La fermentación es un proceso químico de obtención de energía que se produce sin la presencia de oxígeno gaseoso, es decir, es una energía anaeróbica.
¿Sabes qué es la fermentación? Básicamente, es un proceso químico de liberación de energía , producido a partir de unos microorganismos llamados fermentadores. Las hay de varios tipos, como las alcohólicas, lácticas, acéticas y cítricas. De estos procesos se producen los más diversos tipos de alimentos, los cuales son responsables de nuestra nutrición y también del fomento de la industria alimentaria.
Esta importancia en la industria alimentaria, por ejemplo, puede entenderse fácilmente cuando nos preguntamos cómo se elaboran los alimentos que consumimos a diario. Probablemente hayas oído hablar de la fermentación necesaria para ese delicioso pan. Pero también está su presencia en procesos como la cerveza, el vino, el queso, el yogur y el vinagre.
Eso es todo, puede que ni te lo imagines, pero la ciencia también está presente en toda la cocina y en los procesos necesarios para que los alimentos que consumimos lleguen listos a nuestra mesa. Hablemos un poco sobre este proceso y su papel en la alimentación. Echa un vistazo a algunos de ellos:
¿Qué es la Fermentación?
La fermentación es un proceso de liberación de energía que ocurre sin oxígeno. Por eso se llama proceso anaeróbico. Es un proceso enzimático de transformación de una materia prima en un producto. Actúa a partir de microorganismos llamados fermentadores.
En este sentido, puede entenderse como un conjunto de reacciones enzimáticas controladas, mediante las cuales una molécula orgánica es degradada a compuestos más simples, liberando así energía. Así, la glucosa es una de las sustancias más utilizadas por los microorganismos como punto de partida en la fermentación.
Como mencionamos, existen varios tipos de fermentación, pero es importante decir que independientemente del ser vivo que la esté realizando, siempre ocurrirá en el citoplasma de la célula con la ayuda de enzimas, que actúan como catalizadores.
Antes de que tenga lugar la fermentación, se lleva a cabo un proceso llamado glucólisis. Vea abajo:
glucólisis
La glucólisis es un proceso en el que la glucosa se descompone para liberar energía. Este proceso, llamado fase metabólica, tiene lugar en el citoplasma de la célula .
Por lo tanto, la glucosa (C6H12O6) se divide en dos moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), con varios pasos oxidativos que ocurren con enzimas libres en el citoplasma y moléculas de NAD. Esto quiere decir que esta fase extrae hidrógeno y, por tanto, añade electrones a la cadena respiratoria, dejando al final dos moléculas de ATP, encargadas de transportar la energía.
¿Cómo se lleva a cabo la fermentación?
Todo el proceso comienza con la degradación de la molécula de glucosa, que consta de seis carbonos, en dos moléculas que contienen tres carbonos cada una, llamadas piruvato. Tal proceso, como explicamos, se llama glucólisis.
El piruvato recibe electrones H + del NADH y se transforma en ácido láctico, que luego es eliminado por la célula. El mismo también puede transformarse en alcohol y CO 2 , que también son eliminados posteriormente. En general, estas sustancias producidas siempre dependerán del organismo en el que se lleve a cabo el proceso. La sustancia a producir depende del organismo en el que tiene lugar el proceso.
¿Qué tipos de fermentación?
Fermentación alcohólica
En este tipo, el hongo responsable es la levadura de la especie Saccharomyces cerevisiae , conocida como “levadura de cerveza” o como “levadura biológica”.
En esta reacción, el ácido pirúvico (C 3 ) se descarboxila, es decir, pierde su hidroxilo, generando acetaldehído por acción de la enzima piruvato descarboxilasa.
Como resultado, el NADH reduce el acetaldehído a moléculas de etanol (C 2 H 6 O), produciendo también dióxido de carbono (CO 2 ). Se encuentra en los procesos de cerveza, vino y otras bebidas alcohólicas.
fermentación láctica
Las bacterias también llevan a cabo procesos de fermentación. Los más comunes son los del género Lactobacillus , muy utilizados en la industria alimentaria en los procesos de elaboración de quesos y yogures , por ejemplo .
Este tipo se produce exclusivamente por acción bacteriana y se produce con la formación de ácido pirúvico, ATP y NADH 2 .
Así, por acción de la enzima Pordehidrogenasa láctica, el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico (C 3 H 6 O 3 ), cuando el carbonilo se convierte en hidroxilo. De acuerdo con la siguiente fórmula:
Glucosa + 2ADP + 2Pi → 2 Lactato + 2ATP + 2H 2 O
Fermentación de cítricos
La fermentación de los cítricos, por su parte, se produce por la oxidación parcial de los hidratos de carbono y la acción de hongos de las especies Aspergillus niger y A. goingii, Mucor spp.
Esta fermentación es muy utilizada en la industria alimentaria y de refrescos, por ejemplo, como acidulante y antioxidante.
Fermentación Acética
La fermentación acética, a su vez, ocurre con la oxidación aeróbica parcial del alcohol etílico. Produce ácido acético.
Su proceso es realizado por acetobacterias, principalmente Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. xylinum, A. schützenbachii y Gluconobacter oxydans . Estas bacterias pertenecen a un grupo de microorganismos responsables de la fabricación del vinagre. Además, la fermentación acética se utiliza en la elaboración de vinagre común, ácido acético industrial, algunos alimentos y en la elaboración de bebidas de bajo contenido alcohólico.
Diferencias entre fermentación y respiración celular
Tanto la fermentación como la respiración celular son procesos que llevan a cabo los seres vivos para obtener energía, sin embargo, aunque tienen la misma finalidad, sus procesos se dan de forma diferente. La primera, como ya hemos visto, consiste en un proceso anaeróbico, mientras que la respiración celular es un proceso aeróbico.
Esto quiere decir que en la respiración celular hay una cadena de transporte de electrones , cosa que no ocurre en la fermentación. En este proceso, el aceptor final de electrones es el oxígeno. En cambio, en la fermentación es una molécula orgánica y ocurre en un solo paso. En la respiración celular, el proceso requiere tres pasos.
Por tanto, en la fermentación tenemos un proceso de degradación parcial de la glucosa, de dos moléculas de ATP. En la respiración celular se produce la degradación total de la glucosa, el balance energético final es de 32 moléculas de ATP.
Finalmente, la fermentación, independientemente del tipo, es fundamental en la sociedad , teniendo una relación directa con la economía, la alimentación y el abastecimiento en el mundo.
Por último, ¿te ha gustado este artículo? Si es así, continúa aquí, lee más sobre el Ciclo de Krebs , una de las etapas de la respiración celular en las células animales y es responsable de generar energía para las reacciones.