PAN, VINO Y QUESO. TIENEN MUCHO EN COMÚN

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A parte del famoso refrán “con pan y vino, se anda el camino”. El pan, vino, queso y cerveza son productos que se conocen desde hace más de 5.000 años y que son la base de la alimentación de la mayoría de los países del mundo occidental. La fabricación de todos ellos se basa en la misma reacción bioquímica denominada “fermentación”. En este artículo vamos a comentar en modo divulgativo, como esta reacción con las variaciones correspondientes, da lugar a cada uno de estos sabrosos productos. 

La fermentación, es un proceso que partiendo de un azúcar (hay muchos tipos) produce mayoritariamente alcohol (etanol o alcohol etílico) y CO2 (gas).

También se le asigna a la fermentación el significado de putrefacción, o descomposición total de un producto natural.

En 1857 Louis Pasteur, descubrió que las levaduras son hongos unicelulares, qué en ausencia de oxígeno, en la mayoría de los casos, producen las enzimas necesarias para que se produzca la fermentación de los hidratos de carbono (azúcares). 

PAN

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Ya en la antigua Mesopotamia, se utilizaban los cereales como medio de alimentación. Se cree que las primeras culturas machacaban los granos de trigo y probablemente los humedecían con agua para facilitar su ingesta. Pero el pan que hoy conocemos incluye un proceso de “fermentación” que hace más digerible y sabroso este alimento.

Las harinas para fabricar el pan contienen un 70-75% de hidratos de carbono (glucosa, almidón, maltosa y sacarosa), un 10-12 % de proteínas (mayoritariamente gluten) y un 14 % de agua. Los hidratos de carbono son los que intervienen en el proceso llamado “fermentación panaria”, en el que las enzimas (amilasa, invertasa y maltasa) producidas por las levaduras del género “Saccharomyces cerevisiae” descomponen estos azúcares para transformarlos en moléculas más pequeñas, como la glucosa. La glucosa por intervención de la misma levadura, sufre otra fermentación que produce CO2 (gas), que es el responsable de que la masa se hinche y dan lugar a los típicos “huecos” de la miga de pan. En este proceso también se producen ácidos, que aportan aroma y sabor al pan y una pequeña cantidad de etanol, que se evapora completamente durante la cocción. El proceso de fermentación (que tiene lugar durante el tiempo que se llama reposo de la masa) es muy sensible al grado de hidratación de la masa y a la temperatura que tiene que estar entre 20°C y 28°C. La reacción que tiene lugar es la siguiente:

glucosa + levaduras ———-> CO2 + etanol + sustancias del sabor

VINO

La fermentación alcohólica para la obtención del vino, “vinificación”, es un proceso en el que los azúcares presentes en la uva, mayoritariamente glucosa, son fermentados por las levaduras para obtener etanol y  dióxido de carbono CO2 (gas)  

Las levaduras responsables de este proceso se encuentran de forma natural en los hollejos de las uvas (generalmente en una capa en forma de polvo blanco fino que recubre la piel de las uvas que se denomina «pruina»). En el inicio de la

fermentación actúan varias enzimas, sin embargo, solo la “Saccharomyces cerevisiae”, permanece activa durante todo el proceso, ya que es la única que no se desactiva en presencia de alcohol y de dióxido de carbono.

La fermentación del vino  tiene dos fases, la primera, que se realiza en grandes cubas o tanques, se denomina fermentación “tumultuosa” debido a gran “ebullición” (gran producción de CO2), tiene una duración de 10 días aproximadamente. Tras esta fermentación principal se produce otra fermentación secundaria que se realiza en otros recipientes más pequeños (barricas) o en las botellas. Los vinos blancos fermentan a temperaturas de 10º-15 °C y los vinos tintos a temperaturas de 20º-30 °C.

Por su acción como agente antioxidante y antibacteriano y por tanto para conservar el vino en óptimas condiciones, se añaden pequeñas cantidades (permitidas por la legislación sanitaria) de dióxido de azufre (SO2) o “sulfito”. 

Debido a la elevada cantidad de CO2 que se produce en el proceso de fermentación, y por una inadecuada ventilación de la bodega, el oxígeno presente es desplazado por el CO2 dando lugar a frecuentes casos de asfixia con resultado de muerte.

VINAGRE

Uno de los procesos de degradación del vino, es su trasformación en vinagre, por oxidación del alcohol etílico y transformación en ácido acético (CH3COOH), responsable del característico olor y sabor del vinagre. Este proceso se denomina fermentación acética, otro tipo de fermentación que se realiza en presencia de oxígeno y es producida por un género de bacterias aeróbicas denominadas “Acetobacter aceti” 

CERVEZA 

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La cerveza es una bebida alcohólica producida por la fermentación alcohólica de “malta” procedente de cereales como: cebada, centeno, trigo, etc.

