Fermentaciones[1]_2

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Bromatología, Septiembre 2010

Fermentaciones y Tecnología de las Fermentaciones

Luis Quintana D.

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¿Qué es el proceso de fermentación?

La fermentación es la transformación de una sustancia orgánica (generalmente un carbohidrato) en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas que provocan reacciones de oxidación-reducción, de las cuales el organismo productor obtiene la energía suficiente para su metabolismo.

Etimológicamente la palabra fermentación procede del latín fervere (hervir) lo cual alude al aspecto tormentoso del proceso.

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La fermentación se describe como un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fue descubierta por Louis Pasteur que la describiócomo la vie sans l´air (la vía sin el aire).

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El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno y es incompleto; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

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Diagrama del metabolismo de carbohidratos en células eucarióticas

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En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico (no participa el Ciclo de Krebs ni la cadena respiratoria).

Las fermentaciones son propias de los microorganismos, como bacterias y levaduras.

Hay procesos fermentativos en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas.


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Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar.


El tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

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Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia.Fermentación = 2 ATPRespiración aeróbica = 36 ATP.


Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.

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En la industria, las fermentaciones pueden ser oxidativas, es decir, en presencia de oxígeno (oxidaciones aeróbicas incompletas), como la producción de ácido acético a partir de etanol.

Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y la interacción señalada antes.


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1.- Generación de microorganismos o biomasa. Ej. Proteína unicelular, levadura de panificación, Lactobacillus, E. coli u otra bacteria de importancia, etc…

2.- Producción de enzimas: catalasas, amilasas, proteasas, pectinasas, glucosa isomerasa, hemicelulasa, lipasas, lactasa, estreptokinasa, etc.

Los 5 procesos fermentativos de mayor importancia económica.

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Los 5 procesos fermentativos de mayor importancia económica.3.- Producción de metabolitos microbianos.

Metabolitos primarios: etanol, acido cítrico, a. glutámico, lisina, vitaminas, polisacáridos, etc.Metabolitos secundarios: todos los antibióticos obtenidos por fermentación.

4.- Productos de DNA recombinante: insulina, HBV, interferón, GCSF, estreptokinasa.

5.- Biotransformaciones: fenilacetil carbinol, biotransformación de esteroides, etc.

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Principales aplicaciones en alimentos

Hay tres procesos que son los más extendidos en toda la industria alimentaria:

• Conversión del mosto en vino, • Cebada en cerveza y • Carbohidratos en dióxido de carbono para hacer

pan.

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Propósitos de las fermentaciones en alimentos.

1.- Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos.

2.- Preservación de los alimentos:

• Por ácido láctico, • Por etanol, • Por ácido acético y • Fermentaciones alcalinas.

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Propósitos de las fermentaciones en alimentos.3.-Producción de nutrientes: Enriquecimiento de

alimentos o materias primas con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas.

4.- Eliminación de antinutrientes:Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia.

5.- Disminución de los tiempos de cocinado (y reducción de los requerimientos de combustible).

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Tipos de fermentaciónFermentación alcohólica:La fermentación alcohólica (fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en condiciones anaeróbicas, originado por la actividad de microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por lo general azúcares como glucosa, fructosa, sacarosa) o polisacáridos como almidón.

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Fermentación alcohólica

El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino o la cerveza. Hoy también es importante esta fermentación para generación de combustibles.

La finalidad biológica de la fermentación alcohólica es proporcionar energía a los microorganismosunicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno. Para ello rompen las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo etanol como producto final y CO2como principal desecho fermentativo.

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Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados.

Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno, especialmente durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico.

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Hay antecedentes arqueológicos que indican que todas las civilizaciones que han logrado dejar testimonio a la posteridad han empleado la fermentación alcohólica para la elaboración de bebidas alcohólicas, principalmente cerveza(empleando cereales) y vino (empleando el fruto de la vid: la uva en forma de mosto).

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Microorganismos involucrados en la fermentación alcohólica.

