La fermentación alcohólica es un proceso biológico complejo originado por levaduras que procesan azúcares como la glucosa, convirtiéndolos en etanol y dióxido de carbono. La fermentación alcohólica se utiliza ampliamente en la elaboración de bebidas como el vino y la cerveza a partir de la uva y los cereales respectivamente. El documento describe los detalles del proceso de fermentación a nivel bioquímico y microbiológico.

1. FERMENTACIÓN
ALCOHÓLICA
LISNEY MENDOZA
INGENIERÍA QUÍMICA
ELECTIVA FERMENTACIÓN INDUSTRIAL.

2. INTRODUCION
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
La humanidad emplea la fermentación
alcohólica desde tiempos
inmemoriales para la elaboración de
cerveza (empleando cereales) y
del vino (empleando el fruto de la vid:
la uva en forma de mosto)
fundamentalmente. Los griegos
atribuían el descubrimiento de la
fermentación al dios Dionisio.

3. FERMENTACION
ALCOHOLICA
La fermentación alcohólica es un complejo
proceso biológico originado por la
actividad de algunos microorganismos que
procesan los hidratos de carbono como por
ejemplo, la glucosa.
La fermentación alcohólica tiene como
finalidad biológica proporcionar energía
anaeróbica a los microorganismos
unicelulares (levaduras) en ausencia de
oxígeno.

4. PROCESO DE
FERMENTACION
ALCOHOLICA
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico
realizado por las levaduras y algunas clases de bacterias.
Estos microorganismos transforman el azúcar en alcohol
etílico y dióxido de carbono. La fermentación alcohólica,
comienza después de que la glucosa entra en la celda. La
glucosa se degrada en un ácido pyruvic. Este ácido pyruvic se
convierte luego en CO2 y etanol. Desde hace miles de años,
la humanidad aprovechó este proceso para hacer pan,
cerveza y vino. En estos tres productos se emplea el mismo
microorganismo: la levadura común o lo Saccharomyces
Cerevisae

5. MATERIAS
PRIMAS
1. Materias sacaroideas como azúcar de caña, remolacha,
melazas y jugos de frutas.
2. Materias que contienen almidón: cereales (maíz, cebada,
avena, trigo, arroz, sorgo, etc), así
como papa, boniato, girasol, yuca, etc.
3. Materiales celulósicos como madera y residuos de
fabricación de pulpa de papel.
4. La principal materia prima es la melaza.
Condiciones requeridas para la
fermentación alcohólica.
Concentración de azúcares: 10 – 18 %
pH entre 4 y 4,5
Microorganismo: Saccharomyces
cerevisiae
Ausencia de O2 y presencia de fosfatos.
Temperatura de fermentación: 15 – 25ºC,
por encima de 30ºC se evapora el
alcohol.

6. FASES EN LA
FERMENTACIÓN
1ª fase (primeras 24 horas), predominan levaduras no
esporogéneas, que resisten un grado alcohólico 4-5. Son
sensibles al anhídrido sulfuroso.
2ª fase (2º-4º día), predomina el Sacharomyces cerevisiae
que resiste hasta un grado de alcohol entre 8 y 16. En esta
fase es cuando se da la máxima capacidad fermentativa
3ª fase sigue actuando Sacharomyces Cerevisiae junto a
Sacharomyces Oviformis. También pueden existir otros
microorganismos procedentes principalmente de las bodegas
y de los utensilios, suelen ser hongos entre los que destacan
Penicillium, Aspergilus, Oidium,

7. ESQUEMA DE
EMBDEN-
MEYERHOF.
La Ruta Completa de EMBDEN-
MEYERHOF Si comenzamos con una
molécula de glucosa y añadimos todas
las reacciones que participan en su
conversion a dos moleculas de
piruvato de acuerdo con el esquema
de Embden-Meyerhof, el resultado es:
Tres sucesos acontecen
simultaneamente: • La glucosa es
oxidada a piruvato • El NAD es
reducido a NADH • El ADP es
fosforilado para formar ATP. No se
realiza la ruta de Embden- Meyerhof
sin los tres procesos lo cual quiere
decir que el ADP, Pi y NAD, asi como la
glucosa, deben estar presente.

