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El vino - Diferencia entre azúcar y almidón, FERMENTACION Y TIPOS



Diferencia entre azúcar y almidón
Las moléculas orgánicas, como el azúcar, son moléculas que pueden agruparse, cuando estas moléculas se encuentran sin estar agrupadas, se llaman monómeros, cuando se agrupan se llaman polímeros. En el caso del almidón y el azúcar, ocurre lo mismo, el azúcar, no es otra cosa que la molécula simple de seis carbonos, doce hidrógenos y seis oxígenos, en el caso del almidón, estamos hablando que es la agrupación de muchas moléculas de azúcar unidas, las cuales forman una molécula gigante o polímero.
El azúcar o sacarosa es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa (estas son monosacáridos hexosas) que se obtiene de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera.
El almidón es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, y proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo.


El almidón no es realmente un polisacárido, sino la mezcla de dos polisacáridos, la amilosa y la amilopectina
FERMENTACION Y TIPOS

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.
Fue descubierta por Louis Pasteur, que la describió como la vie sans l´air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces derealizarla.
El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un
que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.
Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.
Enla industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.
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USOS: El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en dióxido de carbono para hacer pan. De acuerdo con Steinkraus (1995), la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales:
* Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos.
* Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentaciones alcalinas.
* Enriquecimiento de substratos alimenticios con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas.
* Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia.
* Disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos de combustible.
La fermentación tiene algunos usos exclusivos para los alimentos. Puede producir nutrientes importantes o eliminar anti nutrientes. Los alimentos pueden preservarse por fermentación, la fermentación hace uso de energía delos alimentos y puede crear condiciones inadecuadas para organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el ácido producido por la bacteria dominante, inhibe el crecimiento de todos los otros microorganismos.
De acuerdo al tipo de fermentación, algunos productos (ej. alcohol fusel) pueden ser dañinos para la salud. En alquimia, la fermentación es a menudo lo mismo que putrefacción, significando permitir el pudrimiento o la descomposición natural de la sustancia.
Tipos de fermentaciones
* Fermentación acética
* Fermentación alcohólica
* Fermentación butírica
* Fermentación de la glicerina
* Fermentación láctica
* Fermentación ropica

Fermentación acética La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido 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 áera de estudio dentro de la Cimología.
Características
La formación de ácido 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 generoso de oxígeno para su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuación
C2H5OH + O2 → Acetobacter aceti → CH3COOH + H2O
Hayotros muchos tipos de fermentación que se producen de forma natural, como la formación de ácido butanoico cuando la mantequilla se vuelve rancia.
Fermentaciones específicas
Las fermentaciones específicas son manipuladas por el hombre con el objeto de obtener el etanol en ciertas bebidas. Para ello se emplean principalmente los azúcares de las frutas, los cereales y de la leche. La producción de estas bebidas es en la mayoría de los casos local debido a la disponibilidad de los substratos, por ejemplo en los países mediterráneos la uva es frecuente y por lo tanto la fermentación del vino también, el mismo patrón puede hacerse con otros materiales como el arroz en Asia o el maíz en Latinoamérica. De esta forma la tradición de los procesos de fermentado se han asociado a las diversas etnias o grupos sociales.
Fermentación del vino
La fermentación del vino es de las más conocidas y estudiadas por afectar a una industria muy extendida y con gran solera (véase: Historia del vino). En el caso del vino 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 l.) y que se denomina 'pruina'). Los vinos deben tener una cantidad de alcohol debido a la fermentación de al menos un 9% en volumen. Con la excepción de los vinos verdes como puede ser el chacolí que pueden tener unagraduación inferior 34] La fermentación alcohólica del vino es muy antigua y ya en la Biblia se hacen numerosas referencias al proceso. Las especies de levaduras empleadas en la elaboración del vino suelen ser por regla general las Saccharomyces cerevisiae aunque a veces también se emplean la S. bayanus y la S. oviformis, aunque en muchas variedades de vides la kloeckera apiculata y la metschnikowia pulcherrima son levaduras endógenas capaces de participar en las primeras fases de la fermentación.[35] Para frenar la aparición de bacterias indeseables y otros organismos limitantes de la fermentación se suele esterilizar el mosto a veces con dióxido de azufre (SO2) antes del proceso.
