Fermentación alcoholica

1. Autor:
Diower González
18.005.509
Ing. Química

2. conocida como, fermentación etílica, o del etanol, es un proceso de tipo
biológico, en el cual se lleva a cabo una fermentación sin presencia de
oxígeno. Este tipo de fermentación se debe a las actividades de ciertos
microorganismos, los cuales se encargan de procesar azúcares, como la
glucosa, la fructosa, etc. (hidratos de carbono), dando como resultado un
alcohol a modo de etanol, CO2 (gas) y ATP (adenosín trifosfato), moléculas
que son utilizadas por los propios microorganismos en sus metabolismos
energéticos.
La principal finalidad de una fermentación alcohólica, es la producción de
energía de tipo anaeróbica (con ausencia de oxígeno) para microorganismos
como las levaduras, en el caso de ver el proceso desde la perspectiva
microbiana, pero si lo hacemos desde la perspectiva humana, el proceso es de
tipo bioquímico, con la finalidad de producir etanol.

4. El esquema de Embden.-
Meyerhola vía metabólica
encargada de oxidar la glucosa
con la finalidad de obtener
energía para la célula. Consiste
en 10 reacciones enzimáticas
consecutivas que convierten a
la glucosa en dos moléculas de
piruvato, el cual es capaz de
seguir otras vías metabólicas y
así continuar entregando
energía al organismo.
El tipo de glucólisis más común y más
conocida es la vía de Embden –
Meyerhoff donde durante la glucólisis
se obtiene un rendimiento neto de dos
moléculas de ATP y dos moléculas de
NADH; el ATP puede ser usado como
fuente de energía para realizar trabajo
metabólico, mientras que el NADH
puede tener diferentes destinos. Puede
usarse como fuente de poder reductor
en reacciones anabólicas; si hay
oxígeno, puede oxidarse en la cadena
respiratoria, obteniéndose tres ATPs; si
no hay oxígeno, se usa para reducir el
piruvato a lactato (fermentación
láctica), o a CO2 y etanol (fermentación
alcohólica), sin obtención adicional de
energía.

6. A-Hexocinasa: Está presente en todas
las células es inhibida por la GLUCOSA-
6-FOSFATO que es el producto de la
reacción que cataliza. La hexocinasa
cambia su conformación al unirse a las
hexosas. Este cambio se produce gracias
a que la enzima tiene dos dominios
unidos por medio de otro más que actúa
como una bisagra. La enzima en su
conformación abierta permite que la
hexosa se acomode en su sitio activo;
cuando esto ha sucedido, la enzima
adquiere su conformación cerrada en la
cual se desplaza a las moléculas de agua
y disminuye la energía de solvatación,
necesaria para que se lleve a cabo la
reacción de fosforilación.
B.- Glucocinasa: La glucocinasa es
más abundante en el hígado. Tiene una
Km de 10 mM que es más alta que las
concentraciones fisiológicas de glucosa.
Esto permite que en condiciones de
hiperglicemia, después de alimentarse,
cuando hay muchas hexosas en el
torrente sanguíneo, simultáneamente
funcionen ambas enzimas, lo cual
favorece la rápida entrada de glucosa a
las células. La glucocinasa es inhibida
por la FRUCTOSA-6-FOSFATO en vez
de por GLUCOSA-6-FOSFATO como
en el caso de la hexocinasa.
La reacción que catalizan ambas
enzimas (glucocinasa y hexocinasa), es
irreversible en condiciones
intracelulares y tiene un cambio en
energía libre de 1.6 kJ/mol.

7. Fosfoglucosa isomerasa
La fosfoglucosa isomerasa
(PGI), anteriormente llamada
GLUCOSA-6-FOSFATO
isomerasa es una enzima que
cataliza la isomerización de
una aldosa, la GLUCOSA-6-
FOSFATO en una cetosa, la
FRUCTOSA-6-FOSFATO; la
reacción se lleva a cabo en
cinco pasos para los cuales la
enzima necesita abrir el anillo
de la glucosa, para hacer la
isomerización y
posteriormente cerrarlo
convirtiéndola el gructosa-6-
fosfato
1. Formación del complejo ES.
2. Un ácido, presumiblemente el grupo e-amino
de una lisina de la enzima, cataliza la apertura
del anillo.
3. Una base, presumiblemente el carboxilato de
un ácido glutámico de la enzima, retira el protón
ácido del C2 del azúcar para formar un
intermediario cis- enediolato (este protón es
ácido porque ocupa una posición a con
respecto al carbonilo).
4. El protón es reemplazado en C1. Los
protones retirados por bases, son lábiles y se
recambian rápidamente con el solvente.
5. El anillo se cierra para formar el producto, el
cual es posteriormente liberado.
6. La PGI requiere de Mg2+ para su actividad y
el pH óptimo para la reacción es de 6.7 y 9.3
por lo que se sugiere que los aminoácidos que
participan en la misma son una histidina y una
lisina respectivamente; el cambio en energía
libre de esta reacción es de –1.7kJ/mol, por
esto es fácilmente reversible

