El vino

El vino es el resultado de la fermentación alcohólica de los azucares contenidos en el sumo de las uvas, por el metabolismo de una levadura unicelular microscópica llamada Saccharomyces cerevisiae. En el presente trabajo, se sustituyo el sumo de las uvas, por un mosto elaborado a partir de agua, sacarosa y pulpa de piña, el cual se acondiciono a 0,7 % de acidez y 22º brix, esterilizandolo por sulfitado, para posteriormente ser inoculado con una cepa de estas levaduras que durante seis (06) días fermentaron en anaerobiosis los azucares de la piña y la sacarosa añadida para producir una bebida alcohólica de sabor agradable, la cual se filtro, clarifico con la adición de gelatina, embotello y pasteurizo a 70º C por quince (15) minutos.

Introducción

EL vino es una bebida antigua mencionada en el viejo testamento (Genesis 9:20) cuando es por Noé. En Grecia antigua, el vino era tomado con agua; Teocrito describe a los vinos como venerables cuando cumplían los 4 años de edad. Era guardado en toneles, recipientes hechos en pieles de cabra y ánforas impermeabilizados con aceites y trapos engrasados; por lo que el aire estaba en contacto con el vino en todo momento haciendo que durara poco porque se oxidaba

Con el tiempo la industria del vino fue creciendo y estableciéndose por toda Europa, sin embargo la vida útil de este no era muy larga, debiendo ser consumido rápidamente ya que sufría el proceso de transformación en ácido acético y posterior oxidación. Fue hasta entonces que a finales del siglo XIX un científico de nombre Luis Pasteur observo que en el vino existían ciertos microorganismos redondos o levaduras que eran los responsables de la fermentación, pero si también estaban presentes otro tipo de microorganismos se producía el agriamiento y oxidación del vino por lo que dedujo que al destruir térmicamente estos microorganismos y sellar el envase, se lograba evitar la alteración de vino, proceso que se llamo Pasteurización

Saccharomyces cerevisiae

Son microorganismos unicelulares (generalmente de forma esférica) de un tamaño que ronda los 2 a 4 μm y que están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas, cereales y verduras Es capaz de transformar los azucares en Alcohol etílico y CO2, es un proceso biológico se fermentación anaerobia y tiene como finalidad proporcionar energía a las levaduras, para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, otras especies de levaduras, son las Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis.[12]

Saccharomyces cerevisiae

[12] "Analysis of yeast populations during alcoholic fermentation: a six year follow-up study.", Beltran G, MJ Torija, M Novo, N Ferrer, M Poblet, JM Guillamon, N Rozes y A Mas. Systematic and Applied Microbiology, 25: 287-293, 2002

Bioquímica de la reacción

La glucólisis es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular, y al igual que ésta necesita de enzimas para su completo funcionamiento. A pesar de la complejidad de los procesos bioquímicos una forma esquemática de la reacción química de la fermentación alcohólica puede describirse como una glicólisis (en la denominada vía Embden-Meyerhof-Parnes) de tal forma que puede verse como participa inicialmente una molécula de hexosa: [19]

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

Se puede ver que la fermentación alcohólica es desde el punto de vista energético una reacción exotérmica, se libera una cierta cantidad de energía. La fermentación alcohólica produce gran cantidad de CO2. Un cálculo realizado sobre la reacción química muestra que el etanol resultante es casi un 51% del peso, los rendimientos obtenidos en la industria alcanzan el 7%.[20] Se puede ver igualmente que la presencia de fósforo (en forma de fosfatos), es importante para la evolución del proceso de fermentación.[6] El proceso completo (vía Embden-Meyerhof-Parnes) descrito simplificado anteriormente explica los productos resultantes de la fermentación etílica de un hexano, cabe destacar que el proceso se puede detallar en una glicólisis previa gobernada por un conjunto de enzimas en la que se obtiene un piruvato tal y como se describe a continuación:[23]

C6H12O6 → 2 CH3COCOO− + 2 H2O + 2H+

La reacción química se describe como la reducción de dos moléculas de Nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) de NADH (forma reducida del NAD+) con un balance final de dos moléculas de ADP que finalmente por la reacción general mostrada anteriormente se convierten en ATP (adenosín trifosfato). Otros compuestos trazados en menores proporciones que se encuentran presentes tras la fermentación son: el ácido succínico, el glicerol, el ácido fumárico.

En más detalle durante la fermentación etílica en el interior de las levaduras, la vía de la glucólisis es idéntica a la producida en el eritrocito (con la excepción del piruvato que se convierte finalmente en etanol). En primer lugar el piruvato se descarboxila mediante la acción de la piruvato descarboxilasa para dar como producto final acetaldehído liberando por ello dióxido de carbono (CO2) a partir de iones del hidrógeno (H+) y electrones del NADH.[24] Tras esta operación el NADH sintetizado en la reacción bioquímica catalizada por el GADHP se vuelve a oxidar por el alcohol deshidrogenasa, regenerando NAD+ para la continuación de la glucólisis y sintetizando al mismo tiempo etanol. Se debe considerar que el etanol va aumentando de concentración durante el proceso de fermentación y debido a que es un compuesto tóxico, cuando su concentración alcanza aproximadamente un 12% de volumen las levaduras tienden a morir. Esta es una de las razones fundamentales por las que las bebidas alcohólicas (no destiladas) no alcanzan valores superiores a los 20% de concentración de etanol.

Limitaciones del Proceso

La determinación de los factores que limitan la glicólisis fermentativa del etanol son complejos debido a la interrelación existente y a la naturaleza de los parámetros intervinientes durante el proceso de fermentación. Algunos de ellos se deben tener en cuenta en la fermentación alcohólica industrial. En

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