Por lo general son organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno.

Sobre el 95% de la producción industrial de etanol se obtiene mediante hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras, entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces

cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis

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Los microorganismos responsables de la fermentación son de tres tipos: bacterias, mohos y levaduras.

Cada uno de estos microorganismos posee características fermentativas propias que son capaces de provocar, en algunos casos sabores característico al producto final (como en el caso de los vinos o cervezas).

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Algunas cepas de levaduras (Zymomonas mobilis) resistencia a altas concentraciones de alcohol. Sin embargo, esta levadura no se ha empleado industrialmente para la fermentación de la cerveza y de la sidra por proporcionar sabores y olores desagradables.

Z. mobilis emplea la vía metabólica de EntnerDoudoroff en lugar de la vía Embden Meyerhoff

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Bioquímica de la fermentación alcohólica.

La glucólisis es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular, y al igual que ésta necesita de enzimaspara su completo funcionamiento.

C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP →2 CH3-CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + 25.5 kcal

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Bioquímica de la fermentación alcohólica.

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Tipos de fermentaciónFermentación Acética:La fermentación acética es la fermentaciónbacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético.

La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos en la elaboración del vino (que es producto de otra fermentación).

C2H5-OH + O2 → CH3COOH + H2OA. aceti

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Tipos de fermentaciónLa formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación de un alcohol por Acetobacter en presencia del oxígeno del aire.

Acetobacter, a diferencia de las levadurasproductoras de alcohol, requiere de abundante oxígeno para su crecimiento y actividad.

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FermentacionesVías de formación de ácido acético en

levaduras.

Limitada en anaerobiosis

Activa durante

fermentación alcohólica

En anaerobiosis, las

levaduras que

producen menos

Ac.acético son

aquellas con mayor

actividad acetil-CoA

sintetasa.

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Fermentación lácticaEs una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxidaparcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico.

Este proceso lo realizan muchas bacterias(llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos protozoos y también tejidos animales.

En condiciones de ausencia de oxígeno (anaerobias), la fermentación responde a la necesidad de la célula de regenerar la molécula de NAD+, que ha sido consumida durante la glicólisis.

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Fermentación láctica

Cuando el ácido láctico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados con la fatiga muscular.

La fermentación láctica también se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica.

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Ejemplo de fermentación es la acidificación de la leche. Algunas bacterias presentes normalmente en la leche (Lactobacillus, Streptococcus), pueden utilizar la lactosa como fuente de energía.

La lactosa, al fermentar, produce energía que es aprovechada por las bacterias. El producto final es el ácido láctico.

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Fermentación lácticaLa coagulación de la leche (cuajada) resulta de la precipitación de las proteínas de la leche, y ocurre por el descenso de pH debido a la presencia de ácido láctico.

Este proceso es la base para la obtención del yogur. El ácido láctico, dado que otorga acidez al medio, tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos.

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Fermentación Heteroláctica

Se denomina así porque su producto final no es exclusivamente ácido láctico. El proceso tiene un rendimiento menor al de la fermentación homoláctica (un sólo un mol de ATP por mol de glucosa fermentada).

La obtención del piruvato en estas bacterias se logra mediante el catabolismo de la glucosa por la ruta de las pentosas.Glucosa + ADP + Pi →Ac. láctico + etanol + CO2 + ATP

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Fermentación Heteroláctica

Este proceso lo llevan a cabo bacterias del grupo láctico pertenecientes a los géneros Leuconostocy Lactobacillus.

Glucosa + ADP + Pi →Ac. láctico + etanol + CO2 + ATP

Industrialmente el proceso es relevante en la producción de alimentos fermentados (por ejemplo el sauerkraut o chucrut). Otra bacteria productora de este tipo de fermentación es Lactobacillus acidophilus que facilita el metabolismo de la leche.

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Fermentación Propiónica

El punto de partida de esta fermentación son azúcares o lactato. La ruta es un proceso complejo en el que se genera acetato, CO2 y ácido propiónico como productos finales.

