BIOENERGIA

Informe Nº4

“Bioenergía: Fermentación Alcohólica”

Integrantes: Docentes:

Buila Cesar Sánchez Alicia

Castro Carlos Verdugo Lidia

Córdova Yerko

Introducción:

Según Campbell, Reece (2005): La fermentación es un mecanismo mediante el cual algunas células pueden oxidar combustible y generar ATP sin el uso de oxígeno. La fermentación está compuesta por la glucólisis más las reacciones que regeneran el NAD+ transfiriendo electrones del NADH al piruvato. El NAD+ se vuelve a utilizar al oxidar azucares mediante la glucolisis, la cual rinde dos moléculas de ATP en cada fosforilación del sustrato. Existen dos tipos de fermentación principalmente la fermentación láctica y la alcohólica.

Según Tortora, Funke & Case (2007): La fermentación alcohólica es el proceso mediante el cual dos moléculas de ácido pirúvico se convierten en dos moléculas de acetaldehído y dos moléculas de CO2. Más tarde las dos moléculas de acetaldehído son reducidas por dos moléculas de NADH para formar dos moléculas de etanol. Este tipo de fermentación se observa principalmente en numerosas bacterias y levaduras.

Objetivos:

Conocer el concepto de fermentación, sus clasificaciones y sus distintas aplicaciones en el ámbito científico.

Describir las reacciones químicas de la fermentación y mencionar los productos resultantes

Analizar y comprender las variaciones de PH obtenidas en los diferentes procesos de fermentación alcohólica.

Procedimiento:

Fermentación alcohólica en levadura:

En este experimento se prepararon y se rotularon 4 tubos de ensayos siendo el primero una mezcla de 1 ml de agua más 1 ml de levadura; el segundo 1 ml de almidón más 1ml de levadura; el tercero 1ml de sacarosa más 1ml de levadura; y el cuarto 1 ml de glucosa más 1ml de levadura. Después de tener los tubos de ensayo con sus respectivas soluciones. se rotularon 4 pipetas graduadas para así determinar a soluciones correspondientes a cada una. Luego se extrajo solución llenando la pipeta y sellando su extremo con parafilm y generar la reacción en ausencia de O2. En el transcurso del tiempo se fue registrando los sucesos ocurridos (aumento de burbujas, liberación de CO2).

Determinación indirecta de la producción de co2 por fermentacion alcoholica:

Se dispuso de dos tubos de ensayo donde al primero se le vertió azul de bromotimol al cual se le determinó su pH, mientras que al otro se le agregó 2 ml de un cultivo de levadura al 10% más 2 ml de sacarosa al 2%. Se conectaron a través de una manguera de anaerobiosis y se sellaron con parafilm para generar un proceso anaeróbico. Luego de aprox. 30 min se volvió a medir el pH. El mismo proceso se realizó una vez mas aunque ahora se agregaron 2 ml de glucosa al 2% en vez de sacarosa al 2%.

Resultados:

Fermentación alcohólica en levadura:

En el tubo 1 nunca se observó cambios al interior de la pipeta, ya que la levadura jamás reaccionó con el agua destilada, en el tubo 2 ocurrió algo similar al no presentarse ningún tipo de cambio al llegar a los 15minutos,que era el tiempo límite estimado para la reacción. El tubo 3 presentó cambios en su composición aunque de menor envergadura que el tubo 4, lo cual es importante destacarlo. Por último el tubo 4 fue el tubo con la mayor reacción llegando a un aumento de 0,25ml (Ver tabla de anexos). Al interior de las pipetas no se observó cambios de coloración, solo se visualizó el aumento del nivel de la mezcla debido a la liberación de gas. (Esquema de las reacciones en anexos)

Determinación indirecta de la producción de CO2 por fermentación alcohólica:

Se observó un cambio en el compuesto azul de bromotimol unido al tubo de glucosa+levadura, éste cambio su tonalidad, pasando de un color azul a tornarse de un color amarillento. El pH también resultó alterado ya que en un inicio se midió un PH= 8 (básico), al reaccionar dentro del baño termorregulador, su tonalidad cambia a un pH= 6 (acido).

