Fundamentos del Metabolismo Celular: Fermentación, Energía y Clasificación Bacteriana

Metabolismo y Procesos de Fermentación

Características de la Fermentación Láctica

La fermentación láctica es un proceso anaeróbico. La degradación de la molécula no es completa, y los productos son compuestos orgánicos que aún presentan energía.

• Se obtiene poca energía.
• No se obtienen coenzimas reducidas.

Aplicaciones: Fermentación láctica para la fabricación de yogur; fermentación alcohólica para la fabricación de bebidas alcohólicas.

Peligrosidad de la Fermentación Alcohólica

¿Por qué es peligroso el Dióxido de Carbono (CO₂) producido?

La fermentación alcohólica produce, a partir de Glucosa, Etanol y Dióxido de Carbono. El CO₂ resultante es un gas que, en altas concentraciones, resulta letal para el ser humano (y para cualquier animal) y no es posible detectarlo por el olor ni tampoco tiene un color especial.

En una atmósfera enriquecida con este gas es imposible respirar, ya que desplaza el oxígeno. Una vela encendida (que consume oxígeno) se apagaría. Si se entra en una bodega con una vela encendida y esta se apaga, habría que salir inmediatamente de allí por el peligro cierto de morir asfixiado.

Fuentes de Carbono y Energía en el Metabolismo Bacteriano

¿Qué fuente de Carbono (C) y de Energía (Enrg) utiliza el organismo?

Metabolismo Autótrofo Quimiolitotrófico

Si no hay luz ni oxígeno y no existe materia orgánica, el metabolismo será autótrofo quimiolitotrófico, utilizando:

• Fuente de Carbono: CO₂.
• Fuente de Energía: La oxidación de compuestos inorgánicos.

Metabolismo Heterótrofo Quimioorganotrófico

En abundancia de materia orgánica, esta bacteria se comportará como heterótrofa quimioorganotrófica. En este caso:

• Fuente de Carbono: Compuestos orgánicos.
• Fuente de Energía: La oxidación de compuestos orgánicos.

Rendimiento Energético de la Oxidación de Ácidos Grasos

¿Por qué la oxidación de una molécula de ácido graso produce más energía (ATP)?

La oxidación de los ácidos grasos produce mayor cantidad de Acetil CoA y, por tanto, el Ciclo de Krebs funciona más veces que en la oxidación de la hexosa. Como consecuencia, se produce mayor cantidad de ATP.

Los organismos debieron utilizar primero los azúcares, en anaerobiosis, ya que la utilización de grasas como combustible celular requiere la presencia de un ambiente aerobio, de aparición posterior.

Levadura Natural

Durante el reposo se produce la fermentación alcohólica y la liberación de CO₂.

Importancia Industrial del Rendimiento Energético de la Fermentación

A pesar de que el rendimiento energético de la fermentación es bajo, ¿por qué se utiliza industrialmente?

La razón por la que los organismos con la capacidad de producir fermentaciones son empleados por la biotecnología con propósitos industriales radica en el interés comercial de las industrias de generar productos específicos, tales como:

• El vinagre (fermentación acética).
• Las bebidas alcohólicas (fermentación alcohólica).
• Derivados de los lácteos (fermentación láctica).

Es por ello que el rendimiento energético de las fermentaciones no es de gran importancia para las industrias, pues no se trata de lo que rinda energéticamente, sino de lo que se puede generar o extraer de la fermentación.

Clasificación de una Bacteria de Cultivo

Una bacteria se cultiva en un medio específico:

• Se trata de un organismo heterótrofo, ya que su fuente de carbono es materia orgánica, tal como el almidón o extracto de carne.
• Se trata de un microorganismo anaerobio, ya que entre sus requerimientos no se encuentra O₂, fundamental para el metabolismo aerobio.