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INTRODUCCIÓN'

El proceso de fermentación alcohólico es realizado por hongos microscópicos unicelulares llamados levaduras, de la especie Saccharomyces cereviceae. Tal proceso es anaeróbico, por lo que el oxigeno molecular (O₂) no participa en la fermentación.

La fermentación alcohólica es un proceso biotecnológico conocido por la humanidad desde tiempos inmemoriales. Baste decir que en el Código Hammurabi (siglo XVIII a. C.), ya aparece algún atisbo de legislación acerca de las condiciones en las que las cervecerías deberían funcionar.

Prácticamente todas las culturas de la antigüedad tenían algún producto de fermentación alcohólica; trátese de diversos tipos de miel, cereales o frutas. En nuestro país, antes de la llegada de los europeos se fermentaba tanto el maíz como el aguamiel extraído de los magueyes.

La actividad de las levaduras permite el rompimiento del azúcar (glucosa) en dos moléculas de bióxido de carbono y dos de etanol, como se señala en la siguiente ecuación:

Como sabemos, todos los procesos bioquímicos que ocurren en los organismos están catalizados por enzimas, agentes orgánicos que aceleran o retardan las reacciones. Tales agentes, de naturaleza proteica ven afectada su actividad por factores diversos, como pueden ser la temperatura, la concentración tanto de la enzima como del sustrato, así como por el pH y por agentes competitivos.

Los parámetros arriba señalados han sido muy estudiados, de modo que los grandes productores no dejan nada al azar y los mantienen fijos en los niveles óptimos. La industria de la fermentación alcohólica es una de las más importantes del mundo, dando empleo a cientos de miles de personas y generando ganancias del orden de miles de millones de dólares. Estas ganancias no están restringidas a las grandes transnacionales, pues muchas bebidas se fabrican artesanalmente, e incluso de manera casera. En nuestro país, la industria tequilera es sobresaliente y alcanza fama mundial; mientras que la fabricación y venta de otros tipos de fermentados y destilados como el mezcal, el bacanora, la sidra, los “mosquitos” y el rompope, permiten que pequeñas industrias familiares obtengan ingresos dignos.

OBJETIVOS

Mediante este experimento el alumno:

- Demostrará la actividad enzimática de la levadura.

- Demostrará la influencia de la temperatura sobre el proceso de fermentación alcohólica.

- Discutirá la importancia de la fermentación alcohólica

MATERIAL

4 tubos de ensayo de 150 x 20 mm.

4 tubos de ensayo de 100 x 10 mm.

1 gradilla

1 probeta 100 ml.

1 matraz 250 ml.

1 soporte con mechero y tela de asbesto

1 termómetro

1 balanza eléctrica

1 rollo de papel aluminio

1 regla de 30 cm. graduada en mm.

200 ml. de jugo de uva natural (sin ningún tipo de proceso para envasar)

Levadura de cerveza

MÉTODO

Aunque se pueden proponer variaciones, lo que recomendamos es que cada equipo trabaje un lote según el Cuadro de abajo.

Cada lote trabajará un mínimo de 4 repeticiones (4 tubos), aunque el profesor podrá decidir si se realizan más repeticiones para dar un tratamiento estadístico. Esta presentación está diseñada para terminarse en una sesión de 2 horas, pero a discreción del profesor se puede esterilizar el material y hacer la siembra de levadura de manera aséptica, en cuyo caso el experimento se llevaría 2 sesiones.

1. Colocar 40 ml. de jugo de uva en cada uno de los tubos de ensayo grandes. El jugo debe ser natural, pues el que se vende ya envasado normalmente tiene conservadores que inhiben el crecimiento de las levaduras.

2. Agregar en cada tubo 1 gramo de levadura de cerveza (el papel aluminio servirá a manera de recipiente para colocar la levadura tanto sobre la balanza como para agregarla en los tubos), y agitar.

3. Introducir invertidos los tubos chicos dentro de los grandes y purgarlos de residuos de aire. (La purga se hace tapando con la palma de la mano el tubo grande y agitando ligeramente, para que el tubo interno se balancee y el líquido entre, sacando el aire presente). Tu profesor te puede indicar la mejor manera de hacerlo.

4. Paralelamente al paso 1, debe colocarse a calentar el vaso de precipitados de 500 ml. con la mitad de agua, manteniendo la temperatura indicada según el Cuadro 1.

5. El sistema de tubos, ya purgado de aire, se coloca a baño María en el vaso de 500 ml y se espera hasta que algún tubo interno de cualquiera de los equipos se llena de CO₂. La colocación a baño María deben hacerlo todos los equipos simultáneamente. En cuanto se llene el primer tubo, todos los equipos deberán detener el experimento y medir con la regla la cantidad de CO₂ contenida en el tubo interno.

6. Elaborar, con los promedios, una tabla grupal como la siguiente:

7. Graficar temperatura contra producción de CO₂

BIBLIOGRAFÍA

Campbell, Neil A. et al. Biología. Conceptos y relaciones, Prentice Hall, México, 2001.

Curtis, Helena. et al. Biología, Editorial Médica Panamericana, España, 2000.

Mertz, E. T. Bioquímica. Publicaciones Cultural, S. A. México, 2001

Vázquez B. L. A. y Héctor Rivera V. Biología III. CCH – Sur, 2003