Generalidades sobre la fermentación
La fermentación es un proceso biológico mediante el cual los organismos que lo realizan obtienen energía (en forma de ATP) a costa de perder poder reductor (normalmente en forma de NADH), es por lo tanto un proceso catabólico.
No se puede hablar de un proceso de fermentación único para todos los seres vivos, puesto que diferentes organismos usan distintos compuestos como materia prima para su catabolismo. Los organismos que más utilizan este método para obtener energía son bacterias y hongos (levaduras y mohos) pero la mayoría de seres vivos pueden utilizar este recurso metabólico para obtener energía en caso de necesidad.
El hecho de que la gran mayoría de seres vivos puedan llevar a cabo algún tipo de fermentación da a entender la importancia evolutiva de estas rutas metabólicas. La pregunta entonces es ¿por qué tener dos rutas metabólicas para obtener oxígeno? Bueno, al cargarse la atmósfera con oxígeno lo más lógico debió ser buscar procesos metabólicos que permitieran su presencia. De hecho, la respiración oxidativa (Glucolisis y ciclo de Krebs) obtiene mucha más energía que la fermentación (en la que no participa el ciclo de Krebs). Pero en esas condiciones ¿por qué mantener la fermentación? La fermentación es un proceso metabólico sencillo. Requiere muy pocos enzimas en comparación con la respiración oxidativa, por lo que es mucho más rápida. Además puede realizarse en ausencia de oxígeno, que no siempre está disponible para todas las células del cuerpo de un ser pluricelular.
Los diversos compuestos que se obtienen como resultado de la fermentación son lo que caracteriza los diferentes tipos de fermentación. Se han descrito cuatro tipos de fermentación en seres vivos hasta el momento:
La fermentación láctica, que llevan a cabo hongos, bacterias y animales. Una mención especial para las bacterias del género Lactobacillus para transformar la leche en yogur o queso (puedes aprender más de este género de bacterias aquí). Las células musculares cuando se encuentran en condiciones de anoxia, es decir, cuando deja de llegar oxigeno suficiente en la sangre como para mantener la actividad muscular realizan la fermentación láctica. Como por ejemplo durante una carrera de velocidad. A partir de una molécula de glucosa, procedente del disacárido lactosa frecuentemente, se obtiene acido láctico y CO2 como productos secundarios de la obtención de ATP.
Todos estos alimentos cotidianos están fermentados.
La fermentación alcohólica la llevan a cabo tanto levaduras como hongos y bacterias en ausencia de oxígeno. Mediante la degradación un azúcar, obtienen ATP y generan una molécula de etanol y CO2. Una de las fermentadoras más conocidas es la levadura Saccharomyces cerevisiae, el principal fermentador de vino, cerveza y pan. Puedes aprender más de esta levadura aquí.
La fermentación acética es llevada a cabo por bacterias del género Acetobacter en presencia de oxígeno. Estas bacterias transforman el etanol (frecuentemente del vino) añadiéndole oxígeno. Por lo que producen agua y ácido acético, es decir vinagre. Lee más de ella aquí.
La fermentación butírica no es tan conocida como las anteriores. La llevan a cabo bacterias del género Clostridium en condiciones de ausencia de oxígeno. A partir de una molécula de lactosa obtienen ATP y liberan ácido butírico y CO2. El ácido butírico desprende un olor desagradable, a podrido. Esta fermentación puede aparecer durante el proceso de ensilado del forraje para su almacenamiento y conservación mediante fermentación láctica.