8. REACCIONES
BIOQUÍMICAS
DE LA
FERMENTACION
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.
GLUCOSA→ 2 ETANOL + 2 CO2
LEVADURAS= HONGOS UNICELULARE,
ANAEROBICOS

9. EL CICLO SE
PUEDE DIVIDIR
EN DOS ETAPAS:
1. Fase de inversión de energía: en esta etapa de preparación
(fase de 6-carbonos) se activa la glucosa con el agregado de dos
grupos fosfatos provenientes del ATP , gasto neto = 2 ~Pi (o sea
dos uniones de alta energía). La molécula de glucosa se divide en
dos moléculas de tres carbonos: el gliceraldehido-3-fosfato
(G3P) y la dihidroxiacetona fosfato, ésta última luego se
transforma en G3P.
2. Fase de "cosecha" de energía: las dos moléculas de G3P se
convierten finalmente a 2 moléculas de ácido pirúvico o piruvato
Fase de oxidación (producción de energía): cada gliceraldehido-
3-fosfato se oxida, liberando ~ 100 kcal. Parte de la energía
producida es temporariamente guardada como NADH (reducido).
Parte es usada para agregar un fosfato inorgánico a la molécula
de 3 carbonos para dar origen al ácido 1-3 difosfoglicérico. El
resto de la energía se libera como calor.
En las reacciones que siguen los grupos fosfato de 1-3
difosfoglicérico son cedidos (uno por vez) al ADP (adenosín
difosfato) para formar ATP. Esto se conoce como fosforilación a
nivel de sustrato.
Del griego glycos: azúcar y lysis:
ruptura. Es el primer paso de la
respiración, es una secuencia compleja
de reacciones que se realizan en
el citosol de la célula y por el cual la
molécula de glucosa se desdobla en
dos moléculas de ác. pirúvico.
Es el ciclo metabólico más difundido
en la naturaleza, también se lo conoce
como ciclo de Embden-Meyerhof

10. AGENTES
MICROBIANO
DE LA
FERMENTACION
Bacterias lácticas (Lactobacillus, Streptococus y Leuconostoc)
, que se desarrollan en la leche.
La levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en día
sigue siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces
cerevisiae de la que se emplean diferentes cepas para la
fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes
industriales.
Kluyveromyces fragilises 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.
Trichosporum 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. •
Entre las especies bacterianas de interés
industrial están las bacterias del ácido
acético, Gluconobacter y Acetobacter que
pueden convertir el etanol en ácido acético.
El género Bacillus es productor de
antibióticos (gramicidina, bacitracina,
polimixina), proteasas e insecticidas
Del género Clostridium cabe destacar
Clostridium acetobutylicum que puede
fermentar los azúcares originando acetona y
butanol.
Las bacterias del ácido láctico incluyen,
entre otras, las especies de los géneros
Streptococcus y Lactobacillus que producen
yogurt.
Corynebacterium glutamicum es una
importante fuente industrial de lisina.

11. APLICACIONES DE
FERMENTACIONES
INDUSTRIALES
FERMENTACION
Uno de los beneficios principales que presenta la fermentación
con respecto a la industria es transformar el mosto en vino, la
cebada transformarla en cerveza, y los carbohidratos en dióxido
de carbono para llegar a hacer pan. También el proceso de
fermentación se puede destinar a otros usos como
la fabricación de suplementos como es la cianocobalamina.
Enriquecer la dieta mediante el desarrollo de sabores, aromas y
diferentes texturas en los alimentos.
Conservación de cantidades de alimentos mediante el ácido
láctico, el etanol, el ácido acético y un tipo de fermentaciones
denominadas alcalinas.
Enriquecer los alimentos con proteínas, aminoácidos, ácidos
grasos (del tipo esenciales) y además vitaminas.
Retirar toxinas de compuestos tóxicos durante el proceso.
Disminuir el tiempo que se tarda en cocinar los alimentos y
además disminuir también las cantidades de combustible que se
necesitan para cocinarlo.

