La fermentación es un proceso biológico catabólico que realizan algunos organismos, a través del cual obtienen energía mediante la degradación de compuestos orgánicos. Es un proceso anaeróbico, ya que se realiza sin la presencia de oxígeno, y es llevado a cabo en algunas células de los seres vivos y en organismos como las levaduras y las bacterias. Estos organismos obtienen energía (aunque menos que en la respiración aeróbica) al degradar moléculas orgánicas, como el almidón o el azúcar, lo que da como resultado un compuesto orgánico más simple.
El proceso de fermentación fue descubierto por el químico francés Louis Pasteur, quien develó que la fermentación era un proceso natural producto del desarrollo de microorganismos. Hoy en día, la fermentación es un proceso ampliamente utilizado en el sector de la alimentación y permite elaborar productos muy valorados. Existen diferentes tipos de fermentación que producen muchos de los alimentos y bebidas que consume el ser humano, como la cerveza, el vino, el yogur y la salsa de soja.
¿Qué se entiende por fermentación?
La fermentación es un proceso metabólico anaeróbico en el que los microorganismos descomponen sustancias orgánicas para obtener energía. Hablamos desde bacterias hasta levaduras u hongos que tienen un papel fundamental en la producción de determinados artículos en la industria alimentaria. Durante este proceso, liberan enzimas que descomponen los sustratos, como azúcares o almidones, en productos finales, los cuales pueden ser compuestos orgánicos más simples, gases o alcohol. Este proceso convierte moléculas complejas en moléculas más simples y genera energía química en forma de ATP.
El proceso de fermentación empieza con la descomposición de la molécula de glucosa en un proceso llamado glucólisis, que produce ácido pirúvico. Si no hay oxígeno disponible, la fermentación utiliza una sustancia orgánica para reducir el NADH a NAD+, lo que finalmente produce una sustancia derivada del sustrato inicial que se oxida. Este proceso fue descubierto por Louis Pasteur y se puede realizar en ausencia de oxígeno por microorganismos como bacterias, levaduras y algunos animales y organismos unicelulares. En la fermentación, no intervienen las mitocondrias ni las estructuras vinculadas al proceso de respiración celular.
Origen y evolución de la fermentación
La aparición de los fermentados no es nada moderno. Aunque ahora todo el mundo habla de ellos y parece que hayan surgido hace muy poco en nuestro vocabulario para implantarse en nuestra cocina y en nuestro día a día, nacieron cuando los homínidos empezaron a relacionarse de manera fija con el suelo: iniciando el sedentarismo y la agricultura. La casualidad fue, como en tantas cosas, la madre de los fermentados. El primer contacto con el alcohol empezó de la manera más inocente y espontánea cuando algún humano consumió alguna fruta caída de los árboles, demasiado madura quizás y que había empezado el proceso de fermentación gracias al azúcar que contenía.
Con el tiempo, esos humanos primitivos aprendieron a controlar el proceso. De este modo, lo que fue un descubrimiento casual se acabó convirtiendo en una herramienta para hacer los alimentos más nutritivos, seguros y duraderos. Según está documentado, en la China de hace más de 7.000 años ya se fermentaba. En Egipto, hace 3.000, también se utilizaba este método, así como en sociedades prehispánicas en México, hace más de 2.000. Distintos alimentos fermentados eran considerados sagrados por diferentes religiones y hay referencias a la fermentación en la medicina ayurvédica desde hace milenios.
Conservar los alimentos siempre ha sido primordial. Muchas de las cosas comestibles que otorga la madre naturaleza son estacionales y es imposible encontrarlas durante todo el año. Es por este motivo que tocó agudizar el ingenio y nuestros antepasados tuvieron que desarrollar distintos métodos propios de fermentación. Entre otros, se fermentaban vegetales, frutas y cereales, principal materia prima. La carne y el pescado también se incluyeron en este proceso de fermentación como fuente de proteína imprescindible, sobre todo en sociedades con bajo consumo de hidratos de carbono.
Tipos de fermentación
Existen varios tipos de fermentación que se utilizan en la industria alimentaria, cada uno con sus propias características y productos finales. A continuación, exploraremos algunos de los más relevantes:
- Fermentación alcohólica: Es un tipo de fermentación en la que las levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, convierten la glucosa, la sacarosa y la fructosa en etanol y dióxido de carbono. Este proceso es fundamental en la producción de bebidas alcohólicas como la cerveza, el vino y el whisky, así como en la fabricación de biocombustibles como el etanol.
