La fermentación es el proceso que realizan muchos microorganismos, efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberando energía. hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condiciones fermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos de carbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, solo una pequeña cantidad de la energía potencial disponible se libera.
 
 

Objetivos:

·         Comprender el proceso de fermentación y todos los aspectos relacionados.

·      Analizar qué factores afectan el proceso de fermentación en cuanto a su rendimiento y duración.

Todos los seres vivos obtenemos energía de los alimentos, y para que éstos sean aprovechados deben ser transformados en glucosa. Lo anterior ocurre por medio de la respiración celular. Existen dos tipos de respiración celular, la aerobia y la anaerobia, y la fermentación pertenece a éste último tipo.

La fermentación es un proceso catabólico, es decir, se rompe una molécula en componentes más simples. Por ejemplo, los productos finales de la degradación de la glucosa (glucólisis) pueden ser ácido láctico (CH₃CHCOOH-OH) o alcohol (CH₃CH₂-OH), bióxido de carbono (CO₂) y energía química.

Como se mencionó, la fermentación en los seres vivos es un proceso que no necesita oxígeno por lo que es considerada anaerobia, es propia de microorganismos como bacterias y levaduras. Sin embargo, también se produce fermentación (láctica) en el tejido muscular de los animales o los humanos cuando el aporte de oxígeno a sus células no es suficiente para el metabolismo y la contracción muscular.

Desde el punto de vista energético, la fermentación es menos eficiente porque produce 2 moléculas de ATP (Adenosin Trifosfato) a partir de una molécula de glucosa, mientras que en la respiración celular aerobia se producen 38  moléculas de ATP

La fermentación ha sido utilizada por el ser humano en la producción de cerveza, vino, queso y yogurt, procesos que implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural en un producto fermentado.

·         Láctica

·         Alcohólica

·         
 
 

·         De acuerdo con la interpretación bioquímica hecha por Pasteur, lafermentación se conoce como la desasimilación anaeróbica decompuestos orgánicos por la acción de microorganismos u otrascélulas o de extractos celulares; además, es un conjunto dereacciones bioquímicas a través de las cuales una sustanciaorgánica se transforma en otras por acción de ciertosmicroorganismos (bacilos, bacterias, células de levadura), que engeneral van acompañadas de un desprendimiento gaseoso y de unefecto calorífico.El proceso de fermentación no sólo incluye la desasimilaciónanaeróbica como la formación de alcohol, butanol-acetona, ácidoláctico, etc., sino también la producción industrial de vinagre, ácidocítrico, enzimas, penicilina etc.. Todos estos productos son elresultado de procesos microbianos y se llaman productos defermentación. Análogamente, el término fermentador no sólo hacereferencia a los recipientes en los cuales se realiza la fermentacióncon exclusión de aire, sino también a los tanques en los cuales seproducen oxidaciones microbianas aeróbicas y a los tanques depropagación de levaduras y otros microorganismos en presenciadel aire.La diferencia con la putrefacción radica en que mientras laputrefacción descompone la materia de origen animal y/o vegetalque contiene compuestos nitrogenados, la fermentación realizadescomposición únicamente de material vegetal que no contienecompuestos nitrogenados.Se conocen centenares de especies de levaduras, bacterias ymohos que producen alcohol, pero sólo dos o tres especies delevadura se aplican industrialmente en la producción de alcohol; surapidez en la fermentación, su tolerancia de concentracioneselevadas de azúcar y alcohol y su rendimiento elevado de alcohol,hacen que se usen más que las otras. Algunos microorganismosofrecen más de una aplicación industrial. Las levaduras, porejemplo, producen alcohol y glicerol partiendo de azúcares, hacensubir la masa en la fabricación del pan y son una fuente deproteínas, vitaminas y enzimas. Tipos de FERMENTACION:

·         * Fermentación acética

·         La fermentación acética es lafermentación bacterianaporAcetobacter, ungénerode bacteriasaeróbicas, que transforma el

·          

·         alcoholenácido acético.

·         [1]

·         La fermentación acética delvino proporciona elvinagredebido a un exceso deoxígenoy esconsiderado uno de losfallos del vino. La fermentación acética esun área de estudio dentro de lacimología.

·         * Fermentación alcohólica

·         La fermentación alcohólica (denominada también comofermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es unproceso biológicodefermentaciónen plena ausencia deaire (oxígeno- O

·         2

·         ), originado por la actividad de algunosmicroorganismos que procesan loshidratos de carbono(por reglageneral azúcares: como pueden ser por ejemplo laglucosa, lafructosa, lasacarosa, elalmidón, etc.) para obtener comoproductos finales: unalcoholen forma deetanol(cuya fórmulaquímica es:CH

·         3

·         -CH

·         2

·         -OH), dióxido de carbono (CO

·         2

·         ) en forma degasy unas moléculas deATPque consumen los propiosmicroorganismos en sumetabolismocelular energéticoanaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración dealgunasbebidas alcohólicas, tales como elvino, lacerveza, lasidra, elcava, etc.

·         [1]

·         Aunque en la actualidad se empieza asintetizar también etanol mediante la fermentación a nivelindustrial a gran escala para ser empleado comobiocombustible.

