Fermentación alcohólica De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a: navegación navegación,, búsqueda
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico que además de generar etanol desprende grandes cantidades de dióido de carbono !"#$% además de energ&a para el metabolismo de las bacterias anaeróbicas ' levaduras( La fermentación alcohólica es un proceso un proceso biológico de biológico de fermentación en plena ausencia de aire ! aire !o&geno o&geno ) ) #$%, originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono !por carbono !por regla general a*úcares: como pueden ser por e+emplo la glucosa,, la fructosa glucosa fructosa,, la sacarosa sacarosa,, el almidón almidón,, etc(% para obtener como productos finales: un alcohol en alcohol en forma de etanol etanol !cu'a !cu'a fórmula qu&mica es: "-)"$)# #%, %, dióido de carbono !"#$% en forma de gas gas ' ' unas mol.culas de /0 /01 1 que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energ.tico anaeróbico( 2l etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas algunas bebidas alcohólicas, alcohólicas, tales como el vino vino,, la cerve*a cerve*a,, la 3 sidra,, el cava sidra cava,, etc( /unque en la actualidad se empie*a a sinteti*ar tambi.n etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible como biocombustible(($La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energ&a anaeróbica a los micr microor oorgan ganismo ismossunicelulares unicelulares ! !levaduras levaduras%% en ausencia de o&geno o&geno para para ello disocian las mol.culas mol.culas de de glucosa glucosa ' ' obtienen la energ&a necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol ' alcohol ' "#$ como desechos consecuencia de la fermentación( Las levaduras ' bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos mu' habituales en las frutas frutas ' ' cereales cereales ' ' contribu'en en gran medida al sabor de de los productos los productos fermentados !v.ase fermentados !v.ase 2valuación 4 sensorial%( sensorial %( 5na de las principales caracter&sticas de estos microorganismos es que viven en
ambientes completamente carentes de o&geno !#$%, máime durante la reacción qu&mica, por esta ra*ón se dice que la fermentación fer mentación alcohólica es un proceso anaeróbico anaeróbico((
Contenido 6ocultar 7 •
3 istoria
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$ "onsideraciones generales
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o
$(3 Levaduras
o
$($ 8ioqu&mica de la reacción
o
$(- 8alance energ.tico
o
$(4 Limitaciones del 1roceso
- 0ipos de fermentación alcohólica o
-(3 9ermentación industrial
o
-($ 9ermentaciones naturales
4 9ermentaciones espec&ficas o
4(3 9ermentación del vino
o
4($ 9ermentación de la cerve*a
o
4(- 9ermentación del arro*
o
4(4 9ermentación alcohólica de la leche
o
4( #tras fermentaciones alcohólicas
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9ermentación alcohólica casera
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; 5sos de la fermentación
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< 2fectos de la fermentación et&lica
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= >eferencias
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? @.ase tambi.n
[editar editar]] Historia
La hidromiel es una bebida fermentada a base de miel miel ' ' agua mu' t&pica de los vikingos vikingos(( La humanidad emplea la fermentación alcohólica desde tiempos inmemoriales para la elaboración de cerve*a !empleando cerve*a !empleando cereales cereales%% ' del vino !empleando el fruto de la vid vid:: la uva en uva en forma de mosto mosto%% fundamentalmente( Los griegos griegos atribu&an atribu&an el descubrimiento de la fermentación al dios Dionisio Dionisio(( /lgunos procesos similares como el de la destilación alcohólica 'a surgen en el aAo 33B de la mano de /rnau de @i @ilanova lanova(( 9ue un elemento más a considerar en el desarrollo histórico de la alquimia alquimia durante durante la 2dad Cedia( Cedia(; 2n el aAo 3=;4 se identificó el gas "#$ resultante de la fermentación por el qu&mico Cac8ride ' en 3<;; "avendish "avendish lo lo describió como: el gas eistente en la atmósfera atmósferaEE determinando además la proporción de dióido de carbono con respecto al a*úcar empleado en el proceso, que rondaba el
creencias de Louis 1asteur en en el aAo 3=< 3=< que que se fundamentaba en la teor&a teor&a vitalistaE vitalistaE como eplicación de los mecanismo básicos de la fermentación, fue el mismo 1asteur que en el aAo 3=< 3=< demostró demostró que la fermentación era un proceso anaeróbico !en ausencia de o&geno%( 2n el aAo 3=3= 3=3= 2rleben, 2rleben, De La 0our en en 9rancia, Schann Schann ' ' MNt*ing MNt*ing en en /lemania !3=-<% descubren que las levaduras !organismos microscópicos unicelulares% son la causa del proceso, pero no fue hasta has ta que 2duard 8uchner en 8uchner en el aAo 3=?< 3=?