La fermentación alcohólica es un proceso natural que el ser humano ha perfeccionado para conseguir las mejores bebidas que se conocen (vino, sake, cerveza). La fermentación alcohólica en si, es bastante simple. Pensar que la fermentación ocurre de manera natural en frutas, probar de encerrarlas con agua en un cubo y veréis que pasa. Alcohol conseguiréis, lo que no os garantizo es que os guste el resultado. De manera resumida la fermentación alcohólica es la acción de las levaduras transformando azucares en alcohol.
No todas las levaduras producen alcohol:
Cualquier fermentación alcohólica necesita un tipo de levadura que produzca y sea tolerante al alcohol, pues el alcohol es un tóxico para la levadura y cuando tiene demasiado alcohol, deja de reproducirse y producir más alcohol. Algunas levaduras son más tolerantes que otras, es por esto que para producir bebidas alcohólicas utilizamos levaduras específicas.
La primera levadura que se descubrió que podía producir alcohol fue la Saccharomyces cerevisiae. Como interpretareis por el nombre es famosa por ser la responsable de la fermentación de la cerveza. Es tan importante que la S. Cerevisiae fue el primer genoma en ser secuenciado. El resto de levaduras utilizadas para producir alcohol son un derivado de ésta.
La S.cerevisiae se encuentra de manera natural cerca de frutas, plantas, hojas o flores, cerca de todo lo que pueda alimentarse y fermentar (reproducirse). De todas maneras ésta levadura no es la única. Hay algunas levaduras más potentes que la S.cerevisiae que pueden producir % alcohol de hasta el 20%.
Cuando la levadura fermenta una solución, no sólo produce alcohol sino que también produce subproductos (esteres, sulfuros, etc…) que son los que le dan características a la bebida fermentada. Sino fuese por esto mezclaríamos alcohol con agua y tan amigos. La fuente del alimento (el sustrato) será la que defina en gran medida las condiciones y el resultado de la fermentación.
S.cerevisiae. Foto: Rising Damp. Foto: Flickr.
¿Cómo funciona la fermentación alcohólica?
La levadura para conseguir reproducirse consigue energía (alimento) del azúcar. La levadura en condiciones normales, con oxígeno, se reproduce rápidamente, gastando muy poca energía y sin producir alcohol. Cuando la levadura tiene oxígeno (aeróbico) produce como subproductos CO2 y agua.
En condiciones anaeróbicas (sin oxigeno) utiliza otro camino metabólico que le cuesta más esfuerzo energético y obtiene mucha menos energía. En el camino anaeróbico solo obtiene un 8% de la energía que obtendría con el primer camino, pero que es esencial para ella para poder reproducirse en situaciones sin oxigeno.
Por suerte nuestra en este segundo camino metabólico produce alcohol. El alcohol de hecho es un subproducto de este proceso metabólico, pues el único objetivo que tiene la levadura es reproducirse. Producir alcohol en un ambiente anaeróbico le da la posibilidad de sobrevivir. De hecho la levadura expulsa el alcohol fuera de la célula, pues es tóxico para ella y también como mecanismo de defensa, pues el alcohol es tóxico para otros microorganismos también. De hecho como os comentaba la levadura tan solo tolera una capacidad de alcohol, hasta intoxicarse.
La ecuación de como la levadura convierte el alcohol es la siguiente:
Glucosa + 2 ADP + 2 fosfatos = >2 etanol + 2 CO 2 + 2 ATP
Esta es la fórmula simplificada. Pues en verdad son dos formulas. Pues la glucosa primero se convierte en piruvato y el piruvato en etanol.
Glucosa + 2ADP + 2NAD+ +2Pi => 2 Piruvato + 2 ATP + 2NADH + 2H+
Esto ocurre dentro de la célula, en el fluido intracelular llamado citosol. De todas maneras no todos los piruvatos acaban en etanol.
Efecto Crabthree
Hay otra vía metabólica donde la levadura produce etanol. Este es el efecto crabthree que solo sucede cuando hay una concentración de glucosa (azúcar) muy elevada. En estas circunstancias la levadura produce ATP (energía) más rápido vía glicolisis directa del azúcar. Esto significa que el mosto incluso en contacto con oxigeno fermentaría igual, si el porcentaje de azúcar es muy elevado. De todos modos, no es recomendable fermentar con oxigeno pues, muchos compuestos se oxidarían produciendo sabores indeseados. Como sería el acetaldehído, debido a la oxidación del alcohol.
Buena fermentación alcóholica!
