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El legendario descubrimiento de Louis Pasteur: ¿Por qué la cerveza y el vino fermentan de manera tan diferente?
En el campo de la bioquímica, la teoría de la fermentación se refiere al estudio histórico de los procesos naturales de fermentación, especialmente las fermentaciones alcohólicas y lácticas. Louis Pasteur fue un contribuyente importante al formular una teoría del proceso de fermentación basada exclusivamente en microorganismos, y sus resultados experimentales sentaron las bases de la ciencia de la fermentación. El descubrimiento de Pasteur no solo afectó la teoría de la fermentación, sino que también contribuyó al desarrollo de la teoría de los microorganismos patógenos, haciendo que la teoría de la generación espontánea sea cosa del pasado. Antes de la investigación de Pasteur, aunque los humanos habían estado utilizando tecnología de fermentación durante miles de años, los procesos biológicos y químicos subyacentes no se entendían completamente.
Descripción general de la fermentación
La fermentación es un proceso metabólico anaeróbico que convierte los azúcares en ácidos, gases o alcoholes, especialmente en un ambiente privado de oxígeno. La levadura y muchos otros microorganismos suelen utilizar la fermentación para realizar la respiración anaeróbica necesaria. Incluso el cuerpo humano sufre fermentación durante el ejercicio prolongado. Por ejemplo, al correr una maratón, el ácido láctico se acumula en los músculos. Aunque la fermentación produce menos ATP que la respiración aeróbica, lo hace a un ritmo mucho más rápido.
La fermentación ha sido utilizada conscientemente por los humanos desde el año 5000 a.C. Se encontraron residuos microbianos similares al proceso de elaboración del vino en tinajas excavadas en las montañas Zagros de Irán.
Antecedentes históricos
Antes de la investigación de Pasteur, había algunos conceptos preliminares en competencia sobre la fermentación. Justus von Liebig, un científico que tuvo una gran influencia en la teoría de la fermentación, creía que la fermentación era principalmente un proceso de descomposición causado por la exposición de la levadura al aire y al agua. Por el contrario, Charles Caniard de la Tour y el teórico celular Théodore Schwann creían que la fermentación alcohólica se basaba en procesos biológicos en la levadura Saccharomyces cerevisiae.
Pasteur notó algunas propiedades extraordinarias, como la capacidad del alcohol amílico, un subproducto del ácido láctico y la fermentación alcohólica, de "hacer girar el plano de la luz polarizada" y "disposiciones atómicas asimétricas". Estas características eran propias de los compuestos orgánicos, pero se convirtieron en obstáculos para su investigación.
Pasteur observó los microorganismos responsables de la fermentación alcohólica a través de un microscopio en 1856 mientras era profesor de ciencias en la Universidad de Lille. Cuenta la leyenda que los estudiantes de química de Pasteur le pidieron ayuda para superar sus fracasos en la elaboración del vino. Mientras realizaba experimentos en una bodega, notó que la espuma de la levadura se hacía más larga cuando se producía ácido láctico, mientras que era más redonda y llena cuando se producía alcohol. Entre diferentes observaciones, examinó partículas en vides que revelaron la presencia de células vivas que, al empaparse en jugo de uva, provocaban un proceso activo de fermentación alcohólica. Estas observaciones proporcionaron una hipótesis preliminar para sus futuros experimentos.
Teoría de la generación espontánea de Pasteur
En las décadas de 1860 y 1870, Pasteur criticó la teoría de Pouchet y realizó sus propios experimentos. Su primer experimento consistió en hervir agua con levadura y azúcar sellada en un dispositivo hermético. Descubrió que la alimentación con aire esterilizado a alta temperatura mantenía la mezcla sin cambios, mientras que la introducción de polvo atmosférico revelaba la presencia de microorganismos y la apariencia del moho. Esto le llevó a concluir que el polvo en el aire transportaba microorganismos responsables de la "formación espontánea" que observó.
Los experimentos de Pasteur confirmaron que el crecimiento de bacterias en soluciones nutritivas estaba respaldado por un proceso biológico, desafiando la teoría de la generación espontánea.
Solicitud actual
Hoy en día, el proceso de fermentación juega un papel importante en una variedad de aplicaciones en la vida diaria, incluidos medicamentos y la producción de bebidas y alimentos. Actualmente, muchas empresas como Genencor International participan en la producción de enzimas en el proceso de fermentación, con ingresos anuales que superan los 400 millones de dólares. Además, muchos medicamentos, como los antibióticos, también se elaboran mediante el proceso de fermentación. Por ejemplo, los esteroides se pueden preparar fermentando diosgenina, un esteroide vegetal, utilizando enzimas proporcionadas por Rhizopus nigricans.
La levadura se utiliza ampliamente en la producción de diversas bebidas alcohólicas. Ejemplos de bebidas alcohólicas destiladas, incluido el alcohol ilegal clásico, y alimentos como el yogur también son productos de la fermentación, que es una fermentación que contiene las bacterias del ácido láctico Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus. . lácteos.
Con el avance de la ciencia, la investigación de Pasteur nos ha permitido comprender los diferentes mecanismos microbianos detrás de la fermentación de la cerveza y el vino. Sin embargo, los humanos todavía sabemos muy poco sobre las capacidades potenciales de estas levaduras y microorganismos que se pueden encontrar en estas. ¿Tecnologías antiguas?
