Biología · Respiración celular · Navarra · 2023

Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2023

Las bebidas alcohólicas de baja graduación como el vino y la cerveza se producen mediante un proceso industrial que implica la participación de algunos microorganismos.

a) Indica qué grupo de microorganismos está implicado en estos procesos.
b) ¿Qué proceso metabólico de estos microorganismos se utiliza para la fabricación de estas bebidas?
c) ¿Qué sustrato utilizan estos microorganismos para producir alcohol?

Solución

a) Indica queˊ grupo de microorganismos estaˊ implicado en estos procesos.\textbf{a) Indica qué grupo de microorganismos está implicado en estos procesos.}

Las levaduras, hongos unicelulares eucariotas, y en concreto la especie Saccharomyces cerevisiae \textit{Saccharomyces cerevisiae} , que se emplea tanto en la elaboración del vino como en la de la cerveza y el pan.

b) ¿Queˊ proceso metaboˊlico de estos microorganismos se utiliza para la fabricacioˊn de estas bebidas?\textbf{b) ¿Qué proceso metabólico de estos microorganismos se utiliza para la fabricación de estas bebidas?}

La fermentación alcohólica, un proceso catabólico anaerobio que la levadura realiza en su citosol.

La glucosa se degrada primero por glucólisis hasta ácido pirúvico; este se descarboxila a acetaldehído, liberando CO2 \text{CO}_2 , y el acetaldehído se reduce después a etanol. La reacción global es:

C6H12O62CH3-CH2OH+2CO2+2ATP \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \rightarrow 2\,\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH} + 2\,\text{CO}_2 + 2\,\text{ATP}

Para la levadura la finalidad no es producir alcohol, sino regenerar el NAD+ \text{NAD}^{+} que la glucólisis necesita para seguir funcionando en ausencia de oxígeno; el etanol es un producto de desecho. Por eso los depósitos se cierran herméticamente: en presencia de oxígeno la levadura respiraría en lugar de fermentar.

El proceso se detiene por sí solo cuando la graduación alcanza unos 14-15% 14\text{-}15\,\% , porque el propio etanol resulta tóxico para la levadura, y esa es la razón de que las bebidas fermentadas tengan baja graduación y las de alta requieran destilación.

c) ¿Queˊ sustrato utilizan estos microorganismos para producir alcohol?\textbf{c) ¿Qué sustrato utilizan estos microorganismos para producir alcohol?}

Azúcares, y en último término glucosa.

En el vino, los azúcares proceden directamente del mosto de la uva: glucosa y fructosa, que la levadura fermenta sin necesidad de ninguna transformación previa.

En la cerveza no hay azúcares libres suficientes, porque el almidón de la cebada es un polisacárido que la levadura no puede fermentar. De ahí el paso previo del malteado: se deja germinar el grano para que sus propias amilasas hidrolicen el almidón en maltosa y glucosa, y solo entonces se añade la levadura.

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