FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: Elaboración del Vino

La fermentación alcohólica es un proceso anaerobio en el que las levaduras y algunas bacterias, descarboxilan el piruvato obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehído, y éste se reduce a etanol por la acción del NADH₂ [1 – 2]. Siendo la reacción global (1), conocida como la ecuación de Gay-Lussac [3]:

C₆H₁₂O₆ ———-> 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂ (1)

Glucosa —–> 2 Etanol + 2 Dióxido de carbono (2)

El balance energético de la fermentación puede expresarse de la siguiente forma [3]:

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 H₃PO₄ —> 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂ + 2 ATP + 2 H₂O (3)

La transformación de glucosa en alcohol supone la cesión de 40 kcal. Mientras que la formación de un enlace de ATP necesita 7,3 kcal, por tanto se requerirán 14,6 kcal, al crearse dos enlaces de ATP, tal y como se muestra en la reacción (3). Esta energía es empleada por las levaduras que llevan a cabo la fermentación alcohólica para crecer. De forma que sólo quedan, 40 – 14,6 = 25,6 kcal que se liberan, calentando la masa de fermentación [3]. No obstante, la fermentación alcohólica no es una utilización eficiente del sustrato glucídico, fundamentalmente por su carácter anaerobio. Si se compara con la degradación aeróbica de la glucosa, se llega a la conclusión de que esta última pone a disposición de la actividad celular de las levaduras, un 40,4 % del total de la energía. En cambio, en la fermentación sólo se consigue abastecer a las células de las levaduras con un 2,16 % de la energía total, almacenada en forma de ATP [3].

Pese a esta baja eficiencia energética con respecto al proceso aerobio, se recurre a la fermentación alcohólica en la fabricación de diversos productos alimenticios como: pan, vino, cerveza, champagne, todo tipo de bebidas alcohólicas fermentadas y chocolate. Asimismo, las bebidas destiladas, como por ejemplo el brandy, se obtienen a partir de las bebidas fermentadas, en concreto del vino blanco, por simple evaporación del agua [5]. Además, una característica importante de la fermentación alcohólica, es que produce gran cantidad de CO₂, responsable de las burbujas del champagne y de la textura esponjosa del pan [1].

Las cepas de levadura más empleadas en la fabricación del vino, cerveza y pan, son las correspondientes a la especie Saccharomyces cerevisiae [6]. Esta levadura sigue un metabolismo fermentativo cuando está en condiciones anaerobias, pero cuando hay oxígeno hace una respiración aerobia y no produce alcohol. Este fenómeno se conoce como efecto Pasteur, y es determinante en la industria de bebidas alcohólicas, pues para que la producción de etanol sea correcta, las levaduras deben desarrollarse en ausencia de oxígeno [7].

Aunque existen otras, como pueden ser: Kloeckera apiculata (levadura de bajo poder fermentativo, presente en las vinificaciones) y Saccharomyces bayanus (de alto poder fermentativo, presente también en las vinificaciones) [6]. Otra utilidad interesante de la fermentación alcohólica es la producción a gran escala de bioetanol a partir de biomasa. Éste supone una alternativa competitiva y más limpia al uso de combustibles fósiles como el petróleo. Un inconveniente de este proceso, es la gran generación de CO₂, la cual provoca un impacto sobre el medio ambiente que contribuye al cambio climático, y por esa razón debe de ser controlado [8]. En definitiva, se puede concluir que la fermentación alcohólica es un proceso biológico ampliamente utilizado en la industria, ya que se ve implicada en la elaboración de productos esenciales en la alimentación, así como en el desarrollo de biocombustibles.

Bibliografía.

[1] Apuntes sobre la fermentación alcohólica (Accedido enero 2011)http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/F/FE/Fermentacion_alcoholica.htm

[2] Jagnow, H y Dawid, W. Biotecnología. Introducción con experimentos modelo. Acribia, S.A. Zaragoza, 1991.

[3] Usseglio-Tomasset, L. Química Enológica. Mundi-Prensa. Madrid, 1998.

PROCESO DE ELABORACIÓN DEL VINO

El proceso principal mediante el cual se transforma el mosto de uva en vino, se conoce con el nombre de fermentación alcohólica. La fermentación alcohólica consiste en la transformación de los azúcares contenidos en la uva (glucosa y fructosa) en alcohol etílico y anhídrido carbónico.

Aproximadamente se produce 1º alcohólico por cada 17 gr. de azúcar contenidos en el mosto.Así, un mosto con 221 gr/litro daría lugar a un vino con 13 grados alcohólicos( 13º ).

En este proceso también se produce anhídrido carbónico en estado gaseoso, lo que genera el burbujeo, la ebullición y el aroma característico de una cuba de mosto en proceso de fermentación.

Esta formación de carbónico va a ser importante para la extracción de sustancias contenidas en los hollejos y en asegurar una atmósfera protectora de la oxidación de las uvas, que es beneficiosa para la obtención de vinos de calidad, sobre todo en los vinos tintos.

El proceso de fermentación lo realizan las levaduras adheridas al hollejo de la uva (mediante una capa cerosa denominada pruina) las que, para cubrir sus necesidades de crecimiento, ayudan al proceso. Son levaduras del género Sacharomyces las que suelen desempeñar la parte más importante de este proceso. Son las verdaderas "obreras del vino."

El final del proceso de fermentación es cuando ya se han "desdoblado" casi todos los azúcares y se detiene la ebullición. En bodegas esto se calcula mediante los clásicos pesamostos o densímetros. Es importante también controlar la temperatura de fermentación continuamente durante todo el proceso, ya que cada vino requiere unos determinados márgenes de temperatura.

Una vez haya finalizado el proceso de fermentación alcohólica ya tenemos el vino nuevo, que tras unos cuantos meses termina de fermentar los pocos azúcares que siempre quedan tras la fermentación inicial. Por último se termina de hacer este vino nuevo con el desarrollo de una segunda fermentación: la fermentación maloláctica.

La fermentación maloláctica es primordial para la calidad del vino, especialmente en los vinos tintos. Básicamente consiste en la transformación de la mayor parte del ácido málico procedente de la uva en ácido láctico y anhídrido carbónico.