La elaboración del vino pasa por una fermentación alcohólica de la fruta de la vid en unos recipientes (hoy en día elaborados en acero inoxidable) en lo que se denomina fermentación tumultuosa debido a gran ebullición que produce durante un periodo de 10 días aproximadamente (llegando hasta aproximadamente unas dos semanas). Tras esta fermentación 'principal' en la industria del vino se suele hacer referencia a una fermentación secundaria que se produce en otros contenedores empleados en el trasiego del vino joven (tal y como puede ser en las botellas de vino). Los vinos blancos fermentan a temperaturas relativamente bajas de 10s-15sC y los vinos tintos a temperaturas mayores de 20s-30sC. A veces se interrumpe voluntariamente la fermentación etílica en el vino por diversascausas, una de las más habituales es que haya alcanzado la densidad alcohólica establecida por la ley. En otros casos por el contrario se activa de forma voluntaria el proceso de fermentado mediante la adición de materiales azucarados, este fenómeno recibe el nombre de chaptalización y está muy regulado en los países productores de vino ]
La cerveza es una bebida alcohólica producida por la fermentación alcohólica mezcla de algunos cereales (en forma de malta) mezclados con agua. Los cereales empleados son por regla general: cebada, centeno, trigo, etc. El contenido de la cerveza ya se reglamentó en Europa en la famosa ley alemana de la Reinheitsgebot que data del año 1516. Las levaduras empleadas en el proceso de fermentación de la cerveza se dedican a trabajar contra la maltosa y por regla general suelen depender de las características del producto cervecero final que se desee obtener, por ejemplo se suele emplear la Saccharomyces cerevisiae para elaborar cervezas de tipo ale (de color pálido) y la saccharomyces carlsbergensis que sirve para la elaboración de la cerveza tipo lager (Generalmente de color rubio) y la Stout (Cerveza oscura de alto contenido alcohólico generalmente más dulce, un ejemplo: Guinness). El proceso de fermentación en la cerveza en las cubas de fermentación ronda entre los 5 y 9 días.
La industria cervecera ha seleccionado durante siglos las cepas de levaduras para que se adaptaran al proceso de elaboración de cerveza,logrando una gran variedad de las mismas. Durante el proceso se le añade lúpulo (Humulus lupulus) con el objeto de saborizar, aromatizar y controlar las reacciones enzimáticas durante el proceso de elaboración de la cerveza. El proceso de fermentación de la cerveza se produce en un medio ácido que suele oscilar entre los pH 3 y 5,6. Por regla general la fermentación de la cerveza se regula mediante la regulación de la temperatura de la fermentación del mosto de malta.
Existen en la elaboración de la cerveza dos tipos fundamentales de fermentación etílica, dependiendo del lugar físico donde se realiza la fermentación en la cuba madre, la razón de esta fermentación se debe a la estructura química de la capa celular de la levadura y a la propiedad floculante de las levaduras de la cerveza:
* Baja fermentación - Estas cervezas son fermentadas con levaduras específicas que se hunden en la parte inferior de la cuba (de ahí su nombre de fermentación baja). Las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente bajas 4–9 °C.
* Alta fermentación - Son cervezas elaboradas con levaduras del tipo saccharomyces cerevisiae, las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente altas 15–20°C. Estas levaduras tienden a flotar y por eso se denominan 'fermentación alta”
* Fermentación del arroz En los países asiáticos la abundancia natural del arroz debido a las características climáticas permite que se pueda emplear enla elaboración de fermentaciones alcohólicas en forma de bebida como es el sake (conocida en Japón como nihonshu (æ—¥æœ¬é… nihonshu? 'alcohol japonés'), así como el vino de arroz. Los principales microorganismos empleados en la elaboración de estas bebidas alcohólicas a base de arroz .La fermentación se toma un periodo que va desde los 30 a los 40 días.