·         []

·         La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológicaproporcionar energía anaeróbica a losmicroorganismos unicelulares(levaduras) en ausencia deoxígenopara ello disocianlasmoléculasdeglucosay obtienen laenergíanecesaria parasobrevivir, produciendo elalcoholy CO

·         2

·         como desechosconsecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacteriascausantes de este fenómeno son microorganismos muy habitualesen lasfrutasycerealesy contribuyen en gran medida alsabordelosproductos fermentados(véaseEvaluación sensorial).

·         [4]

·         Una delas principales características de estos microorganismos es queviven en ambientes completamente carentes deoxígeno(O

·         2

·         ),máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que lafermentación alcohólica es un procesoanaeróbico.

·         * Fermentación butírica

·         La fermentación butírica (descubierta porLouis Pasteur) es laconversión de losglúcidosenácido butíricopor acción de bacteriasde la especieClostridium butyricumen ausencia deoxígeno. Se

·         

·          

·         produce a partir de lalactosacon formación deácido butíricoygas. Es característica de lasbacteriasdel géneroClostridiumy secaracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.Se puede producir durante el proceso deensiladosi la cantidad deazúcares en el pasto no es lo suficientemente grande como paraproducir una cantidad deácido lácticoque garantice unpHinferiora 5.

·         * Fermentación de la glicerina

·         El propanotriol, glicerol o glicerina (C3H8O3) es un alcohol con tresgrupos hidroxilos (–OH), por lo que podemos representar lamolécula como, en su forma semi desarrollada como:Glicerol (modelo 3D), mostrando los átomos y el par solitario deelectrones de cada oxígeno (en rosa)El propanotriol es uno de losprincipales productos de la degradación digestiva de los lípidos,paso previo para el ciclo de Krebs. Se produce también como unproducto intermedio de la fermentación alcohólica. El propanotriol, junto con los ácidos grasos, es uno de los componentes de loslípidos simples, como los triglicéridos y fosfolípidos.Un triglicérido está formado por una molécula de propanotriol alque se unen por enlaces éster tres moléculas de ácidos grasos. Losácidos grasos pueden estar saturados de átomos de hidrógeno, demodo que todos los enlaces entre carbonos son simples.Normalmente se asocia un ácido graso saturado con enfermedadescirculatorias y con un origen animal. Los ácidos grasos quecontienen menos hidrógenos se llaman ácidos grasos insaturados yse caracterizan por presentar en su estructura uno o más doblesenlaces; son de origen vegetal.

·         Derivados

·         α-glicerol 3-fosfatoUn derivado importante del glicerol es el α-glicerol-3-fosfato en el cual el –OH del carbono 3 se esterifica conun grupo fosfato (–PO32–); la mayoría de los tejidos vivossintetizan los triglicéridos y fosfolípidos a partir de α-glicerol-3-fosfato y acil CoA grasos.

·         *Fermentación láctica

·          

·         Los lactobacillus, son bacterias que utilizan la fermentación lácticapara obtener energía; estos organismos transforman la lactosa dela leche en glucosa y posteriormente en ácido láctico. Este procesotiene importancia industrial ya que se utiliza en la fabricación deyogurt.

·         
  

·         Aunque existen en el mercado cervezas de trigo, mijo, centeno,avena, y arroz, la más habitual es la obtenida a partir de lafermentación de la cebada.

·         Importancia de la FERMENTACION:

·         La fermentación es una reacción química muy importante, pues enlos alimentos desempeña un papel muy importante en laobtención de productos con mejores calidades organolépticas ymejores propiedades nutricionales, además se pueden obtenercombustibles como alcoholes, lácteos, etc.

·         Importancia de la FERMENTACION en las diferentesindustrias:

·         Labiotecnologíano es, en sí misma, unaciencia; es un enfoquemultidisciplinario que involucra varias disciplinas yciencias (biología,bioquímica,genética, virología, agronomía,ingeniería,química,medicinayveterinariaentre otras).Hay muchas definiciones para describir la biotecnología. Entérminos generales biotecnología es el uso de organismos vivos ode compuestos obtenidos de organismos vivos para obtenerproductosdevalorparael hombre.Como tal, la biotecnología ha sido utilizada por elhombredesdelos comienzos de lahistoriaen actividades tales como lapreparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento decultivos y deanimalesdomésticos. Históricamente, biotecnologíaimplicaba el uso de organismos para realizar una tarea ofunción.Si se acepta esta definición, la biotecnología haestadopresentepor muchotiempo.Procesoscomo laproduccióndecerveza, vino,queso y yoghurt implican el uso debacteriaso levaduras con el finde convertir unproductonatural comolecheo jugo de uvas, en unproducto defermentaciónmás apetecible como el yoghurt o elvino Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones.Un ejemplo sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidaddelsuelopermitiendo que microorganismos del suelo

Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de unamolécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.

En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol. 
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.

Toda fermentación es necesaria para el organismo de los seres humanos puesto que, mediante esta, se hallan diferentes tipos de ácidos que son necesarios para el funcionamiento del organismo. Estos ácidos son: