Microorganismos implicados en las fermentaciones de alimentos Los grupos más comunes de microorganismos involucrados en la fermentación de alimentos son los siguientes: Bacterias Las bacterias ácido lácticas de los géneros Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcusy Oenococcus, son las bacterias más importantes en los alimentos fermentados, seguidas por especies de Acetobacter, que oxidan el alcohol en ácido acético. La fermentación del ácido acético se ha utilizado ampliamente para producir vinagres de fruta, incluidos el vinagre de sidra. Un tercer grupo de bacterias importantes en la fermentación son las especies de Bacillus subtilis, B. licheniformis y B. pumilus, que aumentan el pH del medio. Bacillus subtilis es la especie dominante en la producción de moléculas que aumentan la alcalinidad del medio, como el amoníaco. Esto hace que el ambiente sea inadecuado para el crecimiento de organismos descomponedores, lo cual ayuda a preservar los alimentos. Las fermentaciones alcalinas son más comunes en alimentos ricos en proteínas como la soja y otras legumbres, aunque también se han llevado a cabo con semillas de plantas. Por ejemplo, semillas de sandía y semillas de sésamo. Levaduras Al igual que las bacterias y los mohos, las levaduras pueden tener efectos beneficiosos y no beneficiosos en la fermentación de alimentos. Algunas de las levaduras como Pichia deterioran los alimentos, mientras que la Candida se utiliza para la producción de proteínas de interés. La levadura más beneficiosa en términos de fermentaciones alimentarias deseables es de la familia Saccharomyces. Se trata de la S. cerevisiae involucrada en la elaboración de pan y en el alcohol en las fermentaciones del vino. La variedad carlbergenisis de la familia Saccharomyces cerevisiae es la levadura involucrada en la producción de cerveza. La variedad ellipsoideus de la familia Saccharomyces cerevisiae se emplea ampliamente en la elaboración del vino. Por su parte, Schizosaccharomyces pombe y S. boulderi son las levaduras dominantes en la producción de bebidas fermentadas tradicionales, especialmente las derivadas del maíz y el mijo. Se ha encontrado que la especie Schizosaccharomyces pombe tiene la capacidad de degradar el ácido málico en etanol y dióxido de carbono, y se ha utilizado con éxito para reducir la acidez en los mostos de uva y ciruela. Mohos Los mohos también son organismos importantes en el procesamiento de alimentos, tanto en la degradación como en la conservación. Muchos mohos tienen la capacidad de producir enzimas de importancia comercial, como la pectinasa de Aspergillus niger. Las especies de Aspergillus están involucradas en la producción de ácido cítrico a partir de restos de pulpa de manzana. Las especies de Aspergillus a menudo son responsables de cambios indeseables en los alimentos que causan deterioro. Por otro lado, las especies de Penicillium se asocian con el desarrollo de la maduración y el sabor en los quesos, mientras que las especies de Ceratocystis están involucradas en la producción del sabor de la fruta. Al mismo tiempo, el Penicillium es el agente causal para la producción de toxinas como la patulina.
Proceso de fermentación Al igual que otros procesos metabólicos de obtención de energía, la fermentación comienza con la glucólisis. Esta reacción metabólica se basa en la degradación de moléculas de glucosa para obtener moléculas energéticas importantes. Durante este proceso la glucosa se degrada mediante oxidación y se generan moléculas de NADH y piruvato. En las reacciones aeróbicas (que utilizan oxígeno), el NADH y el piruvato participan en un mecanismo llamado fosforilación oxidativa, un proceso que se lleva a cabo en la membrana de la mitocondria y es altamente eficiente para producir energía en forma de moléculas de ATP. Contrariamente, la fermentación no conlleva a una producción tan eficiente de energía porque algunas moléculas, como el NADH, no pueden liberar sus electrones para convertirse de nuevo en NAD+, que es la forma oxidada de la molécula y que se requiere para ayudar a generar más moléculas de ATP. En consecuencia, ocurren otras reacciones metabólicas que aseguran que las moléculas de NADH donen sus electrones a otra molécula orgánica, como el piruvato de la glucólisis. Esta oxidación del NADH a NAD+ permite que la glucólisis siga funcionando.