Electiva IV: Fermentación industrial fermentación alcohólica

1. Electiva IV
Fermentación
Industrial
Tema: Fermentación alcohólica
Andrés Bermúdez

2.  Introducción ………………………………………………….3
 Definiciones básicas ………………………………………..4
 Reacción bioquímica ………………………………………..5
 Microorganismos implicados en las fermentaciones ..6 - 7
 Aplicaciones ………………………………………………….8
 Esquema ember-meyerhof ………………………………..9
 El vino ………………………………………………………….10
 El proceso del vino …………………………………………11-12
 Clasificación de vinos……………………………………….12
 La cerveza …………………………………………………….13
 Materia prima de la cerveza ………………………………14
 Elaboración de la cerveza ……………………………….15 - 16
 Conclusión ……………………………………………………17
Índice

3.  Las fermentaciones se conocen como las reacciones
biológicas de carácter catabólico en las que la
degradación micro-orgánica es la base fundamental para
la obtención de los productos diversificados y clasificados
por el tipo de fermentación de procedencia, este el
campo de conocimiento ha tomado más fuerza y crecido
a una mayor escala hasta convertirse en un sector base
tanto en la industria química como en la industria
derivada de alimentos y siempre está en constante
desarrollo y evolución , a ella se debe la obtención de
muchos de los productos de alto consumo y ha
impulsado la producción de ellos alrededor del mundo.
Introducción

4.  la fermentación es un proceso catabólico que utilizan algunos
organismos para obtener energía y nutrientes a partir de ciertos
compuestos orgánicos. Una característica importante de la
fermentación es que es una reacción anaeróbica, lo que quiere
decir que ocurre en ausencia de oxigeno.
 La fermentación alcohólica (o fermentación etílica) es
un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de
aire (oxígeno), originado por la actividad de algunos
microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por
regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa,
la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como
productos finales un alcohol en forma de etanol, dióxido de
carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que
consumen los propios microorganismos en su metabolismo
celular energético anaeróbico
Definiciones Básicas

5. Reacción Bioquímica
La glucólisis es la primera etapa de
la fermentación, lo mismo que en
la respiración celular, y al igual que
ésta necesita de enzimas para su
completo funcionamiento. A pesar
de la complejidad de los procesos
bioquímicos una forma
esquemática de la reacción
química de la fermentación
alcohólica puede describirse como
una glicólisis (en la denominada vía
Embden-Meyerhof-Parnes)

6. Los grupos más comunes de microorganismos involucrados en
la fermentación de alimentos son los siguientes:
Bacterias
Las bacterias ácido lácticas de los
géneros Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcusy Oenococcu
s, son las bacterias más importantes en los alimentos
fermentados, seguidas por especies de Acetobacter, que
oxidan el alcohol en ácido acético.
La fermentación del ácido acético se ha utilizado ampliamente
para producir vinagres de fruta, incluidos el vinagre de sidra.
Un tercer grupo de bacterias importantes en la fermentación
son las especies de Bacillus subtilis, B. licheniformisy B.
pumilus, que aumentan el pH del medio.
Microorganismos implicados en las
fermentaciones de alimentos

7.  Levaduras
 Al igual que las bacterias y los mohos, las levaduras pueden
tener efectos beneficiosos y no beneficiosos en la fermentación
de alimentos. Algunas de las levaduras como Pichia deterioran
los alimentos, mientras que la Candida se utiliza para la
producción de proteínas de interés.
 La levadura más beneficiosa en términos de fermentaciones
alimentarias deseables es de la familia Saccharomyces. Se
trata de la S. cerevisiae involucrada en la elaboración de pan y
en el alcohol en las fermentaciones del vino. La
variedad carlbergenisis de la familia Saccharomyces
cerevisiae es la levadura involucrada en la producción de
cerveza.
 Mohos
 Los mohos también son organismos importantes en el
procesamiento de alimentos, tanto en la degradación como en
la conservación. Muchos mohos tienen la capacidad de
producir enzimas de importancia comercial, como la pectinasa
de Aspergillus niger.

8.  El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión
del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en dióxido
de carbono para hacer pan. Otros usos de la fermentación son la
producción de suplementos como la cianocobalamina, etc.
 la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales:
 Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una
diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los
alimentos.
 Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través
de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentaciones alcalinas.
 Enriquecimiento de substratos alimenticios
con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas.
 Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia.
 Disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos
de combustible.
Aplicaciones

10. El vino
El vino es una bebida obtenida de la mediante
la fermentación alcohólica de su mosto o zumo. La
fermentación se produce por la acción metabólica
de levaduras, que transforman los azúcares del fruto
en etanol y el gas en forma de dióxido de carbono. El
azúcar y los ácidos que posee la fruta, son suficientes
para el desarrollo de la fermentación. No obstante, el
vino es una suma de factores
ambientales: clima, latitud, altitud, horas de luz y
temperatura, entre varios otros
Se da el nombre de «vino» únicamente al líquido
resultante de la fermentación alcohólica, total o parcial,
del zumo de uvas, sin adición de ninguna sustancia. En
muchas legislaciones se considera solo como vino a la
bebida fermentada obtenida de pese a que se obtienen
bebidas semejantes de otras especies de frutas.

