Fermentación

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere O2, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fue descubierta por Louis Pasteur. Es llevada a cabo por levaduras, algunos metazoos y protistas.

El proceso de fermentación es anaeróbico (ausencia de O2); ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el O2, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

A partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36, algunos productos son: ácido láctico, ácido acético, anhídrido carbónico y etanol.

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.

Éstos son el producto final de fermentación de algunos microorganismos:

• Saccharomyces Cerevisae: alcohol etílico y CO2

• Estreptococo y Lactobacillus: el ácido láctico

• Propionibacterium: ácido propionic, ácido acético, y el dióxido de carbono

• Escherichia coli: ácido acético, ácido láctico, ácido succinic, alcohol etílico, dióxido de carbono e hidrógeno

• Enterobacter: ácido fórmico, alcohol etílico, ácido 2,3 butanodiol y láctico, dióxido de carbono, e hidrógeno.

• Clostridium: ácido butírico, alcohol butílico, acetona, alcohol de isopropílico, dióxido de carbono, e hidrógeno

La fermentación es el crecimiento de microorganismos en los alimentos. La fermentación cambiará gradualmente las características de los alimentos por la acción de enzimas, producidas por algunas bacterias, mohos y levaduras.

La fermentación de los alimentos, aumenta, por los microorganismos deseables y capaces de reducir el riesgo de contaminación patógena como salmonella y clostridium. Durante las condiciones de fermentación ideales de tempeh, se crean los mohos Rhizopus, con alto sustrato o seco, pH bajo, y cantidades altas de esporas de Rhizopus. El bajo nivel de pH de las habas de soya es obtenido por una fermentación de ácido láctico en inmersión en agua, ó por adición de ácidos (ácido acético ó láctico) después del proceso inmersión en agua.

La levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae) es un hongo unicelular.

Las utilidades industriales más importantes de esta levadura son la producción de cerveza, pan y vino, gracias a su capacidad de generar CO2 y etanol durante el proceso de fermentación. Básicamente este proceso se lleva a cabo cuando esta levadura se encuentra en un medio muy rico en azúcares (como la D-glucosa). 

Entre los azúcares que puede utilizar están la glucosa, fructosa, manosa y galactosa, entre otros. También son capaces de utilizar disacáridos como la maltosa y la sacarosa y trisacáridos como la rafinosa. Uno de los azúcares que no puede metabolizar es la lactosa, utilizándose este azúcar para distinguir esta especie de Kluyveromyces lactis . También es capaz de utilizar otras fuentes de carbono distintas a carbohidratos y aminoácidos.  Utiliza tanto etanol como glicerol.

En condiciones en las que existen altas concentraciones de glucosa, fructosa o maltosa, la tendencia es a realizar una fermentación alcohólica de estos, es decir, se realiza la glucólisis y posteriormente se forma etanol. Una vez que estos azúcares escasean, se produce la respiración del etanol, vía ciclo de Krebs.

Las levaduras, además de necesitar una fuente de C, necesitan fuentes de N —como podrían ser el amonio, la urea o distintos tipos de aminoácidos— como fuentes de fósforo. Además, son necesarias vitaminas como la Biotina, llamada Vitamina 8.