Esta ruta fermentativa la presentan bacterias del tipo Propionibacterium y otras anaerobias estrictas presentes en el rumen de herbívoros donde llevan a cabo una fermentación secundaria de los productos de las fermentaciones lácticas primarias.

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Fermentación Propiónica

Industrialmente Propionibacterium es importante en la fermentación del queso para producir el tipo suizo: la fermentación propiónica utiliza en este caso el lactato producido en las fermentaciones lácticas primarias produciendo CO2 responsable de los «ojos» del queso suizo y acumulación de ácidos orgánicos de cadena corta responsables de características organolépticas.

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Fermentación Butanólica

Es un tipo de fermentación llevado a cabo por bacterias anaerobias estrictas del género Clostridium (Clostridium acetobutylicum).

En el curso de esta fermentación se producen compuestos orgánicos disolventes, precursores de explosivos y biocombustibles de gran importancia industrial y que, históricamente, han sido los primeros productos industriales bacterianos de importancia económica relevante durante la 1ªGuerra Mundial (trabajo de Chaim Weizmann).

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¿Qué se requiere en un proceso fermentativo?Fuentes de nutrientes:

El crecimiento de cultivos bacterianos requiere de: los microorganismos (cepas indígenas o cultivo starter), agua, (oxígeno), fuerte de energía, fuente de carbono, fuente de nitrógeno.

Fuente C + fuente N + O2 + otros requerimientos → Biomasa + producto + subproductos + CO2 + H2O + calor

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FermentadorUn fermentador es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismoso sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos.

El proceso puede ser aeróbico o anaeróbico. Los biorreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son usualmente fabricados en acero inoxidable.

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FermentadorEn términos generales, un biorreactor busca

mantener condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etc.) al organismo o sustancia química que se cultiva.

En función de los flujos de entrada y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres tipos distintos:

Lote o Batch (discontínuo)Lote alimentado o Fed-Batch (semicontinuo) Quimiostato (continuo).

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FermentadorDesde el punto de vista biológico los biorreactores

se clasifican de acuerdo al metabolismo del sistema de cultivo: anaeróbico, facultativo, aeróbico.

Las fermentaciones están basadas en el metabolismo celular del cultivo, lo que define los parámetros y características operativas-biológicas de diseño y de operación del biorreactor, que a su vez definen el crecimiento, productividad y rendimiento del cultivo; por lo que, definen la clasificación biológica-procesal del sistema de cultivo.

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Fermentador de Flujo Contínuo

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Fermentador de Flujo Discontínuo

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Fermentador

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Fermentaciones de importancia en los alimentosLas fermentaciones más comunes en la industria de los alimentos son la de los azúcares, con formación de alcohol etílico, en la elaboración de vino, cerveza, sidra; la del alcohol, con formación de ácido acético, en la elaboración del vinagre; y la fermentación láctica, en la elaboración de quesos y yogures.

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El vino (←del latín vinum y οινος [oinos](griego) es una bebida obtenida de la uva(variedad Vitis vinifera) mediante la fermentación alcohólica de su mosto o zumo

La fermentación se produce por la acción metabólica de levaduras que transforman los azúcares de la uva en alcohol etílico y gas en forma de CO2.

Elaboración del Vino

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El azúcar y ácidos que posee la fruta son suficientes para producir la fermentación, sin embargo, el vino es una suma de un conjunto de factores ambientales: clima, latitud, altitud, horas de luz, etc.


El 66% de la producción mundial de la uva se dedica a la producción vinícola (el resto es para fruta). Sin embargo sólo requiere un 0,5% del suelo cultivable del mundo. La uva pertenece a la familia Vitaceae, que son de plantas con tendencia a trepar por las superficies fijas. La familia Vitaceae posee once géneros, pero sólo Vitis es interesante como fruta vitivinícola. Vitisposee 60 especies, pero sólo la especie vinifera esla que proporciona vino con un sabor aceptado por la mayor parte de las culturas de la tierra

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A lo largo de la historia del cultivo de la especie Vitisvinífera, el hombre ha producido una gran cantidad de variedades con el objeto de obtener aromas, sabores, etc.


