La fermentación alcohólica convierte el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono mediante la acción de la levadura. El azúcar, normalmente glucosa, es consumido por la levadura produciendo alcohol etílico y dióxido de carbono. Este proceso se utiliza ampliamente para producir bebidas como el vino y la cerveza.

1. Angel Eduardo Santos Gallegos

2. Elementos que forman parte de una reacción de fermentación alcohólica Azúcar Levadura Alcohol Etílico Dióxido de carbono

3. Azúcar Glucosa, azúcar monosacárido, de fórmula C 6 H 12 O 6 . Se encuentra en la miel y en el jugo de numerosas frutas. Es un sólido cristalino de color blanco, algo menos dulce que el azúcar destinado al consumo. Las disoluciones de glucosa giran el plano de polarización de la luz a la derecha; de ahí el otro nombre alternativo dextrosa (del latín dexter, 'derecha'). La fermentación de la glucosa por la acción de levaduras produce alcohol etílico y dióxido de carbono.

4. Levadura Levadura, cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. Las levaduras son abundantes en la naturaleza, y se encuentran en el suelo y sobre las plantas. La mayoría de las levaduras que se cultivan pertenecen al género Saccharomyces , como la levadura de la cerveza, que son cepas de la especie Saccharomyces cerevisiae .

5. Dióxido de carbono Dióxido de carbono, gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor ácido, cuya molécula consiste en un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno (CO 2 ). El dióxido de carbono se produce por diversos procesos: por combustión u oxidación de materiales que contienen carbono, como el carbón, la madera, el aceite o algunos alimentos; por la fermentación de azúcares, y por la descomposición de los carbonatos bajo la acción del calor o los ácidos. Comercialmente el dióxido de carbono se recupera de los gases de hornos de calcinación, de los procesos de fermentación, de la reacción de los carbonatos con los ácidos, y de la reacción del vapor con el gas natural, una fase de la producción comercial de amoníaco.

6. Fermentación Fermentación, cambios químicos en las sustancias orgánicas producidos por la acción de las enzimas. Actualmente, los científicos suelen reservar dicha denominación para la acción de ciertas enzimas específicas, llamadas fermentos, producidas por organismos diminutos tales como el moho, las bacterias y la levadura.

7. El tipo de fermentación más importante es la fermentación alcohólica, en donde la acción de la cimasa segregada por la levadura convierte los azúcares simples, como la glucosa y la fructosa, en alcohol etílico y dióxido de carbono. Hay otros muchos tipos de fermentación que se producen de forma natural, como la formación de ácido butanoico cuando la mantequilla se vuelve rancia, y de ácido etanoico (acético) cuando el vino se convierte en vinagre.

8. Alcohol Etílico El alcohol de vino, alcohol etílico o etanol, de fórmula C 2 H 5 OH, es un líquido transparente e incoloro , con sabor a quemado y un olor agradable característico. Es el alcohol que se encuentra en bebidas como la cerveza, el vino y el brandy. Debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del mercurio, -40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles. Normalmente el etanol se concentra por destilación de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua. Ciertos agentes deshidratantes extraen el agua residual y producen etanol absoluto. El etanol tiene un punto de fusión de -114,1 °C, un punto de ebullición de 78,5 °C y una densidad relativa de 0,789 a 20 °C.

9. Las materias primas que se utilizan para el proceso de fermentación pueden clasificarse en dos grupos: Materias primas que contienen azúcar, tales como mieles incristalizables, remolacha o caña de azúcar. Materias primas que contienen almidón (granos y patatas) o celulosa (madera), que pueden hidrolizarse, dando azúcares por medio de enzimas o hidrólisis ácida.

10. En el proceso de fermentación, la levadura utiliza el azúcar como alimento, produciendo una gran variedad de compuestos orgánicos. Si no hay oxígeno disponible, los productos principales son alcohol etílico y dióxido de carbono. La máxima concentración de alcohol que puede lograrse antes de que se suspenda la fermentación es aproximadamente de 12% en volumen.

