Experimentación en Fermentación Alcohólica – Química

Etanol, una molécula que consta de dos carbonos, seis hidrógenos y un oxígeno, con fórmula molecular C_dosH₆O, es el representante más importante de la función del alcohol orgánico. Por esta razón, se le conoce más por su nombre común alcohol, y menos por su nomenclatura IUPAC, etanol.

El etanol, o simplemente el alcohol, se puede obtener básicamente de dos formas distintas: por destilación, por ejemplo de la caña de azúcar, o por fermentación, que involucra a organismos vivos como la levadura.

«La levadura y otros microorganismos fermentan la glucosa en etanol y CO_dos. La glucosa se convierte en piruvato por glucólisis y el piruvato se convierte en etanol y CO_dos en un proceso de dos pasos. En el primer paso, el piruvato se descarboxila en una reacción irreversible catalizada por la piruvato descarboxilasa. Esta reacción es una descarboxilación simple y no implica la oxidación del piruvato. La piruvato descarboxilasa requiere Mg²⁺ y tiene una coenzima fuertemente unida, pirofosfato de tiamina. En el segundo paso, mediante la acción de la alcohol deshidrogenasa, el acetaldehído se reduce a etanol, con NADH, derivado de la actividad de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, proporcionando el poder reductor «¹.

En resumen, la fermentación alcohólica puede estar representada por la transformación de sacarosa en glucosa y fructosa, lo que es posible gracias a la acción de la molécula invertasa. Esta reacción se equipara a continuación:

C₁₂H₂₂O₁₁ → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Se puede observar que en esta reacción una molécula de sacarosa, por la acción de catalizadores, sufre hidrólisis, liberando una molécula de agua y produciendo glucosa y fructosa. A esta reacción le sigue la acción de la cimasa, que descompone la molécula de glucosa y produce etanol y libera dióxido de carbono, como se muestra a continuación:

C₆H₁₂O₆ → 2C_dosH₅OH + 2CO_dos

A continuación, se proponen dos experimentos de fermentación alcohólica, que no requieren de instrumentación sofisticada para llevarlos a cabo.

a) Acción enzimática de la sacarosa:

• Agregue 50ml de jugo de caña de azúcar o solución de sacarosa (60% CS) en un kitasato.
• Adapte la manguera a la salida del kitasato.
• Coloque el otro extremo de la manguera sumergido en una solución saturada de hidróxido de calcio contenida en un vaso de precipitados.
• En otro vaso, diluir 6 g de levadura biológica en una pequeña cantidad de agua.
• Coloque la levadura disuelta dentro del kitassato.
• Cúbralo con un tapón y guarde el sistema durante 7 días para comprobar el resultado.
• Luego destila la solución.

b) Fermentación por piel de frutas:

• En un vaso de precipitados de 500 ml, agregue una pequeña porción de maíz, cáscaras de frutas y azúcar.
• Agregue agua al sistema.
• Cierre el vaso de precipitados con un paño limpio, atándolo a los lados del vaso de precipitados.
• Deje reposar el sistema durante siete días en un lugar oscuro.
• Pasado este período, filtrar el sistema con la misma tela que se utilizó para cerrarlo y destilarlo.

Referencias:
1. http://sbrt.ibict.br/dossie-tecnico/downloadsDT/Mjg4
SARDELLA, Antonio; MATTHEW, Edegar; Curso de Química: química general, Ed. Ática, São Paulo / SP – 1995.
MAHAN, Bruce M .; MYERS, Rollie J .; Química: un curso universitario, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo / SP – 2002.