De esta forma se tienen los vinos elaborados con uvas de diferentes variedades dentro de la especie Vitis vinífera , como el malbec, el Cabernet Sauvignon, el Carménère, el Merlot , el Chardonnay, el Shiraz, etc. Todas ellas aportan un carácter especial a los vinos.

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Las vides como cualquier vegetal desarrollan el ciclo del carbono en sus hojas y mediante fotosíntesisgeneran en las frutas (las uvas) los azúcares necesarios para su almacenamiento.


Las uvas son por lo tanto "almacenes" de azúcaresque se emplean posteriormente en la fermentación del vino. El cultivo de la uva se centra en la vigilancia permanente de ese proceso de "almacenamiento" progresivo de azúcar en los frutos. El balance entre el contenido de azúcares y ácidos juega un papel importante en la calidad del resultado final del vino.

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Fermentaciones

Por regla general cuanto más al sol esté expuesta la vid, mayor es la concentración de azúcares en las uvas (y por lo tanto una mayor cantidad de alcohol).


Es por esta razón, con el objeto de maximizar la cantidad de luz recibida, por la que las vides se adaptan con formas de pérgola con el objeto de que capten la mayor cantidad de sol posible.El primer paso para la vinificación es la vendimia, o recolección de la uva, que es un momento clave puesto que es el momento en que la uva alcanza su máximo de azúcares fermentables.

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Tras la vendimia sigue el presado o aplastado de las uvas para obtener el mosto (zumo de la Vitisvinífera).


El proceso de aplastado suele ser el más empleado en los vinos blancos, con el objeto de evitar la extracción de los colorantes antocianos de los hollejos. Mientras que el prensado es más habitual en los vinos tintos.

Otra bacteria productora de este tipo de fermentación es Lactobacillus acidophilus que facilita el metabolismo de la leche.

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La fermentación es la parte principal del proceso de la elaboración del vino. La fermentación tiene como principal efecto la conversión de los azúcares del mosto en alcohol etílico.


El organismo capaz de elaborar la fermentación son las levaduras del género de las Saccharomyces y las especies más abundantes son la S. cerevisiae y la S. bayanus.

Estas especies de levaduras tienen sub-especies y cada una de ellas ha sido objeto de una selección artificial hecha con el objeto de mejorar aspectos sutiles de la tolerancia a ciertos niveles de pH, contenido de alcohol, dióxido de azufre (SO2), etc.

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La fermentación se hace en recipientes (hoy en día en cubas de acero inoxidable) y pasa por cuatro fases:


Fase de latencia - Las levaduras se aclimatan a las condiciones del mosto, a las altas concentraciones de azúcares, bajo valor de pH (acidez), temperatura y SO2. Suele ocupar un período entre dos y tres días. Crecimiento exponencial - las levaduras ya adaptadas al medio, se multiplican en forma exponencial, alcanzando el máximo de su densidad de población (1.0 x 108 ufc/ml). Debido al consumo del azúcar presente en el mosto, las concentraciones del mismo declinan rápidamente. La duración de esta fase es de aproximadamente cuatro días.

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Fase estacionaria - La población de levaduras llega a su máximo valor admisible, lo que hace que se alcance un valor estacionario y que la fermentación se mantenga a una velocidad constante. El calor formado por la fermentación hace que temperatura de la cuba durante esta fase sea igualmente constante.


Fase declinante - En esta fase la carencia de azúcares y/o la elevada concentración de etanol empieza a matar las levaduras y la población disminuye y con ello la velocidad de fermentación.

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A la par de la fermentación etanólica, se produce una reacción similar denominada fermentación maloláctica en la que actúan bacterias lácticaspresentes de forma natural en la uva para convertir el ácido málico en ácido láctico reduciendo la acidez del vino.

