La química de la fermentación

Escrito por sandra johnson | Traducido por paula santa cruz
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La química de la fermentación
La fermentación se asocia más comúnmente con la fabricación de vino o cerveza. (Photos.com/Photos.com/Getty Images)

La fermentación ocurre en una variedad de ambientes bioquímicos, desde el interior del cuerpo humano hasta el de los animales salvajes como sí también en el interior de infinidad de compuestos orgánicos. El ejemplo más conocido de fermentación es la base para hacer bebidas alcohólicas como la cerveza y el vino. La fermentación también es importante en la fabricación del pan y productos como el ácido láctico, hidrógeno y acetona, como también el alcohol usado en las bebidas alcohólicas. Las diferentes enzimas y sustratos dan como resultado diferentes productos fermentados, pero las reacciones químicas básicas detrás del proceso de fermentación siguen siendo las mismas.

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El proceso básico

El proceso básico de la fermentación consiste en oxidar un compuesto orgánico y convertir ciertos electrones en energía. Las enzimas orgánicas actúan sobre ciertas formas de sustratos, normalmente azúcares, degradando cada molécula en una nueva configuración de elementos básicos. Para realizar esta tarea, primero se degrada una molécula de azúcar o glucosa para dar moléculas de piruvato o ácido láctico, dependiendo del tipo de fermentación. Las moléculas luego pueden ser degradadas en etanol y dióxido de carbono. Una vez que un compuesto en particular no puede ser metabolizado efectivamente, el producto de desecho remanente es considerado fermentado.

Fermentación en humanos y animales

En los mamíferos, el proceso de fermentación es parte del metabolismo. Los azúcares y carbohidratos consumidos en los alimentos se degradan en glucosa como parte del proceso digestivo. La glucosa es convertida en energía que sirve de combustible a los músculos. Durante la actividad física intensa, los niveles de oxígeno del cuerpo, específicamente en el tejido muscular, normalmente caen. El cuerpo no pude metabolizar completamente la glucosa y entra en un proceso de fermentación que convierte a la glucosa en ácido láctico como almacenamiento temporal. Cuando los niveles de oxígeno vuelven a la normalidad, el proceso metabólico usa el ácido láctico y completa la conversión de energía.

Fermentación de las levaduras

La fermentación de las levaduras es un componente clave tanto en la fabricación del pan como en la producción de alcohol. Ambos procesos usan levaduras como fuente de enzimas activas y a los azúcares y carbohidratos como sustratos. El propósito es similar al del metabolismo de los mamíferos en el que estas sustancias son convertidas a glucosa y luego degradadas a moléculas de piruvato en un proceso llamado glucólisis. A diferencia de la fermentación metabólica, la fermentación del alcohol avanza un paso más. Las moléculas de piruvato son posteriormente degradadas en dos moléculas: una de etanol y una de dióxido de carbono. El etanol y el dióxido de carbono hacen leudar el pan o le brindan el alcohol a las bebidas alcohólicas y el carbonatado a la cerveza.

El proceso químico

Para comprender completamente la fermentación, considera las fórmulas químicas involucradas en la elaboración de la cerveza. Comenzando con la glucosa, el principal producto sobre el cual actúan las levaduras, la fórmula química es C6-H12-O6. El proceso de glucólisis convierte el carbono, el hidrógeno y el oxígeno en dos moléculas de piruvato, cada una con la fórmula CH3-COCOO. Las moléculas de piruvato luego son convertidas en dos moléculas de etanol con una fórmula química de C2-H5-OH y dos moléculas de dióxido de carbono con una fórmula química de CO2.

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