En el sake, aparte de una concentración de entre 15 y 20% de etanol producto de la fermentación, los principales componentes responsables de su sabor característico son: ácido succínico (500 a 700 mg/L), ácido málico (200 a 400 mg/L), ácido cítrico (100 a 500 mg/L), ácido acético (50 a 200 mg/L), isoamil alcohol (70 a 250 mg/L), n-propanol (120 mg/L), 2-fenil etanol (75 mg/L), isobutanol (65 mg/L), etilacetato (50 a 120 mg/L), etilcaproato (10 mg/L) e isoamil acetato (10 mg/L). Estos metabolitos también pueden encontrarse en cervezas y la mayoría de vinos ya que provienen de la fermentación alcohólica. También hay que añadir a estos componentes el eti-lleucinato, que es el que contribuye en mayor medida al aroma del saké. No obstante, la concentración de todos estos compuestos en el Saké es significantemente mayor. No hay que olvidar la presencia de de ácido láctico (0 a 0,5 mg/L) que es casi enteramente fruto de la actividad de las bacterias fermentadoras acidolácticas presentes durante la etapa del moto (etapa inicial en la cuba de fermentación). También se detecta, aunque en concentraciones menores,una variedad de aminoácidos. La presencia de estos tiende a ser la mínima posible, ya que le dan al Saké un sabor desagradable.
Se han llevado a cabo gran cantidad de mejoras genéticas de las cepas de Saccharomyces sake con tal de incrementar la presencia de algunos de estos metabolitos (como es el caso del fenil etanol, el isoamil alcohol o el etilcaproato), al igual que reducir la de otros (aminoácidos, etilcarbamato, urea). También se han dado el caso de cepas diseñadas para mejorar la productividad, ya sea disminuyendo la formación de espuma, el incremento de tolerancia al etanol o la no proliferación de cepas productoras de toxinas. Los productos fermentados de arroz no son exclusivos de Japón, se puede encontrar en diversas culturas del mundo como puede ser: el binburán (Filipinas), el pachwai (en la India se denomina como 'cerveza de arroz'), el arrack (el denominado عرق, a€›araq es muy popular en Oriente Medio frecuentemente destilado), el rakshi (bebida elaborada con arroz y mijo en el Nepal), etc. siendo algunas de estas bebidas destiladas.
Fermentación alcohólica de la leche La leche por regla general sufre una fermentación láctica (la mayoría de los productos lácteos) que produce algunas bebidas alcohólicas. El proceso es alimentado por la lactosa (azúcar natural de la leche) y por la enzima lactasa que segregan algunas levaduras específicas . La fermentación láctica y etílica es muy sensible a la temperatura y suele denominarsefermentación heteroláctica Entre las bebidas lácteas que han sufrido una fermentación etílica se encuentra una bebida denominada koumiss que se elabora mediante la adicción de sacarosa (azúcar de caña) a la leche pasteurizada y suele proporcionar bebidas de bajo contenido alcohólico, oscila entre un 1% y un 3%, el microorganismo responsable de este proceso es Lactobacillus bulgaricus. Se denomina a veces como: 'vino de leche' y posee un aspecto grisáceo. En estas bebidas lácteas la fermentación láctica se produce al mismo tiempo que la alcohólica, cooperando ambas en un complejo proceso interrelacionado. Otra de las bebidas es el kéfir, muy popular en los países del Cáucaso y Asia Central[] que contiene una cierta cantidad de etanol, que puede oscilar entre un 0.040% y un 0.300%[] su bajo contenido se debe a las relativamente altos niveles de pH que paran el proceso fermentativo alcohólico.[]
Otras fermentaciones alcohólica Algunos alimentos fermentados poseen ciertas cantidades de etanol debido a pequeñas reacciones de fermentación etílica que se realizan durante la fermentación del alimento, las diferentes culturas del mundo emplean de una forma u otra esta fermentación como identificación cultural, debido quizás a que se suele emplear alguna fruta o verdura propia de la región. Uno de los ejemplos es el natto de la culinaria japonesa.[41] Una de las bebidas más populares en los pueblos de Europa del Norte es la hidromiel elaborada con agua y mielfermentadas cuya solera se remonta a la época de los vikingos, de la misma forma se elabora el tej etiope.