Fermentación maloláctica

La fermentación maloláctica es completamente imprevisible. Para “controlar el proceso” se realiza la inoculación artificial de bacterias lácticas en la fase de fermentación, con el objetivo de poder alcanzar la fermentación láctica. Las bacterias malo-lácticas pertenecen a tres géneros: Lactobacillus, Pediococcus y Leuconostoc.

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Se denomina cerveza a una bebida alcohólica, no destilada, de sabor amargo que se fabrica con granos de cebada u otros cereales cuyo almidón, una vez modificado, es fermentado en agua y frecuentemente aromatizado con lúpulo.

Elaboración de la cerveza

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La cerveza posee múltiples variantes con una amplia gama de matices debidos a las diferentes formas de elaboración y a los ingredientes utilizados. Generalmente presenta un color ambarino con tonos que van del amarillo oro al negro pasando los marrones rojizos.

Es una bebida "gaseosa" (CO2 disuelto en saturación que se manifiesta en forma de burbujas a la presión ambiente) y suele estar coronada de una espuma más o menos persistente.

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Su aspecto puede ser cristalino o turbio. Su graduación alcohólica puede alcanzar hasta cerca de los 30º, aunque principalmente se encuentra entre los 3 y los 9º.A diferencia de las bebidas obtenidas a partir de zumos de frutas fermentados (como los vinos), en la cerveza el cereal de base no contiene originalmente ni agua ni azúcar, caracterizando ambas circunstancias el proceso de elaboración.

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Elaboración de la cervezaPara conseguir azúcar a partir del almidón del cereal, es necesario primero modificarlo mediante el malteado y sumergirlo en agua a la temperatura adecuada a fin de completar la conversión. El líquido resultante, compuesto de azúcares, proteínas y residuos procedentes del cereal, se filtra, se hierve vigorosamente y se le añade el lúpulo.

A continuación se enfría hasta una temperatura que permita el desarrollo de las levaduras, se añade un inóculo de estas y se inicia la fermentación que producirá el alcohol y el dióxido de carbono (CO2)

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Elaboración de la cervezaHistóricamente la cerveza fue desarrollada por los antiguos pueblos elamitas, egipcios y sumerios. Las evidencias más antiguas de la producción de cerveza datan de alrededor de 3500 a. C.Con el paso de los siglos, sobre todo a partir de la romanización, la Europa mediterránea se consolidócomo una zona vinícola mientras que la cerveza se producía en el norte y centro de Europa y adquiría la forma de lo que entendemos hoy por cerveza.

De esta manera, se extiende el uso de la malta como ingrediente principal y también se empieza a introducir el uso del lúpulo como aromatizante que le confiere su sabor amargo característico y favorece la conservación.

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El año 1516, el duque Guillermo IV de Bavieraredactó la primera ley que fijaba qué se entendía por cerveza. Esta ley o edicto de pureza (Reinheitsgebot) establecía que solamente podía utilizarse agua, malta de cebada y lúpulo para elaborar la cerveza.

Durante la edad media la cerveza jugó un rol fundamental, ya que las malas condiciones sanitarias de la época hacían difícil obtener agua de calidad potable en las ciudades. Era más sano beber cerveza que beber agua.

Sin embargo, el gran problema de la cerveza era su durabilidad. No se sabía conservar y con el calor perdía toda su fuerza.

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Elaboración de la cervezaHubo que esperar hasta la Revolución Industrial, en el siglo XIX, época en que se descubrió el frío como método de conservación y la aplicación de los métodos de pasteurización, para poder disfrutar de la cerveza durante todo el año. Por eso, no se puede hablar de una verdadera industria cervecera hasta el siglo XIX, cuando empiezan a aparecer pequeñas fábricas artesanales.