12. EL VINO
El vino esta formado por diferentes componentes, de los
cuales el principal es el agua, que esta presente entre
un 82% y un 88%. El segundo componente más
importante es el alcohol, que surge gracias a la
fermentación, y le da cuerpo y aroma al vino. La
graduación del vino suele variar entre el 7% y el 17%,
dependiendo del tipo de vino. El resto de componentes
aparecen en menor cantidad, como azucares, influyen en
el sabor del vino; taninos, que le dan color y textura al
vino; sustancias volátiles, que constituyen parte del
aroma; ácidos, que participan también en el sabor del
vino; y algunos otros de menor importancia.

13. CLASIFICACION
Clasificación por color:
Vino tinto: Un vino tinto, tiene una gama de colores entre
rojo rubí y el morado. Se elabora con uvas tintas,
fermentando el mosto de la uva junto con la piel, ya que
es ésta la que proporciona el color.
Vino blanco: Este tipo de vino tiene una gama de colores
que va desde el amarillo pálido hasta caoba. En su mayoría
se elabora con uvas blancas, pero puede darse el caso de
elaboraciones de uvas tintas, en las que el mosto no haya
estado en contacto con la piel de la uva (en Francia blanc
de noir).
Vino rosado: El vino rosado tiene una gama de colores
desde el rosa salmón, hasta tonos más anaranjados. Es
muy habitual encontrar elaboraciones con uvas tintas, en
las que el mosto está en contacto con la piel, pero durante
menos tiempo que en el caso de los vinos tintos. También
pueden encontrarse casos en los que se mezcla uva tinta y
blanca.
Clasificación por edad:
Vino joven: Un vino joven no tiene apenas crianza en
madera, menos de 6 meses. Podemos encontrar vinos
jóvenes tanto entre los tintos como entre los blancos o los
rosados.
Vino con crianza: Estos vinos tienen ya una crianza en
madera de al menos 6 meses, y otro periodo de crianza en
botella. Los vinos con crianza más comunes, son los tintos,
aunque cada vez es más frecuente encontrar vinos blancos
con crianza. Dependiendo del tiempo de crianza, se
pueden clasificar estos vinos en otros tres tipos, aunque el
tiempo mínimo de crianza para cada tipo, varía
dependiendo de la Denominación de Origen:
◦ Vino Crianza: Normalmente debe tener una crianza de al
menos 6 meses en madera, y hasta un máximo de dos años en
botella.
◦ Vino Reserva: Son vinos con un mínimo de un año de crianza
en madera y un máximo de 3 años en botella.
◦ Vino Gran Reserva: Deben tener un mínimo de dos años de
crianza en madera y un máximo de 5 años en botella

14. MATERIA PRIMA
DEL VINO
La uva es una fruta que se obtiene de la vid y que viene en
racimos pequeños y dulces. Este manjar de los dioses se
puede comer fresco o utilizar para producir vino, vinagre,
mosto, agraz y pisco.
Los secretos de la uva
La evidencia más antigua de la existencia de producción de
vino y su consumo data del año 5400 a. C. a través del
hallazgo de una vasija en un poblado neolítico de Hajji Firuz
Tepe. El vino siempre ha estado bien considerado por la alta
sociedad, llegando a ser imprescindible en cualquier gran
acontecimiento.
El vino lleva acompañando al ser humano desde hace más de
7000 años, siendo la uva su base, su materia prima por
excelencia.