Las fermentaciones realizadas con azúcar de caña en los vinos azucarados como puede ser el basi filipino, el japonés shoto sake. Los vinos de palma elaborados con la hoja de la palmera, algunos como puede ser el ogogoro de Nigeria, el tuba de Filipinas, el kalu de la India. El pulque de México elaborado con la fermentación alcohólica del zumo de la agave tequilana (en la que participa la levadura Zymomonas mobilis), algunas bebidas similares son el colonche (o el nochoctli) elaborados de la fermentación de cactus. En México son conocidas también el tesgüino elaborado con la fermentación del maíz, el tibicos, la tuba ] Una bebida que se hace a partir de la panela es una variante del guarapo que es una bebida alcohólica producto de la fermentación alcohólica del agua de panela. El kenyan urwaga que es una bebida efervescente elaborado de bananas típico en Ruanda, similar es el mwenge de Uganda elaborado similarmente con sorgo y bananas. Las fermentaciones de maíz que elaboran la la Chicha, a veces denominada tepache. De la misma forma ocurre con la fermentación de la manzana en la sidra (muy popular en países como España, Francia, Gran Bretaña) y en el apfelwein alemán, bebida muy popular en los países del norte de Europa, así como en algunas zonas del Cantábrico.
Fermentación alcohólica casera Una de las actividades lucrativas de algunas personas es lafermentación etílica casera, se trata de un proceso químico de baja eficiencia y del que se obtiene etanol en cantidades relativamente altas 31] El equipo básico para realizar la fermentación de forma casera puede consistir en las siguientes piezas:
* Fermentador o Cuba madre - Suele ser un recipiente de gran volumen de 30 L (es preferible que tenga escala graduada en sus paredes). Este recipiente (generalmente de polietileno) se puede llenar de agua con sacarosa o cualquier zumo de fruta (pudiendo poner incluso fruta madura en su interior). El recipiente debe ser amplio en su boca superior para que el dióxido de carbono pueda liberarse y facilitar su limpieza posterior. Se denomina a veces a este recipiente como simplemente 'fermentador' y es el espacio en el que se realiza la fermentación. Debe ser de un tamaño tal que permita ser removido de vez en cuando.
* Tapón de fermentación - El recipiente, o fermentador, debe tener un calibre de 'boca' sufiente para que pueda enroscarse un tapón de fermentación con un agujero sobre el que se pueda introducir un airlock. Este tapón debe garantizar la estanqueidad del proceso, permitiendo tan sólo acceso a través del airlock.
* Cubierta de goma para el tapón - Se debe hacer notar que el tapón debe ser cubierto con una funda de goma para que garantice la estanqueidad del fermentador durante el proceso. Este accesorio no es realmente necesario y su función es la de garantizar la estanqueidad que debeproporcionar el tapón.
* Airlock - La misión de este dispositivo es la de permitir la salida del dióxido de carbono generado mientras que al mismo tiempo se evita la entrada de aire en el 'fermentador' y evitar así la contaminación del proceso (que oxidaría el alcohol etílico en ácido acético). El bloqueo de este aparato se hace mediante el empleo de agua introducida en unas ampolletas comunicadas, estas ampolletas permiten la salida del CO2 pero no la entrada del aire (O2). Este dispositivo puede encontarse elaborado en vidrio o en plástico.
Se suele comercializar para poder hacer la mezcla inicial diferentes productos con levaduras deshidratadas en su interior, la elección del producto dependerá fundamentalmente del tipo de azúcar empleado. Las levaduras deshidratadas deben pasar un periodo de hidratación de unas horas antes de ser añadido al subtrato. Se debe considerar que la fermentación debe empezar aproximadamente a las 10 horas de componer el sistema y suele durar entre dos y cuatro días. A veces se incluyen además esencias diversas que se añaden en la elaboración final de estas bebidas caseras con el objeto de aromatizar o proporcionar diferentes sabores. En el kit de desarrollo debe incluirse un termómetro y un densímetro.
Este proceso es normalmente asociado el proceso de destilación casera para aumentar la pureza del alcohol resultante, permitiendo de esta manera producir aguardientes y otras bebidas de alto contenido alcohólico.


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