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Elaboración de la cervezaEn rigor, la cerveza se puede hacer con cualquier cereal, el que debe ser preparado para que sus azúcares sean fermentables. En algunos casos una simple cocción es suficiente (como en el caso del maíz) y en otros casos es preciso «maltear» el cereal.

En la elaboración de la cerveza se utilizan numerosos cereales en su estado crudo o malteado, siendo la cebada el único que debe maltearse necesariamente y el más utilizado en la cervecería occidental.

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MalteadoLos azúcares que contiene el grano de cebada no son inmediatamente accesibles y, en una fase previa, es preciso activar las amilasas presentes en el grano que reducirán las largas cadenas de almidón para liberar azúcares. Esta operación llamada malteado consiste simplemente en hacer germinar los granos. Cuando se estima que la activación enzimática de la germinación se encuentra en su punto óptimo, se detiene el proceso reduciendo la humedad del grano hasta su mínimo. Este producto recibe el nombre de malta verde.

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MalteadoDespués hay que hornear el grano. A bajas temperaturas, el tostado es mínimo y se habla de maltas claras (llamadas también maltas Lager o Palesegún el país en que se producen).

A medida que se aumenta la temperatura del horno, la malta resultante es cada vez más oscura. Se puede llegar al punto de quemarla, produciendo malta negra. El grado de tostado de la malta determina el color de la cerveza. Con los demás cereales, el malteado sirve para conseguir aromas diferenciados o efectos técnicos concretos.

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Tipo de GranoLos cereales que se utilizan para la cervecería presentan cada uno variedades botánicas que multiplican las posibilidades de elección del elaborador.

El principal aditivo utilizado para hacer de contrapeso al dulzor de la malta es el lúpulo (Humulus lupulus). De esta planta se utiliza la flor hembra sin fecundar que contienen la lupulina, que es el ingrediente que aportará a la cerveza su sabor amargo y los aromas propios. El lúpulo es la causa de la estimulación del apetito que produce la cerveza.

Aditivos

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Las levadurasLa mayoría de los estilos de cerveza se hacen usando una de las dos especies unicelulares de microorganismos del tipo Saccharomyces. Existen dos tipos básicos diferentes de levadura que definen dos grandes grupos de cervezas:La levadura de alta fermentación es la que se encuentra normalmente en la naturaleza. Taxonómicamente corresponden a Saccharomycescerevisiae. Actúa a temperaturas de entre 12 y 24 °Cy se sitúa en la superficie del mosto. A las cervezas que se consiguen con este tipo de fermentación se les llama de alta fermentación o Ale.

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Las levadurasLa levadura de baja fermentación es una variedad descubierta involuntariamente por los cerveceros del sur de Alemania que sometían sus cervezas a una maduración a bajas temperaturas en las cuevas de los Alpes. Estos hongos, de la especie Saccharomyces uvarum(también denominada S. carlsbergensis), actúan a temperaturas de entre 7 y 13 °C y se suelen situar en el fondo del fermentador.

Las cervezas que se elaboran con esta variedad son las llamadas de baja fermentación o Lager.

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Las levadurasEn la elaboración artesanal de la cerveza, especialmente en las llamadas de fermentación espontánea, pueden intervenir otras levaduras. En estas cervezas el fabricante no selecciona ninguna levadura sino que permite que todas las levaduras en suspensión en el aire se introduzcan en el mosto. Así se instalan, aparte del Saccharomyces, más de 50 agentes fermentadores diferentes como Lactobacillus que produce el ácido láctico, y Brettanomyces, que produce el ácido acético. Estas cervezas son ácidas por definición.

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Etapas del procesoMezcla de grano. Esta etapa consiste en la mezcla en seco de los diversos granos malteados o no que intervienen en la receta. La proporción de los constituyentes define el perfil del grano, el color y la transparencia de la cerveza. Inicio de maceración. Se tira el grano al agua a una temperatura de 67°C.Maceración. Proceso destinado a activar las enzimas amilolíticas para hacer fermentables los azúcares del almidón. Principalmente, se trata de hacer pasar la mezcla por diversas etapas más o menos largas de temperatura, cada etapa siendo óptima para enzimas diferentes.