< descubre descubre que la en*ima *imasa es *imasa es la responsable final de la fermentación alcohólica traba+o por el que recibe el premio Oobel de Pu&mica( Pu&mica(< 2ste descubrimiento atra+o el inter.s de otros cient&ficos, entre ellos arden ' Qoung quienes en el aAo 3?B4 3?B4 mostraron mostraron que la *imasa perd&a sus propiedades fermentativas ba+o condiciones de diálisis diálisis,, demostrando que la fermentación depend&a de una sustancia de ba+o peso ba+o peso molecular que que se quedaba retenida en los finos poros de poros de la membrana de la diálisis( La fermentación pod&a ba+o estas circunstancias volver a ser restablecida aAadiendo simplemente de nuevo las levaduras, esta substancia descubierta por arden ard en ' Qoung Qoung se denominó co*imasa co*imasa,,= ' fue eventualmente encontrada como una me*cla de iones fosfatados, difosfato de tiamida ' tiamida ' O/D O/DR( Sin embargo la caracteri*ación de la co*imasa no fue completada hasta el aAo 3?- 3?-(( 2l bioqu&mico #tto einrich Wa Warburg rburg en con+unción con ans von 2uler)"helpin descubren 2uler)"helpin descubren en el aAo 3?$? que el co cofa facto ctorrnicotinamida adenina dinucleótido !O/D% +uega un papel mu' importante en el proceso interno de la fermentación( 2n 3?-< 3?-<,, los investigadores 2rin Oegelein ' Oegelein ' ans Goachim Wul Wulff ff comprueban comprueban que mediante la cristali*ación de los subproductos subproductos de de la fermentación la en*ima alcohol deshidrogenasa es deshidrogenasa es protagonista en algunos sub)procesos ? reali*ando un papel importante( Los descubrimientos posteriores a partir del periodo que va desde mediados delsiglo del siglo II hasta comien*os del siglo IIJ se centran eclusivamente en la me+ora de los procesos de fermentación alcohólica ' conciernen más a la optimi*ación del rendimiento industrial bien sea mediante una buena selección de cepas de levaduras, de una temperatura de funcionamiento óptima, de como reali*ar fermentación en un proceso continuo: biorreactores(3B33
[editar editar]] Consideraciones generales La fermentación alcohólica se puede considerar !desde una perspectiva humana% como un proceso bioqu&mico proceso bioqu&mico para para la obtención de etanol etanol,, que por otras v&as se ha obtenido gracias a procedimientos qu&micos industriales, como por e+emplo mediante la reacción de oidación de eteno eteno(( La finalidad de la fermentación et&lica !desde una perspectiva microbiana% es la obtención de energ&a para la supervivencia de los organismos unicelulares anaeróbicos( Las bebidas alcohólicas se producen a partir p artir de diferentes sustratos, dependiendo de d e la región geográfica ' sus rique*as( Las materias primas pueden ser a*úcares simples como los presentes en el +ugo de uva, o de alto peso pes o molecular, como el almidón de los granos de cebada( 2isten dos tipos de bebidas alcohólicas, las que se obtienen directamente por fermentación de los diferentes sustratos ' las destiladas, producidas por destilación del producto de fermentación( 2l proceso principal pr incipal por el cual se transforma el mosto en vino es la fermentación alcohólica, la cual consiste en la transformación de a*úcares en alcohol
et&lico ' anh&drido carbónico( La fermentación alcohólica es la base de la vinificación, sin embargo, su importancia no radica únicamente en la obtención de etanol a partir de los a*úcares, sino que además durante el proceso fermentativo se van a formar una gran cantidad de productos secundarios que influ'en en la calidad ' tipicidad del vino( Cas adelante, se pueden apreciar algunos de los compuestos que influ'en en la tipicidad del vino [editar editar]] Levaduras /rt&culo principal: Levadura Levadura(
La levadura S. cerevisiae !en una imagen de microscopio microscopio%% es un hongo unicelular responsable de gran parte de las fermentaciones alcohólicas( Las levaduras son cuerpos unicelulares !generalmente de forma esf.rica% de un tamaAo que ronda los $ a 4 m m ' ' que están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas,, cereales ' verduras frutas verduras(( Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin o&geno( Se puede decir que el ?;F de la producción de etanol la llevan a cabo hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras, entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora ' Zymomonas mobilis(3$ Los microorganismos responsables de la fermentación son de tres tipos: bacterias tipos: bacterias,, mohos ' levaduras levaduras((3- "ada uno de estos microorganismos posee una caracter&stica propia sobre la fermentación que son capaces de provocar( 2n algunos casos son capaces de proporcionar unsabor un sabor caracter&stico caracter&stico al producto final !como en el caso de los vinos o cerve*as%( / veces estos microorganismos no actúan solos, sino que cooperan entre s& para la obtención del proceso global de fermentación( Las propias levaduras se han empleado a veces en la alimentación humana como un subproducto industrial( Se ha descubierto que en algunos casos es me+or inmovili*ar !reducir el movimiento movimiento%% de algunas levaduras para que pueda atacar en*imáticamente me+or ' con ma'or eficiencia sobre el substrato de hidratos de carbono evitando que los microorganismos se difundan facilitando su recuperación !los biocatali*adores suelen biocatali*adores suelen ser caros%, para ello se emplean Tfi+adoresT como agar , alginato de calcio,, astillas calcio astillas de de madera de bálsamo, bálsamo, etc.tera(34