El malteado es un proceso aplicado a los granos de cereal, que se hacen germinar sumergiéndolos en agua, para luego secarlos rápidamente mediante aire caliente (tostado), dura unos ocho días y tiene por objeto transformar el almidón insoluble del grano del cereal, mediante la enzima “amilasa” en azúcares fermentables.

El contenido de la cerveza se reglamentó en Europa año 1516 por la ley alemana “Reinheitsgebot”. Las levaduras empleadas en el proceso de fermentación de la cerveza transforman la maltosa en alcohol etílico (etanol) y CO2. Dependiendo del tipo de cerveza que se quiera obtener, intervienen distintos tipos de levaduras, para cervezas de tipo “ale”, se emplea la levadura la “Saccharomyces cerevisiae”  y para la cerveza tipo “lager” (de color rubio)  la “Saccharomyces carlsbergensis”.

El proceso de fermentación en la cerveza, se produce en medio ácido pH=3,5 a 5,6, se realiza en cubas de fermentación y tiene una duración entre 5 y 9 días.  

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. ​ 

QUESO

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Es la forma que el hombre utiliza, desde muy antiguo, para conservar el exceso de leche y almacenar alimento para las épocas de escasez. Es un excelente alimento con alto contenido en grasa, proteínas, calcio y fósforo.  

En el complejo proceso de fabricación del queso se producen varias  fermentaciones: la “fermentación láctica”, en la que los azúcares presentes en la leche: glucosa, galactosa y fructosa,  se transforman en ácido láctico, por la intervención de enzimas producidas por bacterias lácticas, que pueden ser: Lactobacillus, Streptococcus o Lactococcus . La presencia de ácido láctico produce una acidificación de la masa láctea, (descenso del pH) y desactiva los procesos de descomposición, por lo que se considera un método de conservación de alimentos.  

En otra fase del proceso se añade “cuajo” que es una masa que se extrae del estómago de terneros y que aporta la enzima “quimosina”, que se puede obtener mediante síntesis química, con idénticas propiedades. La acción de la enzima sobre la caseína de la leche, provoca la proteólisis de la caseína, que con el calcio presente, originan una masa gelatinosa, A este proceso se le denomina coagulación o “cuajado” de la leche.

Por la adición de bacterias probióticas que producen lactasa, se produce otro proceso de fermentación de la lactosa, que se transforma en glucosa y galactosa, a este proceso se le denomina “glucólisis”, esto ocurre en la etapa final de producción del queso, denominada “maduración o curado” que puede durar desde unas horas, hasta varios meses. En el proceso de maduración se producen otra serie de complejos procesos bioquímicos que desarrollan una gran cantidad de aromas y sabores distintos, por lo que existen una enorme variedad de quesos en todo el mundo.

CUAJADA y YOGUR 

Según acabamos de ver, cuando la leche coagula, por acción del “cuajo” se obtiene una masa sólida llamada cuajada, que es rica en calcio y en caseína.

El yogur se obtiene a partir de la fermentación de la leche por bacterias acidolácticas (Lactobacillus o Streptococcus) que transforman la lactosa de la leche en ácido láctico y lo que produce una bajada del pH, que provoca la coagulación de la leche y el sabor ácido del yogur. La textura del yogur es cremosa y poco sólida, aunque todo depende de la leche y las bacterias utilizadas.

OTRAS FERMENTACIONES:

CHUCRUT  

Existen una serie de alimentos que se someten al proceso de fermentación láctica, por la que los azúcares presentes se convierten en ácido láctico, que como hemos visto inhibe los procesos de descomposición.  Uno de estos productos es el “chucrut” alemán que se obtiene mediante fermentación con bacterias hetero-lácticas en un recipiente cerrado, sin contacto con el aire y la luz.

Durante los largos viajes y expediciones aparecía la enfermedad llamada escorbuto, causando numerosas bajas por falta alimentos basados en verduras que contienen vitamina C, hasta que en 1772 el explorador y científico James Cook introduce la col ácida en alimentación. 

BIOCOMBUSTIBLES

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Como hemos visto, el alcohol etílico o etanol es un producto obtenido a partir de la fermentación de azúcares. El etanol se puede utilizar como combustible, solo o mezclado con gasolina, desde hace mucho tiempo se utiliza en México y Brasil. A partir de productos vegetales, tales como cereales, remolacha, caña de azúcar, maíz, u otros cultivos de bajo valor añadido, cardos o restos de madera (biomasa), que contienen grandes cantidades de hidratos de carbono: celulosa, hemicelulosa, sacarosa y almidón, mediante un proceso de fermentación se obtiene etanol que se utiliza como combustible, denominado “bioetanol”, es un combustible de alto valor energético y que produce bajas emisiones contaminantes, por lo que es una de las posibles soluciones para resolver el problema energético actual.

Hemos visto como una sola reacción, con muchas variantes, es la base de casi todo nuestro sistema alimentario.