15. PROCESO DE
ELABORACION
Vendimia
Es uno de los procesos más famosos
en la elaboración del vino y también es
el primero. Los meses de recogida de
uva son entre los meses de septiembre
y octubre al igual que el momento de
su recogida es aquel en el que la
materia prima muestre síntomas de
encontrarse en el mejor estado de
maduración. Es en ese momento
cuando se comprueba que el nivel de
azúcar que presenten las uvas marcan
la fermentación y nivel de alcohol

16. Despalillado
El despalillado es un proceso sencillo.
Esta tarea se basa en separar las uvas
del raspón -elemento que resta acidez
al vino debido a su cantidad de
potasio- o escobajo. Esta parte es
concretamente la estructura herbácea
del racimo

17. Estrujado
El estrujado se realiza sobre las
propias bayas. Cuanto mayor sea el
estrujado, más cantidad obtendremos
de mosto. Aquí el proceso difiere
dependiendo del tipo de uva. La uva
blanca va a prensa directamente.
Mientras, la uva propia del vino
tinto va a macerar a depósito junto a la
piel, más conocida como hollejas.

18. Maceración y
fermentación
alcohólica
La maceración de la uva consiste en
depositar en un mismo depósito -en
acero inoxidable o madera- el mosto y
las partes sólidas. Aquí se extrae el
color y los aromas. El propósito es la
extracción optima: el máximo de
sustancia química natural que procede
de las partes más sólidas del racimo
(taninos).

19. El vino paso a
paso: prensado
Es el posterior y último paso para la
eliminación de residuos. En él, se
obtiene la mayor cantidad de vino
yema al separarse del hollejo. Este
paso, tiempo atrás se confeccionaba
tras la vendimia. Para adquirir el
mosto de la uva recién cosechada el
proceso se ejecuta en pequeños pasos.

20. EL CERVEZA
La cerveza es una bebida de bajo contenido ALCOHOLICO
resultante de fermentar mediante levadura seleccionada, el
mosto elaborado con malta de cebada, arroz, maíz, lúpulo y
agua.
Cada uno de los componentes, tomados por separado, son
considerados de gran importancia. Así por ejemplo, el grano
de cebada por su valor energético (hidratos de carbono) y por
su contenido de proteínas y sales (fosfatos).
En promedio, cada 100 g de cerveza se consumen 46 kcal. Es
decir que un chopp de cerveza de 300 ml contiene
aproximadamente 150 kcal. Siendo su composición de un
94% promedio de agua

21. MATERIA PRIMA DE LA CERVEZA
La malta
Se obtiene del proceso de malteo de granos de cebada cervecera (de alto
rendimiento en extracto). El malteo comprende el desarrollo controlado de la
germinación del grano y con un procedimiento final de secado / tostado. Una vez
transformada, la malta cederá el almidón, las enzimas y las proteínas, necesarias para
la elaboración del mosto.
El lúpulo:
Proviene de las flores maduras femeninas de la planta del lúpulo. Dota a la cerveza
del gusto amargo, agradable y del fino aroma que lo caracteriza, interviniendo
también en la formación y calidad de espuma.
El agua:
La gran importancia de este elemento está dado porque colabora en el proceso y en
el sabor final del producto. El agua, al igual que todos los demás componentes, es
constantemente analizada y tratada con sulfatos, nitratos, cloruros, sodio, calcio, etc.
Para mantener los estándares de calidad exigidos, en las plantas se cuenta con
equipamientos de ultima generación, que permiten desalinizar y depurar el líquido a
utilizar.
Adjuntos:
El arroz partido y la sémola de maíz, como adjuntos, contribuyen sólo con los
almidones necesarios para la elaboración de la cerveza.
La levadura:
Las levaduras son hongos unicelulares que se reproducen por gemación. Una célula
de levadura de cerveza típica tiene, cuando se halla plenamente desarrollada, entre 8
a 14µm de diámetro y una masa de materia seca de 40pg. La levadura es esencial
para el proceso de elaboración de cerveza en donde la mayor parte de las sustancias
presentes en el mosto (Azucares) difunden a través de la pared hacia el interior de la
célula. En el interior de la célula los azucares son transformados en alcohol y gas
carbónico. A esta transformación se la conoce con el nombre de fermentación. A su
vez en el interior de la célula se generan otros subproductos que son claves en el
desarrollo del perfil organoléptico (sabor y aroma) de la cerveza.

