Autor:Ing. Anna Herrera

Universidad de CaraboboFacultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería Química

Es la degradación o descomposición bioquímica sustancias orgánicas complejas en compuestos más

simples, generalmente en ausencia de oxígeno, gracias a la acción catalizada de ciertas enzimas específicas,

llamadas fermentos, producidas por microorganismos tales como el moho, las bacterias y las levaduras.

Es un proceso catabólico de oxidación incompleta de azúcares o almodones por la acción de levaduras

o bacterias, que conduce a la formación de ácidos orgánicos.

ORGANISMOS VIVOS

ENERGÍA OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

RESPIRACIÓN

AERÓBICOS

ANAERÓBICOS

FERMENTACIÓN

Fermentación alcohólicaFermentación lácticaFermentación acéticaFermentación butíricaFermentación de la glicerina

TIPOS DE FERMENTACIÓN:

Fermentación cítricaFermentación forménicaFermentaciones amoniacales

También se conoce:

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICAFERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

GLUCOSA

2 ETANOL +

2 CO2

LEVADURAS

HONGOS UNICELULARES

ANAERÓBICOS

TIPOS DE FERMENTACIÓN DE LA GLUCOSA

GLICÓLISIS

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

ETAPAS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICAETAPAS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

Glicólisis

Descarboxilación:

Deshidrogenación:

CH3COCOOH CH3COH + CO2

Á. Pirúvico Acetaldehído (piruvato)

CH3COH + NADH + H+ CH3CH2OH + NAD+

Acetaldehído Etanol

Ecuación global:

ETAPAS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICAETAPAS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

C6H12O6 + 2Pi + 2ADP 2CH3CH2OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O Glucosa Etanol

O por etapas: CH3

C O

C

O OH

CH3

C

O H

CH3

CH2 + CO2

OHA. Pirúvico (Piruvato)

Descarboxilasa

CO2

Alcohol-deshidrogenasa

NADH NAD+

Etanol

ELABORACIÓN DE LA CERVEZAELABORACIÓN DE LA CERVEZA

Saccharomyces cerevisiaeLevadura de la cerveza:

Condiciones:

Medio suplementado con ácido aloeico u olenoico

Concentración de alcohol-tolerancia alcohólica de las levaduras

Temperatura pH

PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA CERVEZAPROCESO DE ELABORACIÓN DE LA CERVEZA

Materia Prima: Cereales, frutas y productos azucarados

Cereales malteadosEnzimas microbianas industriales: variedades de cereales como: cebada arroz, trigo y maíz.

•Maceración y Filtración:

Se extraen del cereal los carbohidratos y otros nutrientes necesarios para la fermentación en calentamiento controlado.

Filtración y clarificación

•Separación del mosto: Se hierve durante 60-90 min.

Flocula Enfría Airea

La inactivación de los enzimas, La esterilización del mosto La precipitación de las proteínas La extracción de substancias amargas derivadas del lúpulo La producción de color, aromas, y sabores La destilación de los volátiles

•Fermentación de la cerveza: Inoculación con levaduras.

•Maduración y Acondicionamiento final:

Tratamientos Fermentación Secundaria Aditivos

Flocula Centrifuga Filtra

Para separar los sólidos, células microbianas y sustancias coloides

Cebada+ AdjuntoAgua

Tina de maceración

Molienda

Tina de clarificación o filtrado de la pasta

Ebuilidor

Separador de torbellino

Refrigerador Fermentador Centrifuga

Filtración

RESUMEN DE LOS PROCESOS QUE INTERVIENEN EN LA RESUMEN DE LOS PROCESOS QUE INTERVIENEN EN LA ELABORACIÓN DE CERVEZAELABORACIÓN DE CERVEZA

Cocción

MOSTO

CERVEZA

Definición:

Es un proceso de obtención de energía en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno) en la cual se genera como producto final ácido láctico, por la acción de las bacterias ácido-lácticas.