/lgunas cepas de bacterias tienen eficiencias de fermentación altas sin necesidad de fi+ación, incluso a relativas velocidades de movilidad, tal ' como puede ser el caso de U'momonas mobilis !cu'o mobilis !cu'o genoma completo se hi*o público en el aAo $BB 3 %( Sin embargo, esta bacteria no se ha empleado industrialmente para la fermentación de la cerve*a ' de la sidra por proporcionar sabores ' olores desagradables( Oo obstante posee una alta resistencia a sobrevivir a concentraciones elevadas de etanol, lo que la convierte en una bacteria ideal en la generación de etanol para usos no comestibles !como puede ser biocombustibles%( 2l biólogo Lindner en el aAo 3?$= 3?$= fue fue el primero en describir la bacteria Zymomonas mobilis !conocida en honor de su descubridor como Z. lindneri, Thermobacterium mobile o Pseudomonas lindneri%(3; 5na de las caracter&sticas de esta bacteria es que emplea la v&a 2ntner)Doudoroff para para el metabolismo de la glucosa, en lugar de la más habitual v&a de 2mbden)Ce'erhoff)1arnas( 2mbden)Ce'erhoff)1arnas( "uando el medio es rico en a*úcar !como puede ser el caso de las mela*as mela*as o o siropes siropes%, %, la transformación del mismo en alcohol hace que la presencia de una cierta concentración !generalmente epresada en grados bri% bri% afecte a la supervivencia de levaduras no pudiendo reali*ar la fermentación en tal medio !las altas concentraciones concentr aciones de a*úcar frenan los procesos osmóticos osmóticos de de las membranas de las c.lulas%( /unque ha' distintos tipos de levaduras con diferentes tolerancias a las concentraciones de a*úcares ' de etanol, el l&mite suele estar en torno a los 34 o de alcohol para las levaduras del vino, por e+emplo( Los a*úcares empleados en la fermentación suelen ser: detrosa detrosa,, maltosa maltosa,, sacarosa sacarosa ' ' lactosa 3!a*úcar de la leche%( Los microorganismos TatacanT espec&ficamente a cada una de los hidratos de carbono, siendo la maltosa la más afectada por las levaduras( #tros factores como el número de levaduras !contadas en el laboratorio, o la industria, a veces mediante cámaras de Oeubauer %( %( /lgunos en*imas en*imas participan participan en la fermentación, como puede ser la diastasa o la invertasa invertasa((3/unque la única responsable de convertir los hidratos de carbono en etanol ' dióido de carbono es la *imasa *imasa(( La *imasa es la responsable final de dirigir la reacción bioqu&mica que convierte la glucosa en etanol(3< La idea de que una sustancia albuminoide espec&fica desarrollada en la c.lula de la levadura llega a producir la fermentación fue 'a epuesta en el aAo 3== por Corit* 0raube como 0raube como la teoría enzimática o fermentativa ', más tarde, ha sido defendida por 9eli oppe)Se'ler hasta llegar al descubriemiento de 2duard 8uchner que llegó a hacer la fermentación sin la intervención de c.lulas ' hongos de levadura(3= [editar editar]] Bioquímica de la reacción
8ioqu&mica de la reacción de fermentación La glucólisis glucólisis es es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular , ' al igual que .sta necesita de en*imas en*imas para para su completo co mpleto funcionamiento( / pesar de la comple+idad de los procesos bioqu&micos una forma esquemática de la reacción qu&mica de qu&mica de la fermentación alcohólica puede describirse como una glicólisis !en la denominada vía mbden!"eyerhof!Parnes% de tal forma que puede verse como participa inicialmente una mol.cula de heosa heosa::3? ";3$#; R $ 1i R $ /D1 /D1 V V $ "-)"$# R $ "#$ R $ /0 /01 1 R $( kcal Se puede ver que la fermentación alcohólica es desde el punto de vista energ.tico una reacción eot.rmica eot.rmica,, se libera una cierta cantidad de energ&a( La fermentación alcohólica produce gran cantidad de "#$, que es la que provoca que el cava cava !al !al igual que el "hampagne ' "hampagne ' algunos vinos% tengan burbu+as tengan burbu+as(( 2ste "#$ !denominado en la edad media como gas vinorum% pesa más que el aire, ' puede llegar a crear bolsas que despla*an el o&geno de los recipientes donde se produce la fermentación( 1or ello es necesario ventilar bien los espacios dedicados a tal fin( 2n las bodegas las bodegas de de vino, por e+emplo, se suele ir con una vela vela encendida encendida ' colocada a la altura de la cintura, para que en el caso de que la vela se apague, se pueda salir inmediatamente de la bodega( La liberación del dióido de carbono
es a veces tumultuosa ' da la sensación de hervir , de ah& proviene el nombre de fermentación, palabra que en castellano tiene por etimolog&a por etimolog&a del del lat&n fervere( 5n cálculo reali*ado sobre la reacción qu&mica muestra que el etanol resultante es casi un 3F del peso, los rendimientos obtenidos en la industria alcan*an el
