Bioquímica y Metabolismo de Levaduras: Fermentación, Respiración y Efecto Pasteur

Metabolismo y Bioquímica de las Levaduras

¿Qué son las levaduras y cómo descomponen los azúcares?

Las levaduras son organismos quimioorganótrofos que obtienen la energía mediante la degradación de la materia orgánica. Pueden descomponer el azúcar de dos maneras:

• Aerobiosis (En contacto con O₂): Se obtiene gran cantidad de energía. Las levaduras se reproducen rápidamente y se forma poco alcohol. Este proceso tiene lugar en las mitocondrias (respiración).
• Anaerobiosis (En ausencia de O₂): Produce poca energía y se forma mucho alcohol. Este proceso tiene lugar en el citoplasma (fermentación).

Ambos procesos (aerobiosis y anaerobiosis) parten de la glucólisis.

Rutas Metabólicas Clave de la Levadura

Las principales rutas metabólicas que puede seguir una levadura son:

• Glucólisis
• Respiración
• Fermentación Alcohólica
• Fosforilación Oxidativa

La Fermentación Alcohólica (FA)

Descripción del Proceso Principal

La fermentación alcohólica es el proceso por el que el piruvato se transforma en acetaldehído por acción de la enzima piruvato descarboxilasa. Posteriormente, el acetaldehído se reduce a etanol por acción de la alcohol deshidrogenasa.

El agente reductor clave es el NADH, que regenera el NAD⁺ que vuelve a utilizarse en la glucólisis.

Reacciones Secundarias de la Fermentación

Además de la fermentación alcohólica, la levadura puede realizar otras fermentaciones secundarias:

• Fermentación Láctica
• Fermentación Glicerolpirúvica
• Fermentación Malo-alcohólica

Subproductos y Condiciones de Producción

Para que la glucosa se transforme en etanol, pasa por un proceso de fermentación alcohólica y glucólisis. La fermentación alcohólica transforma el acetaldehído en etanol, liberando ATP y formando NAD.

La reacción química que se da es:

C₆H₁₂O₆ = 2CH₃CHOH + 2CO₂ + 2ATP

El Efecto Pasteur

El efecto Pasteur es un fenómeno de inhibición de la fermentación alcohólica debido a la participación de oxígeno. La fermentación es un proceso completamente aeróbico, y la inclusión del oxígeno la detiene o minimiza.

Metabolismo de Nutrientes Nitrogenados

Las levaduras necesitan nitrógeno para sintetizar las proteínas que requieren. Este metabolismo se lleva a cabo mediante:

• La síntesis de aminoácidos para formar proteínas, lograda por la fijación del ion amonio sobre un esqueleto hidrocarbonado originado en el metabolismo de los azúcares.
• La entrada del ion amonio y los aminoácidos en la célula a través de transportadores proteicos de membrana.