Fermentacion

* Introducción
Fermentación alcohólica: El piruvato tiene numerosos destinos alternativos en los microorganismos anaerobios. Como se ha visto, las bacterias del ácido láctico reducen el piruvato a lactato en un solo paso. En cambio, las levaduras convierten el piruvato en etanol en una ruta de dos pasos. Esta fermentación alcohólica comienza con la descarboxilación no oxidativa del piruvato aacetaldehído, catalizada por la piruvato descarboxilasa. Esta reacción va seguida de la reducción del acetaldehído a etanol, que depende del NADH, catalizada por la alcohol deshidrogenasa.
La primera reacción requiere la presencia como coenzima de pirofosfato de tiamina. Esta coenzima, procedente de la vitamina Bi, interviene en varias reacciones de transferencia de grupos que implican una porciónaldehido).
La producción industrial de etanol ha adquirido una importancia tremenda cuando la humanidad intenta considerar dos problemas serios: (1) la sustitución del petróleo, no renovable, por fuentes de energía renovables; y (2) la utilización de los materiales biológicos de desecho. Los esfuerzos en estos campos necesitan de la bioingeniería para generar cepas bacterianas que puedanconvertir sustancias como la celulosa de los desechos de la madera o de la paja o sustancias más complejas de los desechos humanos o animales en hexosas, y el análisis de la regulación glucolítica, tendente a maximizar la producción de etanol, una vez que se hayan producido los sustratos adecuados para la glucólisis.
Los tejidos animales contienen también alcohol deshidrogenasa, a pesar de que el etanolno es un producto metabólico importante en las células animales. Algunas de las consecuencias metabólicas importantes de la intoxicación por etanol se deben a la oxidación del etanol por esta enzima en el hígado. En primer lugar, se produce una reducción masiva de NAD+ a NADH, que agota el flujo que transcurre por la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, con la consiguiente inhibición de lageneración de energía. En segundo lugar, el acetaldehído es bastante tóxico, y muchos de los efectos desagradables de las resacas son consecuencia de las acciones del acetaldehído y sus metabolitos posteriores.

Destilación fraccionada: En el ejemplo anterior, si se consigue que una parte del destilado vuelva del condensador y gotee por una larga columna a una serie de placas, y que al mismotiempo el vapor que se dirige al condensador burbujee en el líquido de esas placas, el vapor y el líquido interaccionarán de forma que parte del agua del vapor se condensará y parte del alcohol del líquido se evaporará. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y construyendo una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener alcohol de 95% en unaoperación individual. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de 10% de alcohol en un punto en mitad de la columna, se podrá extraer prácticamente todo el alcohol del agua mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada de alcohol.
Este proceso, conocido como rectificación o destilación fraccionada, se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclassimples de dos componentes (como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido), sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unoscentímetros, y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de...