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico eot.rmico !libera energ&a% ' mol.culas de /01 necesarias para el funcionamiento metabólico de las levaduras !seres unicelulares%( unicelulares %( Debido a las condiciones de ausencia de o&geno durante el bioproceso, la respiración celular de de la cadena del /D1 en /0 /01 queda completamente bloqueada, siendo la única fuente de energ&a para las levaduras la glicólisis glicólisis de de la glucosa con la formación de mol.culas de /01 mediante la fosforilación a nivel de sustrato( sustrato( 2l balance a nivel molecular del proceso se puede decir que genera $ mol.culas de /01 por cada mol.cula de glucosa( Si se compara este balance con el de la respiración celular se verá que se generan -= mol.culas mol.cu las de /01( /01($ / pesar de ello parece parec e ser suficiente energ&a para los organismos anaeróbicos( La energ&a libre de Hibbs !entalp&a Hibbs !entalp&a libre% de la reacción de fermentación et&lica muestra un valor de ZH de )$-4(; kG mol)3 !en un entorno de acide* neutra p neutra p igual igual a <% este valor negativo de la energ&a libre de Hibbs indica que: desde el punto de vista termod ter modiná inámico micola la fermentación et&lica es un proceso qu&mico espontáneo$; [editar editar]] Limitaciones del Proceso
La determinación de los factores que limitan la glicólisis fermentativa del etanol son comple+os debido a la interrelación eistente ' a la naturale*a de los parámetros intervinientes durante el proceso de fermentación( /lgunos de ellos se deben tener en cuenta en la fermentación alcohólica industrial( 2n las limitaciones que surgen durante el proceso se pueden enumerar algunos de los más importantes como son: •
Concentración de etanol resultante ) 5na de las principales limitaciones del
proceso, es la resistencia de las levaduras a las concentraciones de etanol !alcohol% que se llegan a producir durante la fermentación, algunos microorganismos como el saccharomyces cerevisiae cerevisiae pueden llegar a soportar hasta el $BF de concentración en $B volumen( 2n ingenier&a bioqu&mica estos crecimientos se definen ' se modeli*an con las ecuaciones de crecimiento celular dadas por las ecuaciones de 0essier , Coser ' ' de la ecuación de Conod( Conod($< •
Acide del su!strato ) 2l p 2l p es es un factor limitante en el proceso de la fermentación
'a que las levaduras se encuentran afectadas claramente por el ambiente, bien sea alcalino o ácido( 1or regla general el funcionamiento de las levaduras está en un rango que va aproimadamente desde -( a ( p( Los procesos industriales procuran mantener los niveles óptimos de acide* durante dur ante la fermentación usualmente mediante el empleo de disoluciones tampón( tampón( Los ácidos de algunas frutas ! frutas !ácido ácido tartárico, tartárico, málico málico%% limitan a veces este proceso( •
Concentración de a"cares ) La concentración ecesiva de hidratos de carbono en
forma de monosacáridos ' disacáridos puede frenar la actividad bacteriana( De la misma forma la ba+a concentración puede frenar el proceso( Las concentraciones l&mite dependen del tipo de a*úcar as& como de la levadura responsable de la fermentación($B Las concentraciones de a*úcares afectan a los procesos de osmosis dentro de la membrana celular (
•
Contacto con el aire ) 5na intervención de o&geno !por m&nima que sea% en el proceso lo detiene por completo !es el denominado #fecto Pasteur%($= 2sta es la
ra*ón por la que los recipientes fermentadores se cierren herm.ticamente( •
La tem$eratura ) 2l proceso de fermentación es eot.rmico, ' las levaduras tienen
un r.gimen de funcionamiento en unos rangos de temperatura óptimos, se debe entender además que las levaduras son seres mesófilos mesófilos(( Si se epone cualquier levadura a una temperatura cercana o superior a [" por un tiempo de minutos se produce su muerte( La ma'or&a cumple su misión a temperaturas de -B ["( •
%itmo de crecimiento de las ce$as ) Durante la fermentación las cepas crecen en
número debido a las condiciones favorables que se presentan en el medio, esto hace que se incremente la concentración de levaduras(
[editar editar]] &i$os de fermentación alcohólica
"ubas metálicas de acero inoidable empleadas en la fermentación industrial del vino [editar editar]] Fermentación industrial
La fermentación et&lica ha sufrido algunas transformaciones con el ob+eto de aumentar la eficiencia qu&mica del qu&mica del proceso($? 5na de las me+oras más estudiadas en la industria es la posibilidad de reali*ar la fermentación alcohólica continua con el ob+eto de obtener ma'ores cantidades de etanol( o' en d&a el procesamiento industrial de algunas bebidas alcohólicas como puede ser el vino o la cerve*a se reali*an en ambientes controlados capaces de ofrecer a un ritmo apropiado de estos productos de consumo al mercado( 2sta v&a ofrece una amplia materia de investigación en temas de eficiencia de bioreactores de bioreactores,, empleando para ello teor&a de sistemas de control !el control !el problema desde el punto de vista de ingenier&a de sistemas es altamente no lineal ' oscilatorio oscilatorio%( %(-B #tra v&a de investigación acerca de la me+ora de los procesos industriales es la me+ora de las cepas de levaduras !como puede ser la U'momonas Cobilis que Cobilis que ofrece venta+as en los procesos continuos de fermentación%, permitiendo la convivencia de una ma'or densidad de las mismas durante la producción(3$ Los m.todos de fermentación continua se empe*aron a patentar en la d.cada de los 3?Bs 3?Bs ' ' desde entonces han hecho que la industria de las bebidas alcohólicas ha'a eperimentado un crecimiento apreciable( 5na de las caracter&sticas de la fermentación
