Fermentación

Algunos alimentos como el pan, el yogurt y las bebidas alcohólicas pasan por un proceso conocido como fermentación, éste es llevado a cabo principalmente por las bacterias y las levaduras en ambientes con ausencia de oxígeno.

¿Qué es la fermentación?

La fermentación es un proceso químico mediante el cual las moléculas de glucosa son descompuestas en ausencia de oxígeno. De manera más gráfica, la fermentación es la espuma que se produce durante la fabricación del vino y la cerveza.

La fermentación es generalmente llevada a cabo por las levaduras, sin embargo, algunas bacterias y protistas también la realizan.

La fermentación se produce cuando el organismo no puede utilizar la cadena transportadora de electrones a causa de que el receptor final de la cadena (oxígeno) falta, esto ocurre cuando el ambiente es anaerobio. Es aquí cuando la célula comienza a utilizar la fermentación para reponer sus coenzimas y continuar con la generación de energía.

La cadena transportadora de electrones sólo es llevada a cabo cuando en el ambiente hay oxígeno.

De manera general, la fermentación transforma el piruvato y el NADH en NAD+, en conjunto con una molécula orgánica, que puede ser etanol o ácido láctico, todo depende del tipo de fermentación.

Un poco de historia

Se considera que la fermentación es el proceso más antiguo mediante el cual los microorganismos obtenían la energía. Al ser las condiciones de la Tierra primitiva adversas, no había oxígeno libre y los rayos solares no llegaban; la única manera en que los organismos podían mantenerse era mediante la fermentación.

A pesar de que este mecanismo tiene mucho tiempo de antigüedad, no fue hasta el siglo XIX que el químico y microbiólogo Luis Pasteur determinó que la fermentación era un proceso anaeróbico que se llevaba a cabo por microorganismos y levaduras, y que tenía como productos finales principales, el alcohol etílico, el ácido láctico y el dióxido de carbono.

Louis Pasteur demostró que en la fermentación intervenían microorganismo y no sólo era un proceso químico.

Proceso general de fermentación

La fermentación y la respiración celular comienzan de la misma forma, con la glucólisis, sin embargo, sin oxígeno, el piruvato hecho durante la glucólisis no puede pasar por la oxidación, el ciclo del ácido cítrico ni la cadena transportadora de electrones.

Al no ser funcional la cadena transportadora de electrones, el NADH producido durante la glucólisis no puede dejar sus electrones y volver a ser NAD+.

Si este paso de electrones no ocurre, eventualmente el NAD+ se agotará, esto trae como consecuencia que ciertas etapas de la glucólisis, donde esta coenzima acepta electrones, no se den, por lo tanto el proceso se detiene y la célula no puede obtener energía.

La fermentación no es un proceso de generación de energía, sino de recuperación del NAD+.

De manera que es sumamente importante tener reservas de NAD+ para que éste pueda aceptar electrones durante la glucolisis y así obtener energía.

Como no hay oxígeno, el organismo necesita otra manera de reponer el NAD+ gastado, por eso recurre a la fermentación, cuya función principal es precisamente esta, generar NAD+ a partir del NADH y así mantener la glucolisis de manera efectiva.

Los microorganismos se pueden ir por dos vías para obtener las reservas:mediante la vía de fermentación alcohólica o mediante la fermentación láctica.

Tipos de fermentación

• Fermentación láctica: este proceso ocurre en el citoplasma, aquí los NADH formados durante la glucólisis transfieren sus electrones al piruvato y crean ácido láctico. De esta manera se vuelve a generar NAD+.

En la fermentación de ácido láctico el aceptor de electrones es el mismo piruvato.

Las bacterias que hacen el yogurt llevan a cabo la fermentación láctica. De la misma manera, los glóbulos rojos en nuestro cuerpo, al no tener mitocondrias, no pueden realizar la respiración celular y recurren a este mecanismo.

• Fermentación alcohólica: se conoce también como fermentación etílica o de etanol, es un mecanismo realizado por las levaduras, algunas bacterias y los mohos.

De manera general, durante este proceso el NADH dona sus electrones a una molécula derivada del piruvato y forma el etanol. La fermentación alcohólica se lleva a cabo en dos pasos, en la primera etapa, un grupo carboxilo (COOH) es eliminado del piruvato, produciéndose una molécula de dos carbonos llamada acetaldehído.

En la segunda etapa, el NADH dona sus electrones al acetaldehído y es regenerado el NAD+, como producto final se forma el etanol.

La fermentación alcohólica llevada por algunas levaduras es la que produce el etanol que encontramos en el vino y la cerveza.