22. CERVEZAS TIPO
ALE
El término ale se refiere al tipo de fermentación y no tiene
nada que ver con el color, estilo o cuerpo. Las ale pueden ser
pálidas u oscuras , tener mucho o poco cuerpo, alta o baja
graduación alcohólica y ser más o menos amargas. Todo
dependerá, entre otras cosas, de la cantidad y tipo de malta
que se utilice, del lúpulo y de la maduración que
experimente.
En la forma más sencilla de elaboración, durante la
fermentación en caliente que dura unos tres o cuatro días, se
alcanza una temperatura de unos 25º C. Sin embargo, muchos
productores dejan fermentar la cerveza hasta dos semanas.
Después, la mayoría de las cervezas de fermentación alta
tienen algún tipo de maduración posterior, que puede ir
desde unos pocos días de acondicionamiento en caliente
entre 13 y 16º C, a una maduración en frío o incluso una
segunda fermentación en la barrica o botella.

23. CERVEZAS LAGER
Una lager es, por tanto, una cerveza fermentada con una
levadura que trabaja a baja temperatura en la parte baja del
tanque, a la que luego se le deja madurar en frío, alrededor
de 0º C. Las auténticas lager suelen madurar por un periodo
de 2 a 6 meses, dependiendo del carácter que se quiera dar a
la cerveza, siendo tres o cuatro semanas el tiempo mínimo, ya
que si lo hacen por menos tiempo carecerán del acabado de
una auténtica lager. Las más fuertes pueden madurar durante
muchos meses.
Además del tiempo de maduración, otras características
como la densidad del mosto, las mezclas de malta, el lúpulo
utilizado y formas específicas de elaboración determinarán
las características de los distintos estilos de lager, como las
pilsen, märzen, Viena o bock.

24. CERVEZAS DE
TRIGO
Son cervezas de fermentación alta elaboradas con una mezcla
de trigo y cebada. El trigo, que puede o no maltearse según la
tradición de cada país, da a la cerveza un sabor a grano, como
el del pan recién hecho, sobre todo cuando no está malteado.
También se conocen como cervezas blancas, por el aspecto
como de neblina que tienen las que no están filtradas, que es
como suelen tomarse.
Su característica principal es su cáracter ácido, refrescante y
espumoso, por lo que no es de extrañar que sea una cerveza
muy popular en las areas donde tradicionalmente se produce,
como son el sur de Alemania, Berlín y Bélgica.

25. CERVEZAS
PORTER Y STOUT
La cerveza Porter es una cerveza
menos amarga, densidades originales
más bajas y menor grado de alcohol
que las Stout. La cerveza Stout, recibe
este nombre por ser la porter más
fuerte. La stout es una cerveza de
color casi negro, oscura, amarga y
elaborada con malta de cebada
tostada.

26. CERVEZAS
LAMBIC
Las cervezas de la familia Lambic son
cervezas de fermentación espontánea,
que se elaboran en la zona de Bruselas
conocida como Lambeek, ácidas y
poco amargas debido a que los lúpulos
se envejecen para evitar ese amargor.

