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FERMENTACION Y SUS TIPOS

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by Christian Chacin on 23 October 2012

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LOS PRODUCTOS DE LA FERMENTACIÓN CLASES O RUTAS DE FERMENTACIÓN FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Limitaciones del Proceso Principal responsable de la producción de Alcohol son las Levaduras. Especialmente Saccharomyces cerevisiae. Otros microorganismos (Zymomonas mobilis). LA FERMENTACIÓN La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. 1. Fermentación Alcohólica.
2. Fermentación Láctica.
3. Fermentación Butírica.
4. Fermentación Acética. Proceso biológico de fermentación en ausencia de oxígeno, originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales (Etanol, CO2 y ATP). Azúcar Etanol + Dióxido de Carbono y 2 ATP Griegos 1766 1864 1837 1857 1897 Descubrimiento de la fermentación
al dios Dionisio El químico MacBride identificó el gas CO2
resultante de la fermentación. Cavendish determinó la proporción de dióxido de carbono con respecto al azúcar empleado en el proceso, que rondaba el 57%. Pasteur demostró que la fermentación era un proceso anaeróbico (en ausencia de oxígeno) Schwann y Kützing en Alemania descubren que las levaduras (organismos microscópicos unicelulares) son la causa del proceso de fermentación. Eduard Buchner descubre que la enzima zimasa es la responsable final de la fermentación alcohólica trabajo por el que recibe el premio Nobel de Química. La temperatura - El proceso de fermentación es exotérmico, y las levaduras tienen un régimen de funcionamiento en unos rangos de temperatura óptimos, se debe entender además que las levaduras son seres mesófilos. Si se expone cualquier levadura a una temperatura cercana o superior a 55 °C por un tiempo de 5 minutos se produce su muerte. La mayoría cumple su misión a temperaturas de 30 °C.


Ritmo de crecimiento de las cepas - 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. Contacto con el aire - Una intervención de oxígeno (por mínima que sea) en el proceso lo detiene por completo (es el denominado efecto Pasteur).Esta es la razón por la que los recipientes fermentadores se cierren herméticamente. Acidez del substrato Concentración de azúcares Concentración de etanol resultante El pH es un factor limitante en el proceso de la fermentación ya que las levaduras se encuentran afectadas claramente por el ambiente, bien sea alcalino o ácido. Por regla general el funcionamiento de las levaduras está en un rango que va aproximadamente desde 3.5 a 5.5 pH. Los procesos industriales procuran mantener los niveles óptimos de acidez durante la fermentación usualmente mediante el empleo de disoluciones tampón. Los ácidos de algunas frutas (ácido tartárico, málico) limitan a veces este proceso. Una 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 pueden llegar a soportar hasta el 20% de concentración en volumen. En ingeniería bioquímica estos crecimientos se definen y se modelizan con las ecuaciones de crecimiento celular dadas por las ecuaciones de Tessier, Moser y de la ecuación de Monod. La concentración excesiva de hidratos de carbono en forma de monosacáridos y disacáridos puede frenar la actividad bacteriana. De la misma forma la baja concentración puede frenar el proceso. Las concentraciones límite dependen del tipo de azúcar así como de la levadura responsable de la fermentación. Las concentraciones de azúcares afectan a los procesos de osmosis dentro de la membrana celular. Tipos de fermentaciones alcohólicas VINO SAKE CERVEZA Las especies de levaduras empleadas en la elaboración del vino suelen ser por regla general las Saccharomyces cerevisiae aunque a veces también se emplean la S. bayanus y la S. oviformis. Los vinos blancos fermentan a temperaturas relativamente bajas de 10º-15 °C y los vinos tintos a temperaturas mayores de 20º-30 °C. La cerveza es una bebida alcohólica producida por la fermentación alcohólica mezcla de algunos cereales (en forma de malta) mezclados con agua. Los cereales empleados son por regla general: cebada, centeno, trigo, etc. El contenido de la cerveza ya se reglamentó en Europa en la famosa ley alemana de la Reinheitsgebot que data del año 1516. Las levaduras empleadas en el proceso de fermentación de la cerveza suelen ser la Saccharomyces cerevisiae para elaborar cervezas de tipo ale (de color pálido) y la saccharomyces carlsbergensis que sirve para la elaboración de la cerveza tipo lager (Generalmente de color rubio) y la Stout (Cerveza oscura de alto contenido alcohólico generalmente más dulce Durante el proceso se le añade lúpulo (Humulus lupulus) con el objeto de saborizar, aromatizar y controlar las reacciones enzimáticas durante el proceso de elaboración de la cerveza. El proceso de fermentación de la cerveza se produce en un medio ácido que suele oscilar entre los pH 3,5 y 5,6. Por regla general la fermentación de la cerveza se regula mediante la regulación de la temperatura de la fermentación del mosto de malta. Baja fermentación - Estas cervezas son fermentadas con levaduras específicas (Saccharomyces uvarum bzw.y la Saccharomyces carlsbergensis) que se hunden en la parte inferior de la cuba (de ahí su nombre de fermentación baja). Las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente bajas 4–9 °C. Las cervezas de este tipo corresponden a las del tipo Pilsen.

