SOPORTE I NERTE FIBROSO PARA LA FERMENTACIÓN DE CERVEZA CLARA Y VINO
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITU DES RELACIONADAS La presente solicitud invención reclama el beneficio de la fecha de presentación de la Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 60/271 ,371 presentada el 23 de febrero de 2001 , de acuerdo con 35 U .S .C.§ 1 1 9(e), cuya descripción está incorporada a la presente invención como referencia. Antecedentes del Invento Aunque la fermentación del alcohol se puede expresar mediante una serie de reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas, la elaboración de cerveza y vino son artes ancestrales practicadas siglos antes de que naciera la ciencia de la química. La bioquímica de la elaboración de vinos fue demostrada en 1 856 por Louis Pasteur, cuando mostró que el vino se produce cuando se fermentan azucares simples en jugos de frutas, mediante la levadura Saccharomyces cerevisiae, que produce etanol y dióxido de carbono. El vinagre se producía después de la fermentación del alcohol, si los cultivos de levadura eran contaminados por otros organismos, tales como bacterias de ácido acético. La cerveza se elabora en forma similar mediante la fermentación de la levad ura de los carbohidratos presentes en granos de cereales, tales como cebada. Estos carbohidratos, en gran parte polisacáridos, no son degradados por las enzimas glucoliticas de la levadura, las cuales actúan únicamente en disacáridos y monosacáridos. Este problema se supera mediante la elaboración de la "malta" del grano. En la elaboración de malta, las semillas de cereal se dejan germinar hasta que forman las enzimas adecuadas requeridas para romper los polisacáridos de las paredes celulares, así como el almidón y otras reservas alimenticias de polisacáridos que se encuentran dentro de las células de las semillas. Posteriormente se detiene la germinación mediante calentamiento controlado. La malta ahora contiene enzimas tales como alfa-amilasa y maltasa que tienen la capacidad de romper el almidón en maltosa, glucosa y otros azucares simples. En el siguiente paso, el fabricante de cerveza prepara el liquido mezclando la malta con agua y machacándola. Esto permite que las enzimas rompan los polisacáridos del cereal en azucares simples que son solubles en el medio liquido. Posteriormente se separa la materia celular y el liquido es hervido con embudos para proporcionar el sabor de la cerveza. Posteriormente se agregan células de levadura. En la presencia de oxigeno, se activan las células de la levadura, es decir, crecen y se reproducen en una forma muy rápida. No se forma etanol hasta que se utiliza todo el oxigeno. Bajo condiciones anaeróbicas, la levadura fermenta los azucares en etanol y dióxido de carbono. Este proceso de fermentación es controlado en parte mediante la concentración del etanol formado, el pH y la cantidad de azúcar presente. Una vez que se ha detenido la fermentación, la cerveza o vino sin procesar (en la ausencia de los embudos) están listos para el procesamiento final , por ejemplo, el ajuste de la cantidad de "capa superior", concentración de C02, adición de saborizantes y remoción de células y materia de particulado para formar un prod ucto final claro. Los refrescos y licores se preparan inicialmente en la misma forma que la cerveza, a través de la fermentación de un machacado de cereal . El alcohol producido mediante la fermentación , posteriormente es destilado para producir un producto que tiene un contenido de alcohol del 30 al 50 %. El único saborizante presente en el producto final , por ejemplo, ron , vodka o ginebra, son aquellos compuestos volátiles que acompañan el alcohol o los cuales se agregan al alcohol concentrado. Estos métodos requieren largos períodos de fermentación y un gran equipo de procesamiento y almacenamiento. Tal como se puede apreciar, estos requerimientos restringen la capacidad de producción e incrementan en gran parte el costo tanto de la producción como del almacenamiento. Se han intentado varios procesos para acortar el tiempo requerido para la fermentación del alcohol y el procesamiento de post-fermentación para crear un producto claro. Sin embargo, en casi todos los casos tales esfuerzos dan como resultado el deterioro del aroma y del sabor del producto final , así como un tiempo, costo y mano de obra intenso. Por lo tanto, lo que se necesita es un método para preparar un producto de alcohol rápidamente fermentado y filtrado (claro), el cuaL posee todas las características de sabor deseadas de una bebida procesada a través de medios convencionales. Sumario del Invento La presente invención proporciona un método y medios para