8. La fosfofructocinasa-1 (PFK-1) : Es
una enzima que cataliza la fosforilación
de la FRUCTOSA-6-FOSFATO con
gasto de una molécula de ATP. Esta
reacción tiene un cambio en la energía
libre de –23.8kJ/mol, por lo que es
irreversible. La PFK-1 es la principal
enzima reguladora de la glucólisis.
Sus factores reguladores son:
Inhibidores: Cuando las necesidades
energéticas del organismo son bajas,
por ejemplo en estado de reposo,
existen concentraciones elevadas de
ATP y de ácido cítrico, estas moléculas
reconocen sitios alostéricos en la PFK-1.
Al unirse a ellos ocasionan una menor
afinidad de la PFK-1 por la FRUCTOSA-
6-FOSFATO lo cual resulta en una
inhibición de la actividad enzimática.
Estimuladores: Cuando las necesidades
energéticas del organismo son elevadas, en
el ejercicio o bien en condiciones de ayuno
prolongado, se generan las altas
concentraciones de ADP, de AMP y de
FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO, lo cual
ocasiona el incremento en la actividad de la
PFK-1.
La formación de fructosa-2,6-difosfato
(F2,6P), es catalizada por la
fosfofructocinasa-2 (PFK-2). Esta enzima es
regulada a través de reacciones de
fosforilación
FRUCTOSA-6-FOSFATO+ATP ® F2,6P+ ADP (síntesis)
fosfofructocinasa-2
F2,6P + H2O ® FRUCTOSA-6-FOSFATO + Pi
(hidrólisis)

9. REACCIONES DE LA SEGUNDA PARTE
Reacciones de
segunda parte
1.- Unión del
GLICERALDEHÍDO-3-
FOSFATO.
2.- Un grupo sulfidrilo en la enzima,
esencial para la catálisis actúa como
nucleófilo y ataca al aldehído para
formar un tiohemiacetal.
3.- El tiohemiacetal, se oxida a un
aciltioéster por transferencia directa
de un hidruro al NAD+. Este
intermediario que ha sido aislado,
tiene una gran potencia como
donador. La energía de la oxidación
del aldehído se conserva a través de
la síntesis del tioéster y la reducción
de NAD+ a NADH.gira.

10. Levaduras
Saccharomyces cerevisiae : se
emplean para la fabricación de
cerveza, vino, sake, pan y alcoholes
industriales.
Kluyveromyces fragilis:Es una
especie fermentadora de la lactosa que
se explota en pequeña escala para la
producción de alcohol a partir del suero
de la leche.
Yarrowia lipolytica :Es una fuente
industrial de ácido cítrico. T
richosporum cutaneum :Desempeña
un importante papel en los sistemas de
digestión aeróbica de aguas residuales
debido a su enorme capacidad de
oxidación de compuestos orgánicos,
incluídos algunos que son tóxicos para
otras levaduras y hongos, como los
derivados fenólicos.
Su uso, se debe a que los
microorganismos, al realizar procesos
de fermentación, liberan moléculas
orgánicas al medio donde se
desarrollan, algunas de las cuales
tienen utilidad para el hombre; es el
caso del ácido láctico (fermentación
láctica) y el alcohol etílico y CO2
(fermentación alcohólica).
Los microorganismos que realizan
fermentación láctica ( bacterias y
algunos hongos) son utilizados
industrialmente para la obtención del
queso y otros productos lácteos; los que
realizan fermentación alcohólica
(levaduras) son utilizados para la
obtención del vino, cerveza y otras
bebidas alcohólicas.

