Fermentaciones

FERMENTACIONES.
Existen muchos tipos de fermentaciones pero en todas ellas sólo ocurre una oxidación parcial de los átomos de carbono del compuesto orgánico y por lo tanto sólo se produce una pequeña parte de la energía disponible.

La oxidación en una fermentación está acoplada a la reducción de un compuesto orgánico generado a partir del catabolismo del sustrato inicial, por lo que no sonnecesarios aceptores externos de electrones (como el oxígeno o aceptores inorgánicos). El ATP en la fermentación se produce a partir de la fosforilación a nivel de sustrato. Como consecuencia de la no participación de un aceptor externo de electrones, el sustrato orgánico experimenta una serie de reacciones oxidativas y reductoras equilibradas: los piridín nucleótidos reducidos (NADH) que sonoxidados para regenerar al NAD.

Este principio general se ilustra en dos fermentaciones:

1) la fermentación alcohólica (típica del metabolismo anaeróbico de la glucosa por levaduras)

GLUCOSA-( 2 PIRUVATO( 2 ACETALDEHÍDO ( 2 ETANOL + 2 CO2

2) y la fermentación homoláctica (típica del metabolismo de algunas bacterias lácticas).

Glucosa( 2 piruvico( 2 lactatos

Ambos procesosfermentativos utilizan la ruta Embden-Meyerhof: las dos moléculas de NAD reducidas por esta ruta se reoxidan en reacciones que implican un ulterior metabolismo del piruvato. En el caso de la fermentación homoláctica, esta oxidación ocurre como consecuencia directa de la reducción del ácido pirúvico a ácido láctico. En el caso de la fermentación alcohólica, el ácido pirúvico se descarboxila primeropara formar acetaldehído y la reoxidación del NADH ocurre en paralelo con la reducción del acetaldehído para formar etanol.
En la mayoría de las levaduras bajo condiciones aeróbeas predomina la oxidación de la glucosa, mientras que la transformación a etanol toma lugar en condiciones anaeróbeas. Sin embargo, también puede presentarse la formación de etanol durante aerobiosis pero solo a altasconcentraciones de glucosa, y a este efecto se le denomina Crabtreee. Se a propuesto que para que haya fermentación en condiciones de aerobiosis, la concentración de la glucosa debe ser elevada de manera que se inhiba la respiración al aumentar el calcio citosólico lo que hace que la ATPasa sintasa no continue sintetizando ATP y se desacople la fosforilación .

Otro fenómeno descrito durantela fermentación en levaduras es el conocido como el efecto Pasteur : este se produce en microorganismos capaces de realizar metabolismo fermentador y respiración aerobia (anaerobios facultativos), lo cual le permite inhibir la fermentación por la presencia de Oxígeno, canalizando la glucólisis hacia la obtención de mayaor energía (poco combustible= mas energía). Pasteur fué el primero en observarque el azúcar es convertido en alcohol y CO2 por levaduras en ausencia de aire, y que en presencia de aire se forma muy poco o nada de alcohol, siendo el CO2 el principal producto final de esta reacción aeróbica. Este efecto indica el mayor rendimiento energético de la respiración sobre la fermentación.

De manera teórica, 1 g de glucosa produce cerca de 0.587g de etanol y 0.498 g de CO2.Durante un proceso fermentativo por tanto el rendimiento de los productos finales de fermentación alcanzan valores del 80 -90%

Factores que limitan la producción de etanol y fermentación alcohólica:

1) Concentración de etanol resultante. Las levaduras solo toleran un 20% de concentración respecto a su volumen.

2) Acidez del medio. El pH es el factor limitante en un proceso defermentación, ya que las levaduras se afectan por medio ácido o alcalino. El pH que toleran está entre 3.5 y 5.5, ya que durante aerobiosis pueden acidificar su entorno debido al bombeo de protones al exterior que les permite disminuír hasta dos unidades de pH externo (de 5.5 lo bajan a 3.5)

3) La concentración de azúcares. La concentración excesiva de carbohidratos deshidrata a la levadura...