Los dos tipos de fermentación más comunes son alcohólico y fermentación de ácido láctico.
Si bien la fermentación alcohólica puede ser la más conocida (y se observa en muchos alimentos y bebidas, como como vino, cerveza, tés fermentados, pan y salchichas), se cree que la fermentación del ácido láctico es el más antiguo. Comidas fermentadas, como queso, yogur, kéfir, chucrut y alimentos en escabeche se han encontrado en casi todas las culturas del mundo, desde hace miles de años.
Para comparar y contrastar la fermentación del ácido láctico y la fermentación alcohólica, ambas son reacciones de oxidación-reducción e implican glucólisis.
Fermentación alcohólica ocurre en microorganismos como la levadura y convierte la glucosa en energía, que se libera como dióxido de carbono. El subproducto resultante se llama etanol (también conocido como alcohol etílico o simplemente alcohol). Fermentación de ácido láctico ocurre en ciertas bacterias, levaduras y células musculares y convierte la glucosa en energía. Su subproducto es el lactato. La fermentación del ácido láctico también se utiliza en la industria alimentaria, que utiliza bacterias del ácido láctico.
El papel de la levadura y las bacterias en la fermentación
La fermentación de alcohol a menudo implica Saccharomyces cerevisiae, (comúnmente conocida como levadura de panadería), que deriva su nombre del azúcar (saccharo), hongos (myces) y cerveza (cerevisiae). Se remonta al período neolítico, fermentación de levadura es esencial para los procesos de producción de cerveza, vino, pan y biocombustible.
La fermentación implica la introducción de una serie de microbios que aumentan el nivel de ácido o alcohol; S. cerevisiae la fermentación convierte el almidón en azúcares simples, que la levadura consume para crear dióxido de carbono y alcohol.
En pocas palabras, la levadura se atiborra de azúcar a medida que las células se reproducen. Las células continúan reproduciéndose hasta que se consume todo el azúcar y se gasta la levadura; la levadura luego se deposita en el fondo del recipiente. Este proceso es el mismo si el resultado final es alcohol o biocombustible.
Lactobacillus es la bacteria más común utilizada en la fermentación del ácido láctico. El azúcar presente en las muestras de frutas produce de forma natural ácido láctico, que reduce el pH y reduce la cantidad de microorganismos que pueden crecer. Esto conserva eficazmente los alimentos. Esto se usa comúnmente en el decapado, así como en la producción de yogur y alimentos fermentados como chucrut y kimchi.
Las bacterias del ácido láctico se encuentran naturalmente en algunos alimentos y se utilizan principalmente como "iniciadores", lo que significa que inician el proceso de fermentación. Los carbohidratos que ya están presentes en los alimentos mantienen la reacción. Esta es la razón por la que los quesos que se han “añejado” durante diferentes períodos de tiempo tienen diferentes sabores.
Alcohólico vs. Fermentación de ácido láctico
La fermentación del alcohol es una reacción química que utiliza levadura y azúcar para producir energía, que se puede ver a medida que la solución burbujea; puede ser aeróbico o anaeróbico (trabajar en presencia o ausencia de oxígeno). Después de eliminar el dióxido de carbono, el acetaldehído resultante se reduce para formar etanol. La levadura no puede metabolizar el etanol; en lo que respecta a las células madre, es un producto de desecho.
Puedes definir fermentación de ácido láctico como el proceso que ocurre después de la glucólisis en la respiración anaeróbica. Una enzima llamada lactato deshidrogenasa provoca una reacción para iniciar la glucólisis, formando lactato en el proceso.
Este lactato se protona en ácido láctico y continúa acumulándose en las células musculares hasta que se reintroduce el oxígeno y regresa la respiración aeróbica. ("Protonato" significa agregar un protón a otro átomo o molécula, lo que crea un enlace y transforma el lactato en un ácido.) La fermentación láctica se produce a través de la respiración anaeróbica, que se produce cuando hay una falta de oxígeno en un organismo. Esto evita que los músculos obtengan energía de la respiración celular.
Principalmente, la fermentación del ácido láctico se diferencia de la fermentación del alcohol etílico en que el subproducto resultante es el ácido láctico, en lugar del etanol. Cuando se exponen al oxígeno, las moléculas de ácido láctico se descomponen en dióxido de carbono y agua. Cuando se usa en la producción de alimentos, este ácido láctico descompone los azúcares, evitando que los alimentos se echen a perder.
La fermentación alcohólica puede tener lugar en ambientes con y sin oxígeno, con diferentes resultados.
Efectos del ácido láctico en el cuerpo
El dolor muscular que se experimenta después del ejercicio es causado por la acumulación de ácido láctico. Con una actividad regular, los pulmones pueden satisfacer las demandas de oxígeno del cuerpo, pero durante el ejercicio se requiere más energía. Esto deja escasez de oxígeno, por lo que comienza la respiración anaeróbica. Esto no es tan eficiente como respiración aeróbica, y el proceso da como resultado la producción de ácido láctico.
Aunque a menudo se considera un desperdicio, el ácido láctico se recicla a través del hígado, donde se convierte nuevamente en glucosa. En algunos casos, una acumulación de ácido láctico puede causar náuseas, dificultad para respirar y debilidad. Cuando el cuerpo no tiene tiempo para recuperarse, los cristales de ácido úrico pueden acumularse en las articulaciones, causando un dolor conocido como gota.