11.  Proceso del vino
 El primer paso para la vinificación es la vendimia, o recolección de la uva, que
resulta ser un proceso delicado ya que tiene que pasar el menor tiempo posible
desde su recolección hasta su elaboración.
 Prensado / aplastado
 Se emplean prensas neumáticas herméticamente cerradas en las que la
delicadeza del prensado permite una mayor extracción de sustancias
indeseadas y el máximo respeto por las cualidades intrínsecas de la uva. Se
suele pasar por un proceso previo de limpieza quitando la vegetación y
los raspones ( tallos de los racimos).
 La fermentación es la parte principal del proceso de la elaboración del vino, en
realidad el vino no puede elaborarse de forma alguna sin la fermentación. La
fermentación tiene como principal efecto la conversión de los azúcares del
mosto en alcohol etílico
 Fermentación maloláctica
 En paralelo con la fermentación, se produce una reacción similar
denominada fermentación maloláctica en la que actúan bacterias
lácticas presentes de forma natural en la uva para convertir el ácido
málico en ácido láctico reduciendo la acidez del vino.

12.  La segunda fermentación hace que la concentración de gas se eleve y quede un vino
espumoso agradable y chispeante al paladar. Otros vinos sufren una fermentación malo-
láctica en la botella.
 La maduración en barricas es una especie de lenta oxidación del vino. Dos de las
reacciones más habituales en la maduración son la oxidación fenólica y la polimerización de
las antocianinas con otros flavonoides para formar pigmentos y sabores
 En la actualidad el vino se almacena en barricas de roble, la elección de uno de estos
materiales impacta en el precio final del vino
 El embotellado es una operación relativamente reciente en la historia del vino. Se empezó a
realizar cuando era posible elaborar vidrios más robustos y asequibles
clasificación de vinos
 por Contenido de dióxido de carbono
 por Contenido de alcohol
 por Funciones gastronómicas
 Vinos aromáticos
 Vinos jóvenes y añejos
Continuación del proceso

13.  La cerveza es una bebida alcohólica, no destilada, de sabor
amargo, que se fabrica con granos de cebada germinados u
otros cereales cuyo almidón se fermenta en agua con levadura
y se aromatiza a menudo con lúpulo, entre otras plantas. De
ella se conocen múltiples variantes con una amplia gama de
matices debidos a las diferentes formas de elaboración y a los
ingredientes utilizados.
 Generalmente presenta un color ambarino con tonos que van
del amarillo oro al negro pasando por los marrones rojizos. Se la
considera «gaseosa» (contiene CO2disuelto en saturación que
se manifiesta en forma de burbujas a la presión ambiente) y
suele estar coronada de una espuma más o menos persistente.
Su aspecto puede ser cristalino o turbio. Su graduación
alcohólica puede alcanzar hasta cerca de los 30 % vol., aunque
principalmente se encuentra entre los 3 % y los 9 % vol.
La cerveza

14.  La elaboración de la cerveza se puede hacer con
cualquier cereal que pueda producir azúcares fermentables
La malta
 Los azúcares que contiene el grano de cebada son
inmediatamente accesibles y, en una fase previa, es preciso
activar unas enzimas presentes en el propio grano que
reducirán las largas cadenas de almidón para liberar
azúcares. Esta operación, también denominada malteo o
malteado, consiste simplemente en hacer germinar los
granos
Materia prima

15.  Mezcla de grano. Esta etapa consiste en la mezcla en seco de los diversos
granos malteados o no que intervienen en la receta.
 Inicio de maceración. Se tira el grano al agua a una temperatura de 67 °C.
 Maceración. Es necesario someter la mezcla anterior a una serie de
operaciones destinadas a activar diversas enzimas que reducen las cadenas
largas de azúcares en otras más simples y fermentables
 Final de maceración. Cuando el elaborador considera que la mezcla
contiene todos los elementos necesarios para su receta, detiene todas las
operaciones químicas llevando dicha mezcla a la temperatura de 82 °C, lo
que destruye todas las enzimas.
 Filtrado. Es preciso retirar el grano de la mezcla
 Cocción y adiciones de lúpulo. El elaborador somete el mosto a una
cocción de entre un cuarto de hora y dos horas. los lúpulos son Los que
aportan principalmente amargor se añaden al principio mientras que los
aromáticos entran al final de la etapa, ya que sus principios son volátiles.
Acabada esta operación, se procede a retirar los restos de lúpulo.
Elaboración

16. .
 Refrigeración. Al no poderse inocular la levadura a temperaturas más altas que
35 °C, y para evitar que cualquier otro microorganismo entre en el mosto, se
enfría lo más rápidamente posible.
 Inoculación de la levadura. El elaborador introduce el cultivo de la levadura
que él mismo ha desarrollado o que ha obtenido en un banco de levadura
 Fermentación. La levadura primero se reproduce muy activamente
consumiendo el oxígeno contenido en el mosto
 Cuando se acaba el oxígeno, la levadura empieza a consumir el azúcar y lo
transforma en alcohol y anhídrido carbónico. Estas etapas pueden durar entre
una y tres semanas.
 Segundas fermentaciones Las cervezas más artesanas son envasadas con
adiciones de azúcar (o de mosto) y de levadura fresca. Esto provoca una
segunda fermentación en la botella, responsable de la efervescencia de la
cerveza
 Maduración. Normalmente, las mejores cervezas reciben un tiempo prudencial
de maduración en ambientes controlados para favorecer la segunda
fermentación y el desarrollo adecuado de gustos y aromas. El tiempo de
maduración puede ir de dos semanas a tres meses
Continuación de la
elaboración
Continuación de la
elaboración

17. Simplemente es innegable la importancia y la
dependencia que existe de esta industria que en cada
momento crea un nuevo producto dirigido al desarrollo y
consumo de ambas partes tanto la industrial como la
social y el progreso que ha significado para el campo de
la bioingeniería y la parte fundamental es que su
elaboración y ejecución se adaptan a todas las escalas
como la natural que abarca a cada persona y la
posibilidad de hacer este tipo de reacciones de forma
casera hasta una escala industrial donde abastezca una
gran población. De esta forma hoy en día reproducir las
bio-reacciones esta mas al alcance que nunca y por
ende la extención de su producción.
Conclusión