La fermentación es una de las biotecnologías aplicadas mas
antiguas, que se ha utilizado para conservar alimentos
durante mas de seis mil años.
Es una técnica de conservación de alimentos, y muy adecuada donde
otros métodos son inaccesibles o no existen, como las conservas y
la congelación.
La fermentación es un proceso que ocupa mucha mano de obra y requiere
una infraestructura mínima y poca energía, ademas de que
se integra bien en la vida de las aldeas de las zonas rurales de muchos
países en desarrollo, ya que contribuye significativamente a la
seguridad alimenticia al aumentar la variedad de materias primas que se pueden
utilizar para producir alimentos.
La fermentación mejora el contenido nutritivo de los alimentos por la
biosíntesis de las vitaminas, los aminoacidos esenciales y las
proteínas, al volver mas digeribles las proteínas y las
fibras, proporcionar mas micronutrientes y degradar los factores anti
nutritivos.
La producción de alimentos fermentados también es importante para
sumar valor a las materias primas agrícolas, y así proporciona
ingresos y crear empleos.
El proceso tradicional de fermentación suele ser una
actividad espontanea, sin asepsia (desinfección), producto de la
acción conjunta de una variedad de microorganismos. En un
birreactor -que puede ser ollas de barro o de metal, una cesta o una simple
cavidad en la tierra forrada de hojas-, las variedades mejor adaptadas y con el
maximo coeficiente de crecimiento, predominan en condiciones
controladas.
En consecuencia, mejorar todo lo posible el control de esos
métodos y de la flora microbiana asociada a lafermentación
representa uno de los principales retos para mejorar las tecnologías de
fermentación de los alimentos. También hace falta crear
sistemas de control de calidad adecuados, por ejemplo utilizando materias
primas de gran calidad, normas de higiene apropiadas
en el sitio de elaboración, y un envase adecuado.
Si se mejorara el control del proceso creando birreactores
mas apropiados, en particular los que sirven para fermentar materias
primas sólidas, mejoraría la calidad y la cantidad de alimentos
fermentados disponibles en los países en desarrollo.
La selección y producción de variedades de microbios mas
productivos, y el control y manipulación de las condiciones de cultivo,
también podrían aumentar la eficacia de los procesos de
fermentación.
Tipos de fermentaciones
Existen 4 tipos de fermentación, los cuales se encargan y estan
divididos por tipo y función
* Fermentación acética
* Fermentación butírica
* Fermentación alcohólica
* Fermentación lactica
Fermentación Acética
La fermentación acética es la fermentación bacteriana
por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma
el alcohol en acido acético.[1] La fermentación
acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de
oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino.
La fermentación acética es un
area de estudio dentro de la cimología.
Características
La formación de acido acético (CH3COOH) resulta de la
oxidación de un alcohol por la bacteria del vinagre en presencia del
oxígeno del
aire. Estas bacterias, a diferencia de las levaduras productoras de alcohol,
requieren un suministro generosode oxígeno para
su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por
la ecuación
C2H5OH + O2 Acetobacter acetil CH3COOH + H2O
Fermentación
Butírica
La fermentación butírica (descubierta por Louis Pasteur) es
la conversión de los glúcidos en acido butírico por
acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de
oxígeno. Se produce a partir de la
lactosa con formación de acido butírico y gas. Es
característica de las bacterias del género Clostridium y se
caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.
Se puede producir durante el proceso de ensilado si la
cantidad de azúcares en el pasto no es lo
suficientemente grande como
para producir una cantidad de acido lactico que garantice un pH
inferior a 5.
Fermentación Alcohólica
La fermentación alcohólica (denominada también como
fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es
un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire
(oxígeno - O2), 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 (cuya
fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2)
en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios
microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico.
El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas
alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.[1]
Aunque en la actualidad seempieza a sintetizar también etanol mediante
la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como
biocombustible.[2] [3]
La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica
proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos
unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las
moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para
sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la
fermentación. Las levaduras y bacterias causantes de este
fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y
contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados (véase
Evaluación sensorial) 4] Una de las principales
características de estos microorganismos es que viven en ambientes
completamente carentes de oxígeno (O2), maxime durante la
reacción química, por esta razón se dice que la
fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico.
Fermentación lactica
La fermentación lactica es una ruta metabólica
anaeróbica que ocurre en el cito sol de la célula, en la cual se
oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto
de desecho es el acido lactico.
Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lacticas),
hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la
fermentación lactica también se verifica en el tejido
muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una
aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la
respiración aeróbica. Cuando el acido lactico se
acumula en las células musculares produce síntomas asociados con
la fatigamuscular. Algunas células, como los
eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a obtener
energía por medio de la fermentación lactica; por el
contrario, el parénquima muere rapidamente ya que no fermenta, y
su única fuente de energía es la respiración
aeróbica.
Proceso
En condiciones de ausencia de oxígeno (anaeróbicas), la fermentación
responde a la necesidad de la célula de generar la molécula de
NAD+, que ha sido consumida en el proceso energético de la
glucólisis. En la glucólisis la célula transforma y
oxida la glucosa en un compuesto de tres atomos
de carbono, el acido pirúvico, obteniendo dos moléculas de
ATP; sin embargo, en este proceso se emplean dos moléculas de NAD+ que
actúan como
receptores de electrones y se reducen a NADH. Para que puedan tener lugar las
reacciones de la glucólisis productoras de energía es necesario
reoxidar el NADH; esto se consigue mediante la cesión de dos electrones del
NADH al acido pirúvico, que se reduce a acido
lactico.
Conclusión
La fermentación, es que la energía de levitación
anaeróbica del
metabolismo de unos nutrientes, tales como
la azúcar convierte a estos nutrientes en acido lactico,
acido acético, y etanol. Éstos son el
producto final de fermentación de algunos microorganismos. Hace referencia al crecimiento de microorganismos en los alimentos.
Aquí, no se establece diferencia entre metabolismo
aeróbico (el oxígeno es usado) y anaeróbico (ningún
oxígeno es usado). La fermentación cambiara
gradualmente las características de los alimentos por la acción
de enzimas, producidas por algunas bacterias, mohos y levaduras.