producir rápidamente alcohol y bebidas alcohólicas, incluyendo cerveza y vino, mediante fermentación , por ejemplo, de 1 8 a 48 horas, por ejemplo de 22 a 36 horas, lo cual produce un producto filtrado, claro. Una modalidad de la presente invención, es un método para producir una solución de alcohol que incluye contactar al menos un microorganismo, por ejemplo, Saccharomyces cerevisiae, el cual es inmovilizado en una fibra , por ejemplo, celulosa, incluyendo celulosa micro cristalina y astillas de madera, o derivados de celulosa, por ejemplo, carboximetilcelulosa, etilcelulosa o metilceiulosa, o una esponja tal como esponja de mar o esponja vegetal , el soporte con una mezcla de fermentación (material de alimentación) para producir la solución de alcohol (bebida). Preferentemente, el soporte fibroso comprende celulosa, por ejemplo, papel libre de sulfito. La bebida de alcohol se prepara contactando preferentemente una mezcla de fermentación con al menos una cepa tolerante al alcohol de S. cerevisiae y al menos un organismo que prod uce sabor, tal como una levadura y/o una bacteria especifica , por ejemplo, una especie de lactobacil us. En una modalidad , al menos dos, más preferentemente al menos tres cepas tolerantes al alcohol, tolerantes al azúcar de Saccharomyces cerevisiae que son inmovilizadas en el soporte fibroso, se contactan con la mezcla de fermentación. Una cepa altamente tolerante al alcohol , altamente tolerante al azúcar, tal como S. cerevislae ATCC No. 20867, puede sobrevivir en medios que tienen concentraciones de hasta aproximadamente 20% alcohol y 45% de azúcar, en contraste con cepas convencionales que pueden tolerar concentraciones únicamente de hasta el 7 al 8% de alcohol y del 1 0 al 1 5% de azúcar. Una cepa tolerante al alcohol y azúcar puede tolerar concentraciones de alcohol de hasta aproximadamente 1 0% y concentraciones de azúcar de hasta aproximadamente 15% , por ejemplo, las cepas 46 y 414. Una cepa "altamente" tolerante al alcohol y azúcar puede tolerar concentraciones de alcohol mayores al 1 0% y hasta aproximadamente el 20% y concentraciones de azúcar mayores del 15% y hasta aproximadamente el 45% . Tal como se utiliza en la presente invención , el término "aproximadamente" significa que los contenidos de azúcar y/o alcohol pueden variar de las cantidades mencionadas dentro de las desviaciones de las técnicas de medición empleadas en el arte. Más preferentemente, los microorganismos que producen sabor, también son inmovilizados en el soporte fibroso. Las cepas que producen sabor preferidas son especies de lactobacilus que incluyen Lactobacilus plantarum, por ejemplo, las cepas 133 u 88 y/o Lactobacilus delbruekii. En una modalidad de la presente invención , la elaboración rápida de cerveza y una bebida alcohólica se lleva a cabo inmovilizando los organismos que se encuentran en un soporte fibroso, los cuales residen en una sola cámara o recipiente para formar un biorreactor y posteriormente permitir que la mezcla de fermentación fluya en el reactor sobre y dentro del soporte(s) fibroso. Por ejemplo , el bioreactor puede incluir una o más puertas de C02 para remover gases y para proporcionar un ambiente favorable para las células inmovilizadas, maximizando de este modo la eficiencia de fermentación . La composición de los organismos presentes, por ejemplo, bacteria y/o levadura, el volumen de la cama de la columna, el pH, la concentración de azucares y saborizantes en el material de alimentación, y los índ ices de flujo son factores que determinan el tiempo para procesar una bebida y sus características finales. Por lo tanto, la presente invención también proporciona un biorreactor que comprende: a) un soporte fibroso para inmovilizar las células de un micro organismo; y b) una población de células adheridas a o dentro de una parte sustancial de la superficie del soporte. Breve Descripción de los Dibu jos La figura 1 , es un diagrama de un biorreactor de ejemplo para un sistema de proceso con doble propósito para una fermentación rápida, que produce una cerveza y/o vino claro. Descripción Detal lada del Invento La presente invención proporciona un método y un biorreactor para utilizarse en la practica del método para la producción de alcohol y bebidas alcohólicas mediante la fermentación con microorganismos que han sido utilizados tradicionalmente para la fermentación, los cuales son inmovilizados en un soporte fibroso que es preferentemente celulosa, más preferentemente papel de celulosa libre de sulfito, por ejemplo, el cual tiene aprobación por parte de la FDA. La fermentación ocurre al mezclar una mezcla de fermentación con los microorganismos in movilizados