et&lica industrial es la selección adecuada de las levaduras a inocular en el proceso de fermentación con el ob+eto de aumentar el rendimiento de la producción( La fermentación industrial t&pica es esencialmente un proceso que se produce en un recipiente llamado fermentador o en general, biorreactor general, biorreactor , mediante el cual determinados sustratos que componen el medio de cultivo !levaduras% son transformadas mediante la reacción microbiana en metabolitos metabolitos ' ' biomasa biomasa(( 2stos contenedores son herm.ticos ' permiten retirar mediante canali*aciones apropiadas el dióido de d e carbono resultante( Durante el proceso los microorganismos van aumentando de concentración en el transcurso de la reacción al mismo tiempo que el medio va modificando sus propiedades qu&micas ' se forman productos nuevos como consecuencia de las reacciones anabólicas( [editar editar]] Fermentaciones naturales
La fermentación alcohólica con la emisión de ciertas cantidades de etanol se produce de forma espontánea en la naturale*a siempre que se encuentre un a*úcar ' unaatmósfera una atmósfera $; pobre de o&geno, es por esta ra*ón que ocurre espontáneamente en el interior de algunas frutas que frutas que se puede decir sufren un proceso de maduración anaeróbica, tal ' como puede ser el melón melón curado curado que muestra olor a alcohol, o los mismos cocos cocos((-3-$ 5n aspecto de la fermentación alcohólica natural o espontánea se puede dar en ciertas frutas como el de la vid, en una fase inicial en la que las uvas se inclu'en en las cubas madre de acero inoidable ' se produce la denominada fermentaci#n tumultuosa encargada de hacer aparecer las primeras tra*as de etanol( 5na de las fermentaciones naturales más habituales en las frutas ' que se emplea en los procesos de vinificación de algunos vinos es la denominada Caceración carbónica( carbónica(-- 2ste tipo de fermentación causa a veces intoicaciones et&licas a los insectos que se alimentan de las frutas maduras !v.ase: abe$as y elementos t#%icos%(
[editar editar]] Fermentaciones es$ecíficas Las fermentaciones espec&ficas son manipuladas por el hombre con el ob+eto de obtener el etanol en ciertas bebidas( 1ara ello se emplean principalmente los a*úcares de las frutas frutas,, los cereales ' cereales ' de la leche leche(( La producción de estas bebidas es en la ma'or&a de los casos local debido a la disponibilidad de los substratos, por e+emplo en los pa&ses mediterráneos la uva es frecuente ' por lo tanto la fermentación del vino tambi.n, el mismo patrón puede hacerse con otros materiales como el arro* en /sia /sia o o el ma&* ma&* en en Latinoam.rica Latinoam.rica(( De esta forma la tradición de los procesos de fermentado se han asociado a las diversasetnias diversas etnias o grupos sociales( [editar editar]] Fermentación del vino
en la imagen se muestra unas uvas del tipo "abernet Sauvignon empe*ando a interaccionar con los holle$os !piel de la uva% durante el proceso de fermentación( /rt&culo principal: laboraci#n laboraci#n de vino( La fermentación del vino es de las más conocidas ' estudiadas por afectar a una industria mu' etendida ' con gran solera !v&ase: istoria del vino%( vino%( 2n el caso del vino las levaduras responsables de la vinificación vinificación son son unos hongos microscópicos que se encuentran de forma natural en los holle+os de las uvas !generalmente en una capa en forma de polvo blanco fino que recubre la piel de las uvas !vitis vinifera l.% ' que se denomina pruina%( Los vinos deben tener una cantidad de alcohol debido a la fermentación de al menos un ?F en volumen( "on la ecepción de los vinos verdes como puede ser el chacol& chacol& que que pueden -4 tener una graduación inferior( La fermentación alcohólica del vino es mu' antigua ' 'a en la 8iblia 8iblia se se hacen numerosas referencias al proceso( Las especies de levaduras empleadas en la elaboración del vino suelen ser por regla general las Saccharom'ces cerevisiae aunque cerevisiae aunque a veces tambi.n se emplean la S( ba'anus ' ba'anus ' la S( oviformis, oviformis, aunque en muchas variedades de vides la Mloeckera apiculata ' apiculata ' la Cetschnikoia pulcherrima son pulcherrima son levaduras endógenas capaces de participar en las primeras fases de la fermentación(- 1ara frenar la aparición de bacterias indeseables ' otros organismos limitantes de la fermentación se suele s uele esterili*ar el mosto a mosto a veces con dióido de a*ufre !S# a*ufre !S#$% antes del proceso( La elaboración del vino pasa por una fermentación alcohólica de la fruta de la vid en unos recipientes !ho' en d&a elaborados en acero inoidable% inoidable% en lo que se denomina fermentación tumultuosa debido tumultuosa debido a gran ebullición que produce durante un periodo de 3B d&as aproimadamente !llegando hasta aproimadamente