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Etapas del procesoFinal de maceración. Detención de los procesos de hidrólisis del almidón. Se realiza llevando la mezcla a la temperatura de 82 °C, lo que destruye todas las enzimas. Filtrado. Se retira el grano de la mezcla. Esto se hace por filtraje. El resultado es por un lado el mosto, un líquido que contiene todo aquello que el elaborador ha extraído del grano y que se encuentra disuelto en agua, y del otro el grano sobrante o bagazo que normalmente se utiliza en alimentación animal.

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Etapas del procesoCocción y adiciones de lúpulo. El mosto se somete a cocción de entre un cuarto de hora y dos horas. Esta cocción sirve principalmente para destruir todos los microorganismos que hayan podido introducirse en el mosto. Durante esta etapa se introducen el lúpulo. En este momento, el mosto es un caldo de cultivo que podría contaminarse rápidamente.

Refrigeración. El mosto debe enfriarse para poder agregar las levaduras (no soportan mas de 35ºC) y para evitar que cualquier otro microorganismo se reproduzca.

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Etapas del procesoInóculo de levadura. El elaborador introduce el cultivo de la levadura que él mismo ha desarrollado o que ha obtenido de un cultivo primario.Fermentación. La levadura se reproduce activamente consumiendo el oxígeno contenido en el mosto. En esta etapa se puede ver gran cantidad de espuma y abundante burbujeo. Cuando se acaba el oxígeno, la levadura empieza a transformar el azúcar en alcohol y anhídrido carbónico. Esta etapa puede durar entre una y tres semanas. Al final de este tiempo las cervezas Lager (de baja fermentación) industriales son filtradas, pasteurizadas, envasadas con un añadido de CO2 y distribuidas.

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Etapas del procesoSegundas fermentaciones. Las cervezas artesanales son envasadas con adiciones de azúcar (o de mosto) y de levadura fresca. Esto provoca una segunda fermentación en la botella, responsable de la efervescencia de la cerveza. Maduración. Normalmente, las mejores cervezas reciben un tiempo de maduración en ambiente controlado para favorecer la segunda fermentación y el desarrollo de gustos y aromas. El tiempo de maduración puede ir de dos semanas a tres meses. Algunos tipos de cerveza ya hechos para ser madurados durante mucho tiempo pueden ser sometidos a maduraciones de hasta tres años.

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Aspecto de las cervezasMuchas cervezas reciben el distintivo de su color: cerveza ámbar, roja, rubia, negra. Otras se definen por su transparencia: cervezas turbias (o translúcidas). Normalmente, la translucidez de una cerveza puede ser debida a la ausencia de proteínas en suspensión, procedentes del grano o bien por ser poco o no haber sido filtrada y llevar levadura en suspensión. Las cervezas negras son llamadas así por el uso que se hace en la receta de maltas tostadas o quemadas. Algunas cervezas negras especialmente robustas son nombradas normalmente stout.

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Clasificación por procedimientosCervezas de Baja FermentaciónBockExport (Dortmunder) Pilsener (Pils) LagerSchwarzbierVienna

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Clasificación por procedimientosCervezas de Alta FermentaciónEstilo alemán

AltbierKölsch (de Colonia) Rauchbier (ahumada) SteinbierWeizenbier o Weissbier (de trigo)

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Clasificación por procedimientosEstilo belga Cerveza de abadía Bière d'abbaye. Cerveza afrutada Bière aux fruits. Cerveza ambrée (Dorada) Cerveza blanca o de trigo Bière blanche. Cerveza rubia Bière blonde. Cerveza brune (Negra) Cerveza doble Bière double. (doble fermentación) Cerveza épicée (con especias) Cerveza rubia fuerte Bière blonde forte. Cerveza roja (de fermentación mixta)