11. Fermentaciones lácticas: fabricación del queso:
La elaboración del queso y otros productos
lácteos, como yogurth, cuajada y requesón, se
debe fundamentalmente a las bacterias lácticas
(Lactobacillus, Streptococus y Leuconostoc) ,
que se desarrollan en la leche. Hidrolizan el
azúcar de la leche, la lactosa, en glucosa; por
fermentación, la glucosa se degrada liberando
energía (los 2 ATP de la glucolisis) y como
producto final se obtiene ácido láctico
Fermentaciones alcohólicas:
Se basan en la acción de levaduras
(hongos unicelulares) sobre materiales
ricos en glucosa. Estas levaduras
degradan la glucosa a alcohol etílico,
liberando CO2. Esta degradación
proporciona a las levaduras energía
(los 2 ATP de la glucosilis)

12. Hay un sinnúmero de usos y aplicaciones en la industria hoy
día. Mediante la fermentación se ha logrado la elaboración de
diferentes productos como son: Alimentos, Bebidas, alcohólicas,
Productos farmacéuticos, Químicos, Combustibles, entre otros.
Los productos antes mencionados se generan por medio de
diferentes tipos de fermentación.
fermentación láctica
fermentación alcohólica
fermentación acética (vinagre).

13. El vino es aquella bebida que se
obtiene por fermentación alcohólica
(por levaduras) de jugos frutales u
otras materias con alta cantidad de
azúcares, y tiene un contenido de
alcohol mínimo del 7% (v/v a
20 C). Prácticamente todo el vino
se produce a partir de la uva (cuyo
nombre científico es Vitis vinifera).
Es por ello que la denominación
vino se refiere al producto
resultante de la fermentación del
jugo de uva.
Vino tinto
Elaborados mayoritariamente a partir de
uvas tintas
Vino blanco
Elaborados a partir de uvas blancas o
tintas (a partir de pulpa no coloreada)..
Vino rosado
Elaborados a partir de uvas tintas en los
que se permite una cierta maceración
("maceración de una noche") de la uva
antes del prensado del mosto, de forma
de que el mosto tome algo de color.
Luego se fermenta el mosto filtrado.
Vino clarete
Su nombre proviene de la perversión e
imitación de "Claret", el vino pálido tinto
de origen Burdeos

14. Vino crianza
Son vinos con un mínimo de dos
años de envejecimiento (18 meses
los blancos y rosados), de los cuales
al menos seis meses en barrica.
Vino reserva (RSV)
Son vinos con tres años de
envejecimiento (2 años los blancos y
rosados), de los cuales al menos uno
en barrica (6 meses los blancos y
rosados).
Vino gran reserva
Son vinos con cinco años de
envejecimiento (4 años los blancos y
rosados), de los cuales al menos 18
meses en barrica (6 meses los
blancos y rosados).
Vino seco:con menos de 5g
de azúcar por litro de vino.
Vino semiseco: con entre 5 y
30g de azúcar por litro de vino.
Vino semidulce: con entre 30
y 50g de azúcar por litro de
vino.
Vino dulce: con más de 50g
de azúcar por litro de vino.

16. 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 (básicamente Saccharomyces
cerevisiae o Saccharomyces pastorianus) y se aromatiza a
menudo con lúpulo, entre otras plantas.
 BAJA FERMENTACIÓN:Las
cervezas de baja
fermentación, las conocidas
como lager, tienen un amplio
abanico de variedades, desde
las rubias más claras o
doradas, a las tostadas e
incluso negras
 ALTA FERMENTACIÓN:
Fermentación en caliente o ales
son originarias de las Islas
Británicas. Estas cervezas suelen
tener sabores más complejos con
aromas y paladar más afrutados,
y generalmente son más
cremosas y oscuras. Ales,
trapenses, de abadía, porters,
stouts, blancas.

17. Agua: El 95 % del peso de la cerveza es agua
Levadura: La levadura es para la cerveza lo que
el oxigeno para la vida del hombre, de su vitalidad
depende la conversión de los azucares solubles
fermentables en alcohol. La levadura de cerveza
contiene 17 vitaminas, todas las del grupo b, 14
minerales y 46% de proteínas.
Cebada Malteada: La cebada de dos hileras de
primavera se procesa bajo una germinación y
secado, activándose de esta forma enzimas que
convertirán los almidones en azucares solubles
Lúpulo: El lúpulo es el responsable fundamental
del amargargor de la cerveza. Utilizado para
compensar el excesivo dulzor proporcionado por la
malta. Además, el lúpulo posee excelentes
cualidades aromáticas y algunas otras
propiedades.

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