11. Desde la antigüedad, el etanol se ha obtenido por fermentación de azúcares. Todas las bebidas con etanol y casi la mitad del etanol industrial aún se fabrican mediante este proceso. El almidón de la patata (papa), del maíz y de otros cereales constituye una excelente materia prima. La enzima de la levadura, la cimasa, transforma el azúcar simple en dióxido de carbono.

12. La reacción de la fermentación, representada por la ecuación C 6 H 12 O 6 -> 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 es realmente compleja, ya que los cultivos impuros de levaduras producen una amplia gama de otras sustancias, como el aceite de fusel, la glicerina y diversos ácidos orgánicos. El líquido fermentado, que contiene de un 7 a un 12% de etanol, se concentra hasta llegar a un 95% mediante una serie de destilaciones. En la elaboración de ciertas bebidas como el whisky y el brandy, algunas de sus impurezas son las encargadas de darle su característico sabor final. La mayoría del etanol no destinado al consumo humano se prepara sintéticamente, tanto a partir del etanal (acetaldehído) procedente del etino (acetileno), como del eteno del petróleo. También se elabora en pequeñas cantidades a partir de la pulpa de madera.

13. La oxidación del etanol produce etanal que a su vez se oxida a ácido etanoico. Al deshidratarse, el etanol forma dietiléter. El butadieno, utilizado en la fabricación de caucho sintético, y el cloroetano, un anestésico local, son otros de los numerosos productos químicos que se obtienen del etanol. Este alcohol es miscible (mezclable) con agua y con la mayor parte de los disolventes orgánicos. Es un disolvente eficaz de un gran número de sustancias, y se utiliza en la elaboración de perfumes, lacas, celuloides y explosivos. Las disoluciones alcohólicas de sustancias no volátiles se denominan tinturas. Si la disolución es volátil recibe el nombre de espíritu.

15. Es muy importante tener en cuenta el estado de madurez de la uva a la hora de elaborar vinos de calidad. Es un elemento dependiente de las condiciones climáticas de cada vendimia en particular, lo que puede conducir a veces a desequilibrios entre la madurez técnica (azúcar, acidez y pH), la madurez aromática (acumulación de precursores aromáticos varietales) y la madurez fenólica (grado de polimerización de los compuestos fenólicos, como los taninos). Consecuentemente dependiendo del clima, estos índices de maduración pueden ir avanzando de forma equilibrada y simultánea, lo que condicionaría a una maduración óptima de la uva. Sin embargo, cuando acontecen veranos excesivamente calurosos, el desfase entre madurez azucarada y madurez fenólica puede ser enorme, acumulándose grandes cantidades de azúcar con baja acidez y taninos no suficientemente maduros.

16. La tendencia actual es conseguir vinos bien maduros y con taninos sabrosos y dulces, lo que obliga a vendimiar las uvas con una madurez azucarada muy avanzada, ya que la madurez fenólica, casi siempre va con retraso respecto a la madurez técnica. La reacción de fermentación consiste en una serie de reacciones enzimáticas de óxido-reducción.

17. Bibliografía y Webgrafía RAKOFF, Henry, C. Rose Norman, Química Orgánica Fundamental, Edit. Limusa, México, 1986, pp 377-378. http://enologos2008.unicongress.org/archivos/file/Madrid/ENOLOGOS/09%20grado%20alcoholico%20segun%20levadura.pdf Microsoft Encarta 2009 CHAMIZO, J.A., A. Garritz, Química, Edit. Addison-Wesley Iberoamericana. CHANG, Raymond, Química, Edit. McGraw-Hill, México 1999, pág. 957. LEHNINGER, Albert L., Bioquímica, Ediciones Omega, España 1985. pp. 427-449. AVERS, Charlotte J., Biología Celular, Grupo Editorial Iberoamérica, Belmont, California a983. pp. 129-131.