fermentación alcohólica
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOFACULTAD DE QUÍMICA
QUÍMICA FARMACEUTICO BIOLÓGICALAB. BIOSINTESÍS Y BIOTECNOLOGÍA
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Alumnos: Muñoz Herrera David Nava Pintor Edgar Ezequiel
Profesores: Norma Camacho Marco A. Ortiz
Jorge Soto 16 de Mayo del 2014
Descomposición de los alimentos producida por microorganismos.
Proceso que genere bebidas alcohólicas o productos lácteos.
Proceso microbiano en gran escala en condiciones aerobias o anaerobias (Industrial).
¿QUÉ ES LA FERMENTACIÓN?
Proceso metabólico liberados de energía que tenga lugar únicamente en condiciones anaerobias.
Proceso metabólico que libere energía a partir de glucosa u otra molécula orgánica, que no necesite la presencia de oxígeno, ni la cadena trasportadora de electrones y utilice una molécula orgánica como aceptor final de electrones.
Metabolismo de Carbohidratos.
Glucolisis:
•Representa el paso del catabolismo de los hidratos de carbono.•La glucosa es oxidada para formar ácido pirúvico.•Vía metabólica utilizada por la mayoría de los microorganismos.
Una vez degradada la glucosa para formar acido pirúvico, este último se dirige hacia la fermentación o la respiración celular, donde experimenta una degradación completa.
Proceso generador de ATP, en el cual las moléculas se oxidan y el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica. Necesita de la presencia de una cadena tras portadora de electrones.
2 tipos de respiración celular:
Aerobia. Aceptor final de electrones es el oxígeno
Anaerobia. Aceptor final de electrones es una molécula inorgánica, no O2
El ácido pirúvico se convierte en un producto orgánico.
En el transcurso del proceso:
1. Se libera energía a partir de azúcares u otras moléculas orgánicas, como aminoácidos, ác. Orgánicos, púrinas y pirimidas.
2. No se necesita oxígeno.
3. No recurre al ciclo de Krebs ni a una cadena tras portadora de electrones.
4. Utiliza una molécula orgánica como aceptor final de electrones.
5. Produce pequeñas cantidades de ATP, gran parte de la energía original almacenada en la glucosa permanece en los enlaces químicos de los productos orgánicos finales.
PROCESO DE FERMENTACIÓN.
Los aceptores finales de electrones experimentan una reducción que los convierte en los productos.
Los microorganismos poseen la capacidad de fermentar diversos sustratos; los productos finales dependen del tipo de microorganismo, sustrato y enzimas presentes y el estado de activación.
Tipos de fermentaciones.
Butírica: Conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Aparición de olores pútridos y desagradables
La fermentación del alcohol también comienza con la glucolisis, las dos moléculas de ácido pirúvico se convierten en dos moléculas de acetaldehído y de CO2.
Las dos moléculas de acetaldehído son reducidas por dos moléculas de NADH para formar dos moléculas de etanol.
La fermentación del alcohol se observa en numerosas bacterias y levaduras.
El etanol y CO2 producidos por la levadura Saccharomyces son productos de desecho para las células de la levadura. El etanol es el alcohol presente en las bebidas alcohólicas y el CO2 es el responsable de que la masa del pan aumente de tamaño.
Fermentación alcohólica
Muestra el crecimiento de las células en función del tiempo.
CINÉTICA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO
El efecto Pasteur se produce cuando en microorganismos (anaerobios facultativos) capaces de realizar metabolismo fermentador, se inhibe este proceso por respiración aerobia. En presencia de O2 utilizan la respiración aeróbica, pero pueden emplear la fermentación.
Este efecto indica el mayor rendimiento energético de la respiración sobre la fermentación.
La aireación induce a un aumento en la cantidad de biomasa, a una disminución de la producción de alcohol y de consumo de azúcar
EFECTO PASTEUR
¿Qué es el sake?
¿Qué es el Sake?En los países occidentales se le conoce así a un tipo de bebida alcohólica japonesa preparada de una infusión hecha a partir del arroz.En Japón se conoce como Nihonshu.
Se sirve frío, tibio o caliente.
¿Qué es el Sake?