unas dos semanas%( 0ras esta fermentación TprincipalT en la industria del vino se suele hacer referencia a una fermentación secundaria que secundaria que se produce en otros contenedores contenedores empleados empleados en el trasiego del vino +oven !tal ' como puede ser en las botellas las botellas de vino%( vino%( Los vinos blancos fermentan blancos fermentan a temperaturas relativamente ba+as de 3B\)3 [" ' los vinos tintos a tintos a temperaturas ma'ores ma 'ores de $B\)-B ["( / veces se interrumpe voluntariamente la fermentación et&lica en el vino por diversas causas, una de las más habituales es que ha'a alcan*ado la densidad alcohólica establecida por la le'( 2n otros casos por el contrario se activa de forma voluntaria el proceso de fermentado mediante la adición de materiales a*ucarados, este fenómeno recibe el nombre de chaptali*ación ' chaptali*ación ' está mu' regulado en los pa&ses productores de vino(-; [editar editar]] Fermentación de la cervea
"occión del mosto mosto antigua antigua en olste olsten)8r n)8rauere auereiiamburgo amburgo(( /rt&culo principal: laboraci#n laboraci#n de cerveza( La cerve*a cerve*a es es una bebida alcohólica producida por la fermentación alcohólica me*cla de algunos cereales cereales !en !en forma de malta malta%% me*clados con agua agua(( Los cereales empleados son por regla general: cebada cebada,, centeno centeno,, trigo trigo,, etc( 2l contenido de la cerve*a 'a se reglamentó en 2uropa en 2uropa en la famosa le' alemana alemana de de la >einheitsgebot >einheitsgebot que que data del aAo 33; 33;(( Las levaduras empleadas en el proceso de fermentación de la cerve*a se dedican a traba+ar contra la maltosa ' maltosa ' por regla general suelen depender de las caracter&sticas del producto cervecero final que se desee obtener, por e+emplo se suele emplear la Saccharomyces cerevisiae para elaborar cerve*as de tipo ale !de color pálido% ' la saccharomyces carlsbergensis carlsbergensis que sirve para la elaboración de la cerve*a tipo lager !Heneralmente de color rubio% ' la Stout !"erve*a oscura de alto contenido alcohólico generalmente más dulce, un e+emplo: Huinness%( Huinness %( 2l proceso de fermentación en la cerve*a en las cubas de fermentación ronda entre los ' ? d&as( La industria cervecera ha seleccionado seleccionado durante durante siglos las cepas de levaduras para que se adaptaran al proceso de elaboración de cerve*a, logrando una gran variedad de las mismas( Durante el proceso se le aAade lúpulo lúpulo ! ! 'umulus 'umulus lupulus% con el ob+eto de sabori*ar, aromati*ar ' controlar las reacciones en*imáticas durante el proceso de elaboración de la cerve*a(-< 2l proceso de fermentación de la cerve*a se produce en un medio ácido que suele oscilar entre los p -, ' ,;( 1or regla general la fermentación de la cerve*a se regula mediante la regulación de la temperatura de la fermentación del mosto de malta( malta( 2isten en la elaboración de la cerve*a dos tipos fundamentales de fermentación et&lica, dependiendo del lugar f&sico donde se reali*a la fermentación en la cuba madre, la ra*ón de esta fermentación se debe a la estructura qu&mica de la capa celular de celular de la levadura ' a la propiedad floculante floculante de de las levaduras de la cerve*a: •
Ba'a fermentación ) 2stas cerve*as son fermentadas con levaduras espec&ficas !Saccharomyces uvarum bz(.' la Saccharomyces carlsbergensi carlsbergensiss% que se hunden en
la parte inferior de la cuba !de ah& su nombre de fermentación ba+a%( Las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente ba+as 4]? ["( Las cerve*as de este tipo corresponden a las del tipo 1ilsen 1ilsen,, 8ockbier , la Doppelbock !doble 8ock%, la 2port 2port,, Lager , Uickel Uickel,, Uoigl
•
Alta fermentación ) Son cerve*as elaboradas con levaduras del tipo saccharom'ces
cerevisiae, las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente cerevisiae, altas 3]$B ["( 2stas levaduras tienden a flotar ' por eso se denominan fermentación alta( /lgunas cerve*as t&picas de esta categor&a son las alemanas alemanas:: MKlsch,, la Wei^bier , la )eizenbier o MKlsch o cerve*a de trigo t&pica de 8aviera 8aviera,, la Hose Hose,, la 8erliner Wei^e, Wei^e, las cerve*as de tipo /le /le,, etc( [editar editar]] Fermentación del arro
Garrones +aponenes Garrones +aponenes de de sake sake(( 2n los pa&ses asiáticos asiáticos la la abundancia natural del arro* arro* debido debido a las caracter&sticas climáticas permite que se pueda emplear en la elaboración de fermentaciones alcohólicas en forma de bebida como es el sake sake !conocida !conocida en Gapón como nihonshu !日本酒 alcohol +apon.s%, as& como el vino de arro*( arro*( Los principales microorganismos empleados en la elaboración de estas bebidas alcohólicas a base de arro* son el /spergillus or'*ae, or'*ae, el Lactobacillus sakei, sakei, el Leuconostoc mesenteroides var( sake ' sake ' la Saccharom'ces sake( sake( La fermentación se toma un periodo que va desde los -B a los 4B d&as( 2l sake tiene tres fases de elaboración: la *o$i, la motto ' la moromi que se reali*a en la denominada fermentación de estado sólido( sólido( ?