- Fermentación láctica: En la fermentación láctica, los microorganismos, como ciertas bacterias del género Lactobacillus, convierten los azúcares en ácido láctico. Este proceso es común en la fabricación de productos lácteos como el yogur, el queso y la leche fermentada, y también se utiliza en la producción de alimentos fermentados como el chucrut y el kimchi. También ocurre en algunos tejidos de las células animales, como el tejido muscular, cuando no llega suficiente oxígeno.
- Fermentación acética: Es un tipo de fermentación que requiere de oxígeno. En esta fermentación, las bacterias del género Acetobacter oxidan el alcohol producido por la fermentación alcohólica en ácido acético. Este proceso es utilizado en la producción de vinagre, donde el ácido acético es el componente principal.
- Fermentación butírica: Es un tipo de fermentación anaeróbica, en la que se convierten glúcidos en ácido butírico por la acción de bacterias, principalmente del género Clostridium. Este proceso se utiliza en la fermentación de ciertos alimentos, como la mantequilla, o la formación de ciertos aromas y sabores en quesos.
- Fermentación propiónica: Es un tipo de fermentación anaeróbica llevada a cabo por bacterias propionibacterium. En este proceso, después de la fermentación láctica y la coagulación del queso, se añade una cultura de bacterias propionibacterium y se moldea en una forma con un agujero en el centro. La fermentación propiónica es responsable de darle al queso su característico sabor y textura ácida y suave, además de su agujero.
QUESO artesano en una cabaña del Pirineo. Elaboración en 1996 con leche recién ordeñada | Documental
Fermentación Butírica: Un Proceso con Doble Filo
La fermentación butírica (descubierta por Louis Pasteur) es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum o Bacillus amilobacter, en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico o butanoico (BTA) y dióxido de carbono. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables, debido a que dicho ácido es el que le da el olor característico al vómito humano.
Esta fermentación la llevan a cabo estas bacterias anaerobias en el suelo, descomponiendo los restos vegetales ricos en celulosa y almidón, así como en el colon y en el rumen. La fermentación butírica es muy importante, ya que participa en la descomposición de los restos vegetales que caen al suelo.
Inconvenientes en la Industria Alimentaria: Hinchazón Butírica del Queso
La fermentación butírica es útil para descomponer materia orgánica, pero cuando interfiere en los alimentos es perjudicial. Un frecuente caso ocurre en las queserías con un fenómeno llamado hinchazón tardía o hinchazón butírica, donde el ácido butírico forma huecos dentro del queso conforme el tiempo de maduración aumenta, provocando que se hinchen, incluso en algunos casos haciéndolos explotar y dotándolos de un fuerte y mal olor. Estas bacterias son no patógenas, pero pueden mermar la calidad nutricional de los alimentos. La contaminación puede adquirirse cuando las vacas consumen forraje ensilado, es decir, fermentado lácticamente para conservarlo y potenciar sus nutrientes, pero que se contaminó con demasiadas bacterias butíricas.
Fermentación Pútrida: Descomposición y Formación de Olores
Cuando se habla de fermentación pútrida, nos referimos a procesos en los que se generan compuestos con olores desagradables, asociados a la descomposición. Aunque la fermentación butírica puede generar olores pútridos, el término "putrefacción" se usa más ampliamente para describir la descomposición de materia orgánica, especialmente proteínas, en ausencia de oxígeno.
Suele ocurrir durante la putrefacción de cuerpos animales, pues al estar los tejidos sin oxígeno, las bacterias pueden comenzar a alimentarse y tienen lugar las transformaciones fermentativas. Un ejemplo de esto es la generación de escatol e indol, que se producen en el intestino por fermentación del triptófano y se encuentran en las heces, contribuyendo a su olor característico.
Un ejemplo extremo de fermentación pútrida en la gastronomía es el kiviat, el plato estrella de los inuit de Groenlandia. La preparación de esta delicia culinaria es de todo menos sencilla: se debe rellenar una foca con quinientos pájaros y dejar reposar bajo una piedra durante varios meses, o hasta llegar al nivel deseado de putrefacción. Como no podía ser de otra forma, el plato se debe servir frío.
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