Fermentación alcohólica
La fermentación alcohólica, también conocida como, fermentación etílica, o del etanol, es un proceso de tipo biológico, en el cual se lleva a cabo una fermentación sin presencia de oxígeno. Este tipo de fermentación se debe a las actividades de ciertos microorganismos, los cuales se encargan de procesar azúcares, como la glucosa, la fructosa, etc. (hidratos de carbono), dando como resultado un alcohol a modo de etanol, CO2 (gas) y ATP (adenosín trifosfato), moléculas que son utilizadas por los propios microorganismos en sus metabolismos energéticos.
Numerosos hongos, bacterias, algas y algunos protozoos, fermentan azúcares, transformándolos en etanol y CO2. Este es el proceso que se conoce como fermentación alcohólica.
En este tipo de fermentaciones, el piruvato (anión del ácido pirúvico), es descarboxilado, convirtiéndose en acetaldehído, el cual a su vez, es reducido a etanol a través de la enzima, alcohol deshidrogenasa, utilizando como dador de electrones al NADH (nicotinamida adenina dinucleótido).
La fermentación alcohólica, al igual que otro tipo de fermentaciones, como es el caso de la fermentación láctica, es de gran utilidad para el hombre, pues por ejemplo, la fermentación alcohólica llevada a cabo por las levaduras, sirve para la fabricación de bebidas alcohólicas (como el vino o la cerveza), y el CO2 procedente de la fermentación, es utilizado para hacer crecer el pan y otros alimentos.
La principal finalidad de una fermentación alcohólica, es la producción de energía de tipo anaeróbica (con ausencia de oxígeno) para microorganismos como las levaduras. Sin embargo, también es importante destacar que este proceso es fundamental en la industria de la biotecnología, donde se utiliza para la producción de bioetanol, un tipo de biocombustible que se utiliza como alternativa a los combustibles fósiles. Además, la fermentación alcohólica también tiene aplicaciones en la industria farmacéutica, donde se utiliza para la producción de ciertos medicamentos y vacunas.
En el caso de ver el proceso desde la perspectiva microbiana, pero si lo hacemos desde la perspectiva humana, el proceso es de tipo bioquímico, con la finalidad de producir etanol. Para este fin, se fragmentan, o disocian moléculas de azúcares, obteniendo así la energía necesaria para que el microorganismo viva, pues como productos de desecho, este proceso da alcohol y CO2. La principal característica de los microorganismos que realizan este tipo de fermentación es el lugar donde viven, que suelen ser ambientes libres de oxígeno, sobretodo mientras se realiza la reacción química, por lo cual se dice que la fermentación alcohólica es un proceso totalmente anaeróbico.
La fermentación alcohólica es utilizada desde antiguo para realizar productos como la cerveza o el vino. Los griegos otorgaban el descubrimiento de este proceso al dios Dionisio. Y algunos procesos similares, como la destilación de alcohol, se llevaban a cabo ya en el año 1150. Sin duda, dichos procesos fueron esenciales para el desarrollo de la alquimia en la Edad Media. Los descubrimientos químicos posteriores llevaron al investigador, Gay-Lussac, a describir la reacción de fermentación que tenía lugar partiendo de la glucosa, con obtención de etanol, a pesar de que, por aquel entonces, aún no se conocía la fermentación alcohólica y sus fundamentos.
Fueron muchos científicos los que intentaron dar explicación al proceso que hoy conocemos como fermentación, pero hasta 1818 no se descubre que las causantes del proceso eran las levaduras. Pocos años después, se descubre la enzima responsable del proceso, la zimasa, otorgándose el Premio Nobel de Química en 1897, por dicho descubrimiento esencial, a Eduard Buchner. En los años posteriores, se siguió trabajando en el tema, hasta que en 1929, se descubre el cofactor NADH, esencial en el proceso de fermentación, pues su principal función es el intercambio de electrones.
Podemos decir que la fermentación alcohólica, además de un proceso anaeróbico, es también un proceso exotérmico, es decir, libera energía, así como moléculas de ATP, de las cuales se genera un total de dos moléculas por cada molécula de glucosa procesada. Además, el valor de la entalpía libre (o energía libre de Gibbs), en este tipo de fermentación, tiene un valor de ∆G = -234.6 Kj. Mol^-1, lo que nos indica que se trata de un proceso químico de tipo espontáneo.
Existen diferentes tipos de fermentaciones alcohólicas, las cuales dividimos en dos grandes grupos, la fermentación industrial, y la fermentación natural. Además podemos hablar de fermentaciones específicas, las cuales son manipuladas para conseguir ciertas cantidades de etanol con la finalidad de realizar algunas bebidas. Dentro de este grupo destacamos la fermentación del vino, de la cerveza, del arroz, de la leche, etc.
Además de la utilización de los procesos fermentativos, con la finalidad de producir bebidas, u otros alimentos, la fermentación alcohólica hoy en día tiene usos diversos en la industria, donde forma para de la producción de cosméticos, productos de limpieza, biocombustibles, pesticidas biológicos, etc. En la industria alimentaria, la fermentación alcohólica se utiliza no solo para la producción de bebidas alcohólicas, sino también para la producción de vinagre, un producto que se obtiene a través de la oxidación del etanol. Además, la fermentación alcohólica también tiene aplicaciones en la industria textil, donde se utiliza para la producción de ciertos tipos de tintes.