antes mencionados, en una cámara en donde se produce alcohol. El soporte fibroso remueve de manera conveniente el material no deseado, tal como células y materia de particulado procedente del producto de fermentación producido de acuerdo con el método de la presente invención, lo cual da como resultado un producto filtrado, por ejemplo, alcohol claro o una bebida alcohólica de clara. Los organismos preferidos para utilizarse en los métodos y biorreactor de la presente invención , incluyen al menos una cepa tolerante al alcohol y azúcar superior de S. cerevisiae, así como al menos una cepa de S. cerevísiae que produce sabor, y/o al menos una cepa de lactobacilus u otras bacterias que producen sabor . El término "bebidas alcohólicas" incluye bebidas elaboradas mediante la fermentación de granos y jugos de frutas, tales como cerveza, ya sea variedades fermentadas "en la parte superior" o "en la parte del fondo" ( del 0.5 al 8 % de alcohol) ; vino ( del 12 al 21 % de alcohol); refrescos ( del 21 al 30 % de alcohol); y licores (del 30 al 50% de alcohol). Para refrescos y licores , el producto final se destila después de la fermentación . Los substratos empleados para la fabricación de la bebida de acuerdo con el método de la presente invención , varían dependiendo del tipo de bebida que será producida. El substrato de cerveza y licores es una malta formada a partir de un machacado de cereal. El substrato del vino normalmente es fruta machacada o jugo de frutas. El alcohol que se utiliza para incrementar el contenido de alcohol de una bebida o para usos diferentes al consumo, puede ser producido utilizando un método de la presente invención en una variedad de substratos orgánicos. Las bebidas alcohólicas de malta que tienen un contenido de alcohol normal, pero que tiene un contenido calórico reducido, las cuales son elaboradas agregando enzimas extra durante el machacado para romper las sustancias de malta, también pueden ser preparadas utilizando el método de la presente invención . La proporción de azúcar al liquido para producir cerveza es de aproximadamente 997.90 g (2.2 libras) de azúcar de aproximadamente 498.95 ( 1 .1 libras) de malta en aproximadamentel 6.2 litros de liquido, lo cual produce una preparación que tiene de aproximadamente el 3 al 4% de alcohol. Para vinos, la proporción de azúcar al liquido es mayor al 0.2, dependiendo el valor del porcentaje de alcohol requerido y la conversión teórica de 1 00 g de azúcar a 50 g de alcohol. El vino se prepara de acuerdo con la presente invención, utilizando fruta machacada y filtrada para formar la solución de substrato. Las cáscaras y semillas se remueven antes del machacado, de acuerdo con las características deseadas del producto final (por ejemplo, vino blanco versus vino tinto). Las variables en el producto final resultan de las diferencias en el contenido de azúcar, la fuente de la pulpa, los organismos de fermentación, el pH, el tiempo de fermentación y similares. Una vez que el vino alcanza de aproximadamente el 12 hasta aproximadamente el 20% de alcohol, se completa la fermentación primaria, y el vino puede ser consumido y/o envejecido fácilmente o procesado de manera adicional de acuerdo con el sabor y nivel de alcohol deseados. Otras bebidas alcohólicas se preparan en una forma inicialmente similar a la de la cerveza, mediante la fermentación de un machacado formado a partir de granos de cereal. Éstas incluyen whiskey, whiskey escocés, ron, ginebra y vodka, así como refrescos. El contenido de alcohol final de estas bebidas es mayor que el del vino y la cerveza, alrededor del 21 al 30 % para refrescos y arriba del 30%, normalmente arriba del 45 % para licores. El alcohol obtenido mediante la fermentación de acuerdo con la presente invención, es destilado para producir concentraciones de más del 20% aproximadamente. Las bebidas alcohólicas producidas mediante destilación, con excepción del whiskey y licores, no contienen saborizantes algunos diferentes a los volátiles asociados con el alcohol. El whiskey es saborizado tradicionalmente mediante almacenamiento y en barricas de roble carbonizadas. Los refrescos pueden contener otros saborizantes, tales como jarabes de frutas. El contenido de alcohol de todas estas bebidas puede incrementarse mediante la adición de alcohol destilado al producto fermentado, de hasta el 20% o incrementando la cantidad de azúcar presente en la mezcla de fermentación.