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Clasificación por procedimientosEstilo belga Cerveza de saison (de temporada) Cerveza scotch (de estilo escocés) Cerveza pils belgaCerveza trapista Bière trappiste. Cerveza triple Bière tripel. (de triple fermentación) Cerveza Vieille brune (oscura añeja, más bien fermentación mixta entre alta y espontánea)

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Clasificación por procedimientosEstilo británico Barley Wine (Vino de cebada) BitterBrown AleIrish AleIndian Pale AleMildOld AlePale AlePorterScottish AleStout

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Clasificación por procedimientosFermentación espontáneaLambicKriekGeuzeLambic aux fruitsCervezas tradicionales como en África (cerveza de sorgo) o en América Latina (cerveza a base de maíz como Tesgüino o Chicha (Perú).

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YogurEl yogur se hace fermentando la leche con bacterias compatibles, principalmente Lactobacillus bulgaricus

o acidophylus y Estreptococcus thermophilus.

Existen pruebas de la elaboración de productos lácteos en culturas que existieron hace 4500 años. Los antiguos búlgaros migraron a Europa desde el siglo II estableciéndose definitivamente en los Balcanes a finales del siglo VII.

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YogurLos primeros yogures fueron probablemente de fermentación espontánea, quizá por la acción de alguna bacteria del interior de las bolsas de piel de cabra usadas como recipiente de transporte.

El yogur era sólo un alimento de Europa Oriental hasta los años 1900s, cuándo el biólogo Mechnikovcreó la teoría de que esas bacterias Lactobacillus del yogur eran responsables de la longevidad de las personas de Bulgaria.

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Fermentaciones

YogurEn la elaboración del Yogur, la leche azucarada o lactosa son fermentadas por bacterias lácticas y se forma el ácido láctico el cual da origen a la formación de la cuajada.

El ácido también restringe el crecimiento de bacterias que causan descomposición del alimento. Durante la fermentación del yogur, se generan algunos sabores, que le dan especial característica.

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YogurGeneralmente en un cultivo se incluyen dos o más bacterias diferentes para conseguir una fermentación más completa, principalmente Streptococcus

thermophilus subsp. salivarius, y miembros del género Lactobacillus, tales como L. bulgaricus, L.

casei y L. bifidus o L. acidophylus.Las normativas de algunos países, el yogur como tal solo puede contener St. thermophilus subsp.

salivarius y Lactobacillus delbrueckii subsp.

bulgaricus; si se agregan otras bacterias, no se puede utilizar la denominación de yogur.

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YogurSi el yogur no se calienta hasta matar a las bacterias después de la fermentación, se vende bajo la denominación de «cultivo activo vivo» (o simplemente «vivo» en algunos países), que algunos consideran nutricionalmente superior.

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Tipos de YogurEl yogur natural o de sabores de textura firme, requieren temperaturas de envasado de aproximadamente 43 ºC y pasar por un proceso de fermentación en cámaras calientes a la temperatura de 43 grados para obtener el grado óptimo de acidez.

El proceso puede llegar a durar aproximadamente cuatro horas. Una vez obtenida la acidez óptima, debe enfriarse el yogur hasta los 5 grados para detener la fermentación.

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Tipos de YogurYogur batido: Son aquellos de textura cremosa, con o sin frutas, El proceso del yogur batido difiere del yogur natural, porque la fermentación se realiza en depósitos, previo al proceso de envasado, que se realiza en frío, por lo que no necesita de fermentación posterior.

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Preguntas¿Qué proceso fermentativo desarrollan los eritrocitos? ¿Porqué los eritrocitos realizan fermentación?¿Porqué los vinos alcanzan típicamente concentraciones de alcohol de 10 a 12% y las cervezas un 5%?Buscar en la literatura al menos cinco productos alimenticios lácteos y otros cinco de origen no lácteo en los cuales participe la fermentación láctica y explicar brevemente el proceso.¿Qué relación existe entre los procesos fermentativos y la creación del estado de Israel?¿Cuál es la definición que existe en Chile para el Yogur?

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