Se observó un gran cambio en el compuesto de azul de bromotimol unido al tubo de sacarosa+levadura, ya que presento un cambio en su tonalidad pasando de un color azul en su inicio con un PH=8, hacia una tonalidad más verdosa, disminuyendo su PH obteniendo un valor 7 el cual representa neutralidad. (Ver Tabla pH de las soluciones, anexo)

Discusión:

Según Karp, G (2009) metabolismo se define como el conjunto de reacciones bioquímicas que se producen al interior de una célula. La mayoría de estos procesos se pueden agrupar en vías metabólicas, las cuales pueden ser catabólicas (presencia de O2) y anabólicas (ausencia de O2). Algunos procesos catabólicos como la respiración celular y la glucolisis son reacciones, donde en el primero se obtiene gran cantidad de energía gracias a los productos del segundo. Los procesos anabólicos, como la fermentación alcohólica y láctica no requieren la presencia de oxígeno en cambio, a diferencia de las reacciones catabólicas, la obtención de energía es baja pero es suficiente energía para los anaerobios debido a su escasa complejidad.

Según Bruce, A. (2002) los monosacáridos (glucosa) son las moléculas alimenticias de la célula, la cual es precursora para la obtención de ATP. En el primer experimento realizado deja en evidencia esta afirmación ya que en los tubos donde estaban presentes carbohidratos complejos no hubo cambios debido a que la célula debe degradar este carbohidrato y obtener un carbohidrato simple (glucosa), para poder realizar la reacción de glucólisis y luego la reacción anaeróbica (fermentación). Sin embargo en el tubo donde había concentración de disacáridos y monosacáridos se presentó mayor actividad metabólica debido a que el inicio de la glucolisis es de inmediata. En la fermentación como ya se mencionó, genera CO2 en forma de gas (burbujas) y etanol a partir de piruvato generado en la glucolisis (proceso realizado en el citoplasma al igual que la fermentación), debido a esta razón en el tubo 4 se observan gran cantidad de burbujas (gas).

En el segundo experimento se confirma lo mencionado por Bruce Albert debido a que el tubo que contenía sacarosa libero menor cantidad de CO2 que el tubo que contenía glucosa, ya que el primero generó un pH 7 (neutro) mientras el segundo un pH 6 (ácido), esto quiere decir que en la solución se liberó menor y mayor cantidad de CO2, respectivamente.

Conclusión

Gracias a los experimentos se pudo observar la liberación de CO2 en la fermentación alcohólica que realizan algunas bacterias y hongos para generar ATP (energía para subsistir) siendo este un proceso anabólico (proceso realizado en ausencia de O2). También se puede concluir que el proceso de fermentación es más rápido al disponer de monosacáridos ya que la glucólisis genera piruvato, que es utilizado en la fermentación, a partir de glucosa. Por lo tanto el tipo de carbohidrato que dispone el anaerobio, siendo este complejo o simple, influye en el tiempo que necesita este organismo unicelular.

Referencias:

Bruce, A. (2002). Unidad I: Capitulo 2: Pequeñas moléculas, energía y biosíntesis. Biología molecular de la célula 3ra ed. España: Ediciones Omega.

CAMPBELL & REECE (2005). Unidad II: Capitulo 9: Respiración Celular: Obtención de la energía química. Biología 7ma ed. (pag 175). Editorial medica panamericana.

Karp, G. (2009). Capítulo 3: Bioenergética, enzimas y metabolismo. Biología celular y molecular 5ta ed. México: McGRAW-HILL INTERAMERICANA.

Tortora, Funke & Case (2007). Unidad IV: Anatomía funcional de las células procariontes y eucariontes). Introducción a la microbiologia. 9na ed. (pag.134). Editorial medica panamericana.

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