Cuando se utilizan en la presente invención las palabras "fermentación primaria" significan un proceso de fermentación, el cual inicia mediante la adición de levadura a un líquido, por ejemplo, jugos de frutas. La "fermentación secundaria" indica el proceso de almacenar una bebida de malta o vino no maduro después de la fermentación primaria hasta que adquiere el aroma y sabor característicos de una bebida madura. Cuando la fermentación secundaria se lleva a cabo a bajas temperaturas bajo presión, la estabilidad fisicoqu ímica de la bebida se incrementa y se mejora la disolución del dióxido de carbono en la bebida. La presente invención comprende las cepas de S. cerevisiae incluyendo cepas mutantes de S. cerevisiae que son altamente tolerantes al azúcar y alcohol . Las concentraciones de azúcar superiores requeridas para una producción de alcohol superior, pueden causar la muerte celular o plasmosis. La levadura normalmente no puede tolerar el alcohol en concentraciones que exceden aproximadamente el 7 al 8 %. La alta tolerancia al alcohol, se define como la capacidad de una cepa de levad ura para sobrevivir y proliferar en un medio que tiene una concentración de alcohol en la cual las cepas de levadura normales no pueden sobrevivir y proliferarse, por ejemplo, que es mayor a aproximadamente del 7 al 8 % . Además, las cepas de levadura normales pueden tolerar de aproximadamente el 10 al 1 5 % de azúcar. La levadura tolerante al azúcar puede tolerar concentraciones que exceden aproximadamente el 20% , y que exceden preferentemente aproximadamente el 45% de azúcar. Se depositó una cepa de levadura tolerante al alcohol, tolerante al azúcar con la Recolección de Cultivo Tipo Americano, Rockville, MD, el 1 7 de septiembre de 1 987 y se le asignó el número ATCC 20867. Esta levadura puede tolerar concentraciones de hasta aproximadamente el 20% de alcohol . Se pueden utilizar cepas de levadura de S. cerevlsiae conocidas para desarrollar mutantes que tiene la capacidad de crecer en medio que contiene alcohol superior, azúcar superior, empleando técnicas básicas que se relacionan con la mutación de micro organismos conocidos para los expertos en la técnica, ver por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,029,549 y las referencias aquí contenidas. Normalmente, los organismos se exponen a un agente de mutación y posteriormente se clasifican según las características deseadas, por ejemplo, crecimiento en una mezcla que contiene alcohol superior, azúcar superior. Otras cepas de organismos que constituyen parte de la presente invención , incluyen dos cepas de S. cerevisiae que producen sabor, por ejemplo, la cepa 46 y la cepa 414 las cuales también son cepas tolerantes al alcohol y tolerantes al azúcar, que incluyen la cepa que da sabor a la cerveza depositada con el ATCC el 1 7 de septiembre de 1 987 y con el número asignado ATCC No. 20866; y una cepa de microorganismos para producir sabor y envejecimiento, tal como la especie lactobacilus, por ejemplo, L. plantarum 133, L. plantarum 88 y L. delbruekii 17. Los microorganismos útiles en la práctica de los métodos de la presente invención , se mantienen en cultivos utilizando los métodos y materiales disponibles para los expertos en la técnica. Al fermentar una mezcla de licor de malta o una mezcla de jugo de frutas en la presencia de una cepa de Saccharomyces cerevisiae que produce sabor u otras bacterias, tales como lactobacilus y una cepa de Saccharomyces cerevisiae muíante tolerante al alcohol , se puede acelerar el índice de fermentación para complementar la fermentación de la cerveza o vino en aproximadamente 18 a 48 horas, por ejemplo de 22 a 36 horas. Los microorganismos son inmovilizados dentro y sobre soportes fibrosos que tienen un área de superficie superior. Estos soportes se pueden utilizar en combinación con soportes inertes rígidos, tales como gránulos porosos de vidrio u orgánico, aunque se pueden utilizar otros materiales tales como cerámicas y alúmina (únicamente para utilizarse en la producción de un alcohol de combustión) y otros tipos de soportes. Se debe tener precaución para evitar que los soportes pueden afectar de manera determinante el sabor. El diámetro de granulo promedio preferido para soportes inertes rígidos es de 0.4 a 0.45 cm, aunque son aceptables gránulos que tengan diámetro de entre 0.25 y 0.6 cm. Los soportes tienen un área de superficie suficiente para ad herir a 1 09 a 1012 células/g soporte. Los organismos inmovilizados son suspendidos en un bioreactor con una longitud y diámetro proporcional a la cantidad de material de alimentación que será fermentado. El sistema puede ser diseñado para fermentar el material de alimentación para producir una concentración deseada de alcohol en un solo paso o en múltiples pasos a través del reactor utilizando una bomba peristáltica. El reactor consiste preferentemente de una o más "columnas" o "cámaras huecas", por ejemplo, una