27. OTRAS
ESPECIALIDADES
Existe toda una gama de cervezas
especiales que por sus características,
su proceso de elaboración o sus
ingredientes, son difíciles de clasificar
en alguno de los apartados anteriores.
Sin embargo, son cervezas que
merecen ser conocidas y apreciadas

28. PROCESO DE
ELABORACION
Malteado
Durante el malteado los granos de
cereal, normalmente de cebada,
atraviesan un proceso de germinación
controlada con el fin de activar las
enzimas presentes en el grano, que
luego serán necesarias durante la
maceración. Dependiendo del grado
de tostado obtenido durante el
malteo, conseguiremos maltas más
claras u oscuras, que aportarán el
color de la cerveza.

29. Molienda y
Maceración
Una vez hemos molido el grano de
cereal, es hora de mezclarlo con agua
para preparar el mosto cervecero. El
agua es el ingrediente mayoritario
representando entre el 85%-90% del
contenido de la cerveza final.
Para el proceso de macerado, la malta
se mezcla con el agua a diferentes
tiempos y temperaturas, produciendo
las transformaciones necesarias para
convertir el almidón en azúcares
fermentables.

30. Filtración de
mosto
Tras la maceración, se separa el mosto
líquido de los restos de malta. Para
ello filtramos el mosto a través de una
cuba filtro o de un filtro prensa, en
ambos casos se separa el líquido del
sólido, a este último le llamamos
bagazo y normalmente es
reaprovechado para alimentación
animal.

31. Cocción
El mosto se lleva a ebullición con el
objetivo de aportar amargor y aroma
presentes en el lúpulo. Además,
durante esta etapa se esteriliza el
mosto, se coagulan proteínas y se
evaporan aromas indeseables.
Normalmente este proceso dura en
torno a una hora o más, dependiendo
del estilo de cerveza que se esté
elaborando. Posteriormente el mosto
final es sometido a una especie de
centrifugado o whirpool.

32. Fermentación de
la cerveza
Finalmente llegó el momento de
enfriar y airear el mosto para luego
sembrar la levadura. Durante la
fermentación se transforman los
azúcares fermentables en alcohol y
CO2, al tiempo que se generan una
gran variedad de compuestos, muchos
de los cuales contribuyen a darle los
aromas característicos tan populares
de la cerveza. Usualmente en el
proceso cervecero se utilizan dos
grandes familias de levaduras: lager y
ale. Este proceso se desarrolla en
tanques de fermentación que en
ocasiones son conocidos
como fermentadores.

33. Maduración
El líquido resultante requiere de un
período de maduración, donde la
cerveza es sometida a bajas
temperaturas para que el sabor y los
aromas logrados durante el proceso se
estabilicen y se consiga el justo
balance entre los diferentes matices.

34. Envasado
Generalmente al terminar la
maduración la cerveza es sometida a
un proceso de filtración para separar
pequeñas partículas de levadura y
compuestos que aún se encuentran en
suspensión. Una vez filtrada se obtiene
la cerveza brillante, la cual se envasa
en diferentes formatos para su
consumo y en muchos casos se
pasteuriza para luego poner a
disposición de los Cervecistas, que
sólo tendrán que preocuparse de abrir,
servir y disfrutar.

35. CONCLUSION
La humanidad emplea la fermentación alcohólica desde
tiempos inmemoriales para la elaboración de cerveza
(empleando cereales) y del vino (empleando el fruto de la vid:
la uva en forma de mosto) fundamentalmente.
La fermentación alcohólica del vino es muy antigua y ya en la
Biblia se hacen numerosas referencias al proceso
Fermentación del vino
La fermentación del vino es de las más conocidas. Las
levaduras responsables de la vinificación son unos hongos
microscópicos que se encuentran de forma natural en los
hollejos de las uvas (generalmente en una capa en forma de
polvo blanco fino que recubre la piel de las uvas (Vitis
vinifera) y que se denomina "pruina").
La elaboración del vino pasa por una
fermentación alcohólica de la fruta de
la vid en recipientes de acero
inoxidable en lo que se denomina
fermentación tumultuosa debido a la
gran ebullición que produce durante
un periodo de entre diez y catorce
días aproximadamente.