Producto: ácido láctico CH3CHOHCOOH

Tipos de fermentación láctica:

Homoláctica único producto: ácido láctico

Heteroláctica 3 productos: ácido láctico, etanol y agua

FERMENTACIÓN LÁCTICAFERMENTACIÓN LÁCTICA

Dentro de las bacterias lácticas, que son las que llevan a cabo estas fermentaciones, existen:Homofermentativas (producen únicamente ácido láctico)

Entre las de interés industrial se encuentran, entre otras, las especies de los géneros: Streptococcus, Lactobacillus termofilo, lactobacilo búlgaro y Leuconostoc, que producen yogur y queso.

Heterofermentativas (se obtienen otros productos aparte del ácido láctico, como etanol y agua). Leuconostoc mesenteroides,Streptococcus Fecalis, Mesenteroides, Peiococcus Cereviciae, Lactobacillus Brevis Lactobacillus Plantarum.

BACTERIAS ÁCIDO-LÁCTICAS:BACTERIAS ÁCIDO-LÁCTICAS:

MECANISMO DE LA FERMENTACIÓN LÁCTICA:MECANISMO DE LA FERMENTACIÓN LÁCTICA:

El proceso fermentativo se basa en una serie de reacciones bioquímicas relacionadas con el metabolismo celular de los microorganismos o bacterias ácido-lácticas, responsables de llevar a cabo la degradación de los carbohidratos.

Los lactobacillus, son bacterias que utilizan la fermentación láctica para obtener energía; estos organismos transforman la lactosa de la leche en glucosa y posteriormente en ácido láctico.

La lactosa (C12H22O11) se hidroliza hasta dos glucosa (C6H12O6) mediante la lactasa. Posteriormente a través de la glicólisis se obtiene ácido pirúvico

(C3H4O3), que finalmente se transforma en ácido láctico: C3H6O3

GLUCOSA LACTOSA

YOGURT:YOGURT:Es una forma de leche ácida modificada.

FERMENTACIÓN ACÉTICAFERMENTACIÓN ACÉTICA

El proceso metabólico se basa en la conversión del etanol, bajo la acción de la alcohol deshidrogenasa, en acetaldehído y del acetaldehído hidratado en ácido acético por la acción de la acetaldehído deshidrogenasa:

C2H5OH CH3CHO + H2O CH2CH(OH)2 CH3COOH+ H2O

Producto: vinagre (solución diluida de ácido acético

Materia prima: etanol purificado diluido, fuente de nitrógeno y una combinación apropiada de minerales.

Micro organismos empleados: bacterias ácido-lácticas los géneros Acetobacter y Gluconobacter

FERMENTADOR acetator Frings

PROCESO PARA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO ACÉTICO PROCESO PARA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO ACÉTICO DEL 12 AL 15 %:DEL 12 AL 15 %:

Las concentraciones de alcohol y de ácido acético al comienzo del ciclo son del 7-10 % y del 5 % respectivamente

La fermentación se efectúa entre 27 y 32 ºC hasta que la concentración de alcohol desciende al 0,1-0,3 %, momento en el cual se descarga una parte del vinagre ( aproximadamente la tercera parte)

El recipiente se vuelve a llenar con una mezcla que contiene del 0 al 2 % de ácido acético y del 12 al 15 % de etanol y el ciclo se repite. Los tiempos del ciclo varían de 24 a 48 horas.

• Las bacterias ácido-lácticas, que oxidan el etanol a ácido acético, pueden existir a valores bajos de pH.

• Los cultivos industriales se seleccionan en función de que toleren una acidez elevada y de que las velocidades de producción de acetatos sean altas.

• Estas bacterias son extremadamente sensibles y se mueren en ausencia de oxígeno y etanol.

• La sensibilidad a la falta de oxígeno aumenta a medida que lo hace la concentración total de ácido acético más etanol.

• La sobre oxidación, esto es la conversión de ácido acético en CO2 y H2O, puede impedirse manteniendo la concentración de ácido acético por encima del 6 % e impidiendo el agotamiento total de etanol.

GENERALIDADES DE LAS BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS GENERALIDADES DE LAS BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS EN FERMENTACIONES ACÉTICASEN FERMENTACIONES ACÉTICAS