2n el sake, aparte de una concentración de entre 3 ' $BF de etanol producto de la fermentación, los principales componentes responsables de su sabor caracter&stico caracter&stico son: ácido succ&nico !BB succ&nico !BB a
Se han llevado a cabo gran cantidad de me+oras gen.ticas de las cepas de Saccharom'ces sake con tal de incrementar la presencia de algunos de estos metabolitos !como es el caso del fenil etanol, etanol, el isoamil alcohol o el etilcaproato etilcaproato%, %, al igual que reducir la de otros !aminoácidos aminoácidos,, etilcarbamato etilcarbamato,, urea urea%( %( 0ambi.n se han dado el caso de cepas diseAadas para me+orar la productividad, 'a sea disminu'endo la formación de espuma espuma,, el incremento de tolerancia al etanol o la no proliferación de cepas productoras de toinas( Los productos fermentados de arro* no son eclusivos de Gapón, se puede encontrar en diversas culturas del mundo como puede ser: el binburán el binburán ! !9ilipinas 9ilipinas%, %, el pachai el pachai !en !en la Jndia se denomina como Tcerve*a de arro*T%, el arrack arrack !el !el denominado _`, +ara, es mu' popular en #riente Cedio frecuentemente Cedio frecuentemente destilado%, el rakshi rakshi !bebida !bebida elaborada con arro* ' mi+o en el Oepal el Oepal%, %, etc( siendo algunas de estas bebidas destiladas( [editar editar]] Fermentación alcohólica de la leche
5n bol 5n bol con con Mumis Mumis(( La leche leche por por regla general sufre una fermentación láctica !la ma'or&a de los productos lácteos%% que produce algunas bebidas alcohólicas( 2l proceso es alimentado por la lactosa lácteos !a*úcar natural de la leche% ' por la en*ima lactasa lactasa que que segregan algunas levaduras espec&ficas !v.ase cultivos lácticos%( lácticos%( La fermentación láctica ' et&lica es mu' sensible a la temperatura ' suele denominarse fermentación heteroláctica( heteroláctica(3- 2ntre las bebidas lácteas que han sufrido una fermentación et&lica se encuentra una bebida denominadakoumiss denominada koumiss !mu' !mu' popular en pa&ses de /sia "entral como "entral como en Ma*a+istán Ma*a+istán%% que se elabora mediante la adicción de sacarosa !a*úcar !a*úcar de caAa% caAa% a la leche pasteuri*ada leche pasteuri*ada ' ' suele proporcionar bebidas de ba+o contenido alcohólico, oscila entre un 3F ' un -F, el microorganismo responsable de este proceso es Lactobacillus bulgaricus( bulgaricus( Se denomina a veces como: vino de leche ' posee un aspecto grisáceo( 2n estas bebidas lácteas la fermentación láctica se produce al mismo tiempo que la alcohólica, cooperando ambas en un comple+o proceso interrelacionado( #tra de las bebidas es el k.fir , mu' popular en los pa&ses del "áucaso "áucaso ' ' /sia "entral,-= que contiene una cierta cantidad de etanol, que puede oscilar entre un B(B4BF ' un B(-BBF,-? su ba+o contenido se debe a las relativamente altos niveles de p de p que paran el proceso 4B fermentativo alcohólico( [editar editar]] (tras fermentaciones alcohólicas
Garra con /pfelein /pfelein(( /lgunos alimentos fermentados poseen fermentados poseen ciertas cantidades de etanol debido a pequeAas reacciones de fermentación et&lica que se reali*an durante la fermentación del alimento alimento,, las diferentes culturas del mundo emplean de una forma u otra esta fermentación como identificación cultural, debido qui*ás a que se suele emplear alguna fruta o verdura propia de la región( 5no de los e+emplos es el natt natt de de la culinaria +aponesa( +aponesa(43 5na de las bebidas más populares en los pueblos de 2uropa del Oorte es Oorte es la hidromiel hidromiel elaborada elaborada con agua ' miel fermentadas miel fermentadas cu'a solera se remonta a la .poca de los vikingos vikingos,, de la misma forma se elabora el te+ etiope etiope(( Las fermentaciones reali*adas con a*úcar de caAa en caAa en los vinos a*ucarados como puede ser el basi el basi filipino, filipino, el +apon.s shoto sa*e( Los vinos de palma elaborados con la ho+a de la palmera,, algunos como puede ser el ogogoro de Oigeria palmera de Oigeria,, el tuba de 9ilipinas 9ilipinas,, el *alu de la Jndia(( 2l pulque Jndia 2l pulque de de C.ico C.ico elaborado elaborado con la fermentación alcohólica del *umo de la agave tequilana !en tequilana !en la que participa la levadura Zymomonas mobilis%, algunas bebidas similares son el colonche colonche !o !o el nochoctli nochoctli%% elaborados de la fermentación de cactus cactus(( 2n C.ico son conocidas tambi.n el tesgNino tesgNino elaborado elaborado con la fermentación del ma&*, el tibicos tibicos,, la tuba tuba((4$ 5na bebida que se hace a partir de la panela la panela es es una variante del guarapo guarapo que que es una bebida alcohólica producto de la fermentación alcohólica del agua de panela, mu' popular en "olombia(( 2l ken'an uraga que "olombia uraga que es una bebida efervescente elaborado de bananas t&pico en >uanda >uanda,, similar es el menge de 5ganda elaborado similarmente con sorgo ' bananas( Las fermentaciones de ma&* que elaboran la "hicha "hicha,, a veces denominada tepache tepache,, en "olombia(( De la misma forma ocurre con la fermentación de la man*ana en la sidra "olombia sidra !mu' !mu' popular en pa&ses como 2spaAa 2spaAa,, 9rancia 9rancia,, Hran 8retaAa% 8retaAa% ' en el apf apfele elein inalemán alemán,, bebida mu' popular en los pa&ses del norte de 2uropa, as& como en algunas *onas del "antábrico "antábrico((
[editar editar]] Fermentación alcohólica casera
5so de un cierre hidráulico para la fermentación casera 5na de las actividades lucrativas de algunas personas es la fermentación et&lica casera, se trata de un proceso qu&mico de ba+a eficiencia ' del que se obtiene etanol en cantidades relativamente altas(-3 2l equipo básico para reali*ar la fermentación de forma casera puede consistir en las siguientes pie*as: •