Existen 4 tipos de Sake: honjozo-shu: Con un leve agregado de alcohol destilado para
extraer algunos sabores del salvado. junmai-shu: Literalmente "vino puro de arroz", hecho de arroz
solamente sin adición extra de alcohol. ginjo-shu: Con la extracción de un porcentaje de arroz pulido
entre el 30 y el 50 por ciento y sin agregado de alcohol. daiginjo-shu: Con un 50-70% de arroz pulido quitado. Junmai
daiginjo-shu está hecho sin agregado de alcohol.
¿Qué es el Sake?
Primeros antecedentes: 480 a.c
«Sake para masticar»
Arroz, castañas y bellotas
La mezcla se escupía en un barril y se dejaba en fermentación natural
El contenido de alcohol era bajo, se consumía
como papilla
Historia
El proceso de mascado quedó obsoleto con el descubrimiento de Aspergillus oryzae, un moho con enzimas que convierten el almidón del arroz en glucosa.
Posteriormente, se añade una masa de levadura que convierte el azúcar en etanol, lo que incrementa el contenido de alcohol (18% a 25% por vol.)
Historia
El avance de la tecnología permitió la obtención de un Sake de mejor calidad.
En 1904 se estableció el Instituto de Investigación de Fabricación de Sake.
Historia
Pasteurización y embotellamiento
Filtración
Prensa
Moromi y Sandan Shikomi
Acción de la levadura
Cocción al vapor
Lavado y empapado
Molienda del arroz
Metodología
El almidón en el centro del grano está rodeado por grasas, proteínas, y minerales que son generalmente perjudiciales para la producción.
Por esta razón, el arroz se muele para quitar esta porción externa.
Molienda del Arroz
Se lava para quitar el polvo que aún ha quedado después de la molienda.
Lavado y empapado
El arroz cocido al vapor sobre el cual se propagará el moho se mezcla con más arroz cocido al vapor, agua, y la levadura en un mismo tanque. Este es el punto clave: se da la sacarificación por parte del moho y la fermentación por la levadura en el mismo tanque y al mismo tiempo.
Cocción al Vapor
El kōji es el arroz blanco cocido sobre el cual se ha cultivado el moho Aspergillus oryzae. Este moho segrega enzimas sobre el grano de arroz.
Producción del Koji
Para dar oportunidad a las células de levadura la ocasión de supervivencia, se utiliza un fermentador de tamaño pequeño.
Acción de la levadura
Acción de la levadura Se agrega el starter de células
de levadura. Generalmente también se añade una cantidad pequeña de ácido láctico para proteger este cultivo de contaminaciones.
Durante 2 a 3 semanas el koji romperá el almidón del arroz en azúcares pequeños y estos servirán de nutrientes para la
Se deja reposar y fermentar entre 18 y 32 días. Al final del proceso el sake tiene una graduación de unos 20
grados.
Moromi y Sandan Shikomi
En este punto, la mezcla es presionada a través de una malla, que separará el sake del arroz fermentado
Prensado
Suele añadirse al sake carbón en polvo y el líquido negro resultante se pasa por un filtro. Los elementos indeseados y el color ambarino del Sake natural desaparecerán después del filtrado, dejando un Sake transparente.
Filtrado
La mayoría del sake se pasteuriza. Esto se consigue calentando el Saké a 65 grados centígrados.
Pasteurizado y embotellamiento
Resultados
Tiempo (horas)
Densidad específica pH
0 1.006 g/mL 5.8
120 .96 g/mL 4.05
168 0.93 g/mL 3.55
288 0.92 g/ml 3.81
336 0.918 g 3.83
Grados de alcohol: Aprox. 1 ó 2
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
1
2
3
4
5
6
7
pH
Tiempo de fermentación (h)
pH
0 120 168 288 3360.86
0.88
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
1
1.02
Densidad Relativa
Tiempo (h)
Den
sida
d (m
g/m
L)
Tortora, GJ. (2007) Introducción a la Microbiología. 9ª Edición. Editorial Médica Panamericana. pp. 127-138 y 176-177.
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (2010) BIOTECNOLOGÍA E INDUSTRIA ALIMENTARIA. Citado el 15 de Mayo del 2014 en: recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2bachillerato/biotec/contenidos8.htm
Tomasso, M. (2004) Glicólisis y Fermentación Alcohólica. Citado el 15 de Mayo del 2014 en: ww.utu.edu.uy/Escuelas/departamentos/canelones/vitivinicultura/Bioquimica%20Enologica/Teoricos/Glicolisis%20y%20fermentacion.ppt
Referencias