Defina el concepto de fermentación. Explique brevemente dos tipos de productos derivados de la fermentación de la glucosa, citando sus aplicaciones (industriales). [1,25 puntos]
La FERMENTACIÓN es un proceso catabólico anaerobio en el que una molécula orgánica se degrada PARCIALMENTE y el aceptor final de los electrones es también una molécula ORGÁNICA, normalmente derivada del propio sustrato. No intervienen ni el oxígeno ni una cadena de transporte electrónico, de modo que no hay fosforilación oxidativa y el único ATP que se obtiene es el de la fosforilación a nivel de sustrato de la glucólisis: dos por molécula de glucosa, un rendimiento muy bajo.
Conviene entender para qué sirve entonces, porque el rendimiento energético no lo explica. La glucólisis produce NADH, y si ese NADH no se reoxida a
la ruta se detiene por falta de coenzima. En presencia de oxígeno lo reoxida la cadena respiratoria; en su ausencia, la única salida es descargar esos electrones sobre una molécula orgánica. La finalidad de la fermentación es, por tanto, RECICLAR EL NADH para que la glucólisis pueda seguir funcionando, y el producto final es un residuo que la célula expulsa. Ese residuo, sin embargo, conserva casi toda la energía del sustrato, y es justamente lo que la industria aprovecha.
Dos tipos de productos derivados de la fermentación de la glucosa:
ETANOL, por FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. La realizan las levaduras, sobre todo Saccharomyces cerevisiae, y también algunas bacterias. El piruvato de la glucólisis se descarboxila a acetaldehído, liberando dióxido de carbono, y el acetaldehído se reduce a etanol tomando los electrones del NADH:
Sus aplicaciones industriales son la elaboración de bebidas alcohólicas —vino, cerveza, sidra y, tras destilación, los licores—, la panificación, en la que lo que interesa no es el alcohol, que se evapora en el horno, sino el dióxido de carbono que hace subir la masa, y la producción de bioetanol como combustible a partir de maíz o de caña de azúcar.
ÁCIDO LÁCTICO, por FERMENTACIÓN LÁCTICA. La realizan bacterias de los géneros Lactobacillus, Streptococcus y Lactococcus, y también el músculo humano cuando el esfuerzo es tan intenso que el aporte de oxígeno no basta. Aquí el piruvato NO se descarboxila: se reduce directamente a ácido láctico, así que no se desprende dióxido de carbono y todos los carbonos se conservan en el producto:
Sus aplicaciones industriales son la industria láctea —yogur, queso, kéfir, mantequilla—, la conservación de vegetales por acidificación —chucrut, encurtidos, aceitunas—, el curado de embutidos y la obtención de ácido láctico para la fabricación del plástico biodegradable ácido poliláctico. El efecto conservante es doble: el descenso del pH precipita las proteínas de la leche, lo que da textura al producto, e impide el crecimiento de bacterias putrefactivas y patógenas.
Otros productos de fermentación de interés industrial son el ácido acético del vinagre, obtenido por bacterias acéticas a partir del etanol, y el ácido cítrico y el ácido butírico.