La química de la fermentación
La fermentación se produce en una variedad de entornos bioquímicos, desde el interior de los cuerpos de los seres humanos a los de mamíferos domesticados, así como dentro de una gran variedad de otros compuestos orgánicos. El ejemplo más conocido de la fermentación es la base para la elaboración de bebidas alcohólicas como la cerveza y el vino. La fermentación es también importante en la fabricación de pan y productos tales como el ácido láctico, el hidrógeno y acetona, así como en el etanol utilizado en aplicaciones distintas de las bebidas alcohólicas. Diferentes enzimas y sustratos resultan en diferentes productos de fermentación, pero las reacciones químicas básicas detrás del proceso de fermentación siguen siendo los mismos.
El proceso básico
El proceso básico de la fermentación está destinado para oxidar un compuesto orgánico y convertir ciertos electrones a la energía. enzimas orgánicas actúan sobre algún tipo de sustrato, generalmente de azúcar, rompiendo cada molécula en una nueva configuración de los elementos de base. Para lograr esta tarea, un azúcar o molécula de glucosa se rompe primero en moléculas de piruvato o ácido láctico, en función del tipo de fermentación. Las moléculas pueden entonces ser divididos en etanol y dióxido de carbono. Una vez que un compuesto particular ya no se puede metabolizar de manera eficaz, el producto de desecho restante se considera fermentado.
Fermentación en seres humanos y animales
En mamíferos, el proceso de fermentación es parte de metabolismo. Los hidratos de carbono y azúcares que se consumen en los alimentos se descomponen en glucosa como parte del proceso digestivo. La glucosa se convierte en energía a los músculos de combustible. Durante la actividad física pesada, los niveles de oxígeno en el cuerpo, especialmente en los tejidos musculares, por lo general caen. Como tal, el cuerpo no puede metabolizar la glucosa completamente y entra en un proceso de fermentación que convierte la glucosa en ácido láctico para el almacenamiento temporal. Cuando los niveles de oxígeno vuelven a la normalidad, el proceso metabólico utiliza el ácido láctico y completa la conversión a energía.
La fermentación de la levadura
La fermentación de la levadura es un componente clave tanto en la panificación y producción de alcohol. Ambos procesos utilizan levaduras como la enzima activa, con azúcares y carbohidratos como sustrato. El propósito es similar al metabolismo de los mamíferos en que los sustratos se coverted en glucosa y luego dividirse en moléculas de piruvato en un proceso conocido como la glucólisis. A diferencia de la fermentación metabólica, la fermentación del etanol va un paso más allá. moléculas de piruvato se desglosan en dos moléculas de cada uno de etanol y dióxido de carbono. El etanol y dióxido de carbono hacen panes subida, o proporcionar los compuestos que hacen que el alcohol y confiere a la cerveza su carbonatación.
El proceso químico
Para entender completamente la química de la fermentación, considere las fórmulas químicas que intervienen en la elaboración de cerveza. A partir de la glucosa, el principal producto de enzimas de levadura que actúa sobre los azúcares, la fórmula química es C6-H12-O6. El proceso de la glucólisis convierte el carbono, hidrógeno y oxígeno en la glucosa en dos moléculas de piruvato, cada una con la fórmula química de CH3-COCOO. moléculas de piruvato se convierten en dos moléculas de etanol con una fórmula química C2-H5-OH y dos moléculas de dióxido de carbono con una fórmula química CO2.