Alta fermentación - Son cervezas elaboradas con levaduras del tipo saccharomyces cerevisiae, las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente altas 15–20 °C. Estas levaduras tienden a flotar y por eso se denominan "fermentación alta". En los países asiáticos la abundancia natural del arroz debido a las características climáticas permite que se pueda emplear en la elaboración de fermentaciones alcohólicas en forma de bebida como es el sake (conocida en Japón como nihonshu (, nihonshu), así como el vino de arroz. Los principales microorganismos empleados en la elaboración de estas bebidas alcohólicas a base de arroz son el Aspergillus oryzae, el Lactobacillus sakei, el Leuconostoc mesenteroides var. sake y la Saccharomyces sake. La fermentación se toma un periodo que va desde los 30 a los 40 días. El sake tiene tres fases de elaboración: la koji, la motto y la moromi que se realiza en la denominada fermentación de estado sólido. En el sake, aparte de una concentración de entre 15 y 20% de etanol producto de la fermentación, los principales componentes responsables de su sabor característico son: ácido succínico (500 a 700 mg/L), ácido málico (200 a 400 mg/L), ácido cítrico (100 a 500 mg/L), ácido acético (50 a 200 mg/L), isoamil alcohol (70 a 250 mg/L), n-propanol (120 mg/L), 2-fenil etanol (75 mg/L), isobutanol (65 mg/L), etilacetato (50 a 120 mg/L), etilcaproato (10 mg/L) e isoamil acetato (10 mg/L). FERMENTACIÓN LÁCTICA El proceso metabólico que se produce en la elaboración de yogurt es una fermentación láctica. Es realizada por las bacterias del ácido láctico gracias a la presencia de un enzima, la lactato deshidrogenasa. En este tipo de fermentación es el ácido pirúvico producto de la glucólisis, el que acepta los electrones y se convierte en ácido láctico.

Ácido pirúvico + NADH2 Ácido láctico + NAD+ La fermentación láctica es causada por algunos hongos y bacterias. El ácido láctico más importante que producen las bacterias es el lactobacillus. Otras bacterias que produce el ácido láctico son: Leuconostoc, Pediococcus, Estreptococo lactis y Bifido bacterium bifidus.

La presencia del ácido láctico, producido durante la fermentación láctica es responsable del sabor amargo, y de mejorar la estabilidad y seguridad microbiológica del alimento. Este ácido láctico fermentado es responsable del sabor amargo de productos lácteos como el queso, yogurt y el kefir. El ácido láctico fermentado también da el sabor amargo para fermentar vegetales tales como los tradicionales pikles. FERMENTACIÓN ACÉTICA La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético que se encuentra en pocas proporciones en el vinagre. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino. La formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación de un alcohol por la bacteria del vinagre en presencia del oxígeno del aire. Estas bacterias, a diferencia de las levaduras productoras de alcohol, requieren un suministro generoso de oxígeno para su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuación:
C2H5OH + O2 → Acetobacter aceti → CH3COOH + H2O La fermentación butírica o tambien llamada de pasteur(descubierta por Louis Pasteur) es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables al olfato. FERMENTACIÓN BUTÍRICA GRACIAS....
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