en las bebidas alcohólicas
(incluido el etanol producido por maceración carbónica) se produce mediante
fermentación inducida por la levadura.
El vino se produce por fermentación de los azúcares naturales
presentes en las uvas; la sidra y la perada se producen por fermentación
similar de azúcar natural en manzanas y peras, respectivamente; y otros vinos
de frutas se producen a partir de la fermentación de los azúcares en cualquier
otro tipo de fruta. El brandy y el eaux de vie (por ejemplo, slivovitz) se
producen por destilación de estas bebidas fermentadas con frutas.
El hidromiel se produce por fermentación de los azúcares
naturales presentes en la miel.
La cerveza, el whisky y el vodka se producen por
fermentación de almidones de grano que la enzima amilasa ha convertido en
azúcar, que está presente en los granos de grano que han sido malteados (es
decir, germinados). Se pueden agregar a la mezcla otras fuentes de almidón (por
ejemplo, papas y granos no malteados), ya que la amilasa también actuará sobre
esos almidones. También puede ser inducida por amilasa fermentada con saliva en
algunos países. Whisky y vodka también se destilan; La ginebra y las bebidas
relacionadas se producen mediante la adición de agentes aromatizantes a una
materia prima tipo vodka durante la destilación.
Los vinos de arroz (incluido el sake) se producen por la
fermentación de almidones de granos convertidos en azúcar por el moho
Aspergillus oryzae. Baijiu, soju y shōchū se destilan del producto de dicha
fermentación.
El ron y algunas otras bebidas se producen por fermentación
y destilación de la caña de azúcar. El ron generalmente se produce a partir de
la melaza del producto de la caña de azúcar.
En todos los casos, la fermentación debe llevarse a cabo en un recipiente que permita que escape el dióxido de carbono pero que evite la entrada de aire exterior. Esto es para reducir el riesgo de contaminación de la infusión por bacterias o mohos no deseados y porque la acumulación de dióxido de carbono crea un riesgo la vasija se romperá o fallará, posiblemente causando lesiones o daños a la propiedad.
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