Fermentador o Cu!a madre ) Suele ser un recipiente de gran volumen de -B L !es
preferible que tenga escala graduada en sus paredes%( 2ste recipiente !generalmente de polietileno de polietileno%% se puede llenar de agua con sacarosa sacarosa o o cualquier *umo de fruta !pudiendo poner incluso fruta fruta madura madura en su interior%( 2l recipiente debe ser amplio en su boca superior para que el dióido de carbono pueda liberarse ' facilitar su limpie*a posterior( Se denomina a veces a este recipiente como simplemente TfermentadorT ' es el espacio en el que se reali*a la fermentación( Debe ser de un tamaAo tal que permita ser removido de ve* en cuando( •
&a$ón &a$ón de fermentación ) 2l recipiente, o fermentador, debe tener un calibre de
TbocaT sufiente para que pueda enroscarse un tapón de fermentación con un agu+ero sobre el que se pueda introducir un airloc) ( 2ste tapón debe garanti*ar la estanqueidad del proceso, permitiendo tan sólo acceso a trav.s del airlock( •
Cu!ierta de goma $ara el ta$ón ) Se debe hacer notar que el tapón debe ser
cubierto con una funda de goma goma para para que garantice la estanqueidad del fermentador fer mentador durante el proceso( 2ste accesorio no es realmente necesario ' su función es la de garanti*ar la estanqueidad que debe proporcionar el tapón(
•
Airloc) ) ) La misión de este dispositivo es la de permitir la salida del dióido de
carbono generado mientras que al mismo tiempo se evita la entrada de aire en el TfermentadorT ' evitar as& la contaminación del proceso !que oidar&a el alcohol et&lico en ácido ac.tico%( ac.tico%( 2l bloqueo de este aparato se hace mediante el empleo de agua introducida agua introducida en unas ampolletas comunicadas, estas ampolletas permiten la salida del "#$ pero no la entrada del aire !#$%( 2ste dispositivo puede encontarse elaborado en vidrio vidrio o o en plástico en plástico(( Se suele comerciali*ar para poder hacer la me*cla inicial diferentes productos con levaduras deshidratadas en su interior, la elección del producto dependerá fundamentalmente del tipo de a*úcar empleado( Las levaduras deshidratadas deben pasar un periodo de hidratación de unas horas antes de ser aAadido al substrato(4- Se debe considerar que la fermentación debe empe*ar aproimadamente a las 3B horas de componer el sistema ' suele durar entre dos ' cuatro d&as( / veces se inclu'en ademásesencias además esencias diversas que se aAaden en la elaboración final de estas bebidas caseras con el ob+eto de aromati*ar o proporcionar diferentes sabores sabores(( 2n el kit de desarrollo debe incluirse un termómetro ' termómetro ' un dens&metro dens&metro(( 2ste proceso es normalmente asociado el proceso de destilación casera para aumentar la pure*a del alcohol resultante, permitiendo de esta manera producir p roducir aguardientes ' otras bebidas de alto contenido alcohólico(
[editar editar]] *sos de la fermentación 2l empleo principal de los procesos de fermentación por parte del ser humano ha ido dirigido, desde mu' antiguo, a la producción de etanol destinado a la elaboración de bebidas alcohólicas diversas( 2sta situación cambió en el siglo II 'a II 'a que desde la crisis del petróleo de los T
empleo de la fermentación alcohólica tiene un .ito potencial en el tratamiento de los residuos de la industria alimenticia( alimenticia(4;4< 5n proceso industrial mu' investigado a comien*os del siglo IIJ es IIJ es la fermentación en estado sólido empleada sólido empleada en la biomedicación ' en la biodegradación de productos de desecho, des echo, la transformación biológica de residuos agroindustriales, en la producción de compuestos bioactivos, bioactivos, de en*imas, de ácidos orgánicos,, biopesticidas orgánicos biopesticidas,, biocombustibles ' compuestos aromáticos, aromáticos, entre otros(
[editar editar]] #fectos de la fermentación etílica Los efectos de la fermentación et&lica se derivan de los productos resultantes del proceso que son liberados de una forma u otra al medio ambiente: ambiente: el etanol ' el dióido de carbono( Los efectos de la fermentación dependerán de como se trate cada uno de estos subproductos(( 5no de los efectos más sorprendentes se encuentra en la contaminación subproductos et&lica eistente et&lica eistente en algunos insectos que se alimentan de frutas ' del n.ctar de de las flores flores,, un 4= e+emplo claro son las abe+as abe+as !v.ase !v.ase abe+as ' elementos tóicos%( tóicos%( De la misma forma puede intoicar a los pá+aros los pá+aros que que se alimentan de algunas ba'as algunas ba'as maduras maduras 'a parcialmente fermentadas( La fermentación alcohólica en pequeAa escala se produce de la misma forma en las ra&ces ra&ces de de algunas plantas algunas plantas que que son regadas de manera mu' frecuente, la falta de aireación del terreno hace que las condiciones anaeróbicas que necesitan las levaduras actúen pudiendo envenenar el suelo mediante un aumento de la concentración de etanol lo que se traduce en una disminución de la capacidad de producción de las mismas(4? #tro aspecto importante es el efecto que produce en el cuerpo humano el consumo reiterado en los humanos de bebidas alcohólicas procedentes de la fermentación et&lica !v.ase efectos del alcohol en el cuerpo% cuerpo% 'a que el etanol es una potente droga psicoactiva con un nivel de efectos secundarios además de la adicción que genera su consumo habitual( Los lugares donde se reali*a la fermentación de algunas bebidas alcohólicas !generalmente sótanos sótanos%% suelen ser peligrosos 'a que el dióido de carbono Tdespla*aT al o&geno pudiendo causar asfiia a asfiia a las personas que se encuentren en estos lugares(
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