columna cilindrica. En una modalidad, los organismos que producen sabor se colocan en una primera cámara ( parte del fondo) y la levadura tolerante al alcohol superior además del jugo (para vino) en la segunda cámara (parte superior), de modo que el material de alimentación pueda ser alimentado en la cámara de la parte del fondo y posteriormente a la cámara de la parte superior a través de la bomba para obtener el sabor deseado, en tanto que no se exterminan los organismos que producen el sabor a través de la exposición a altas concentraciones de alcohol . En una modalidad preferida todos los microorganismos inmovilizados se colocan en una sola columna o cámara. El sistema puede ser diseñado para fermentar el substrato para producir una concentración de alcohol deseado en un solo paso o en múltiples pasos a través del reactor. Procesamiento de lotes de una bebida alcohólica utilizando cepas de levadura tolerantes al alcohol superiores En una modalidad, el organismo que produce el sabor ( o mezclas de organismos) y una cepa de S. Cerevisíae altamente tolerantes al alcohol, tal como ATCC 20867, es inmovilizada en un soporte fibroso y mezclado con un substrato liquido en un cámara de fermentación . La mezcla es calentada d urante hasta aproximadamente dos horas, a una temperatura de 25°C y 40°C, preferentemente aproximadamente a 30°C, en tanto que se somete a burbujeo un gas que contiene oxigeno a través de la mezcla para activar el cultivo. La temperatura de fermentación en el recipiente de fermentación posteriormente se disminuye entre 24 y 35°C, preferentemente aproximadamente 28°C, y se mantiene a un nivel de temperatura más bajo d urante aproximadamente entre 14 y 48 horas adicionales para completar la fermentación . Posteriormente se extrae la bebida fermentada del recipiente de fermentación y la levadura agotada es separada de la bebida . El procesamiento de lotes general se describe de manera adicional a través de la siguiente "receta" sin limitación. Una y una décima libras de extracto de malta liquida calentada se vierten en un fermentador de barrica de 1 8.927 It (5 galones). Se agregan dos y media libras de azúcar y aproximadamente ½ cucharadita de sal al extracto de malta en el fermentador. Posteriormente el fermentador se llena con aproximadamente 1 6.2 litros de agua caliente destilada recientemente. Se agregan aproximadamente cantidades iguales, aproximadamente 0.5 litros, de una cepa de levadura que produce sabor inmovilizada fibrosa y una cepa de levadura tolerante al alcohol a una concentración efectiva para permitir una rápida fermentación, aproximadamente 1 010 células/ml de pasta. La fermentación se deja proceder a una temperatura de aproximadamente 30°C (el rango de temperatura útil es de entre aproximadamente 25° y 40°C), durante un tiempo de entre aproximadamente 1 y 2 horas, sometiendo a burbujeo gas de oxigeno o una corriente de aire en una corriente constante a través del licor para activar el cultivo. Posteriormente la temperatura del fermentador se disminuye a aproximadamente 28°C (el rango aceptable es de entre 24° y 35°C), y se mantiene en este nivel durante un periodo de aproximadamente 14 y 18 horas. Después de un período de aproximadamente 18 horas (el rango es de entre aproximadamente 12 y 48 horas o cuando se completa la fermentación), se extrae de la parte superior la bebida de malta, una cerveza completamente fermentada. Para vinos y cerveza, se puede usar aproximadamente 1 /3 de levadura tolerante al alcohol, 1/3 de lactobacilo, y 1 /3 de levadura saborizante. Sí se desea un contenido de alcohol superior, se puede agregar más azúcar en intervalos durante el proceso de fermentación. Un procedimiento para preparar cerveza de acuerdo con el método de la presente invención, tiene los siguientes pasos: Colocar la mezcla de fermentación de licor de malta en un recipiente de fermentación; calentar la mezcla durante entre aproximadamente 1 y 2 horas a una temperatura de entre 38° y 40°C; agregar al recipiente de fermentación con un embudo la mitad de una cantidad total del embudo, por ejemplo, 1/3 de una lata de malta;
calentar con un embudo la mezcla de fermentación a una temperatura de entre aproximadamente 50° y 55°C durante de 0.5 a 1 hora adicionales; elevar la temperatura de fermentación de licor a entre aproximadamente 60° y 65°C y mantener la temperatura en un nivel de entre aproximadamente 30 y 35 minutos más, posteriormente agregar la otra mitad de los intervalos; incrementar la temperatura del recipiente a entre aproximadamente 70° y 75°C, manteniendo esta temperatura durante aproximadamente 25 y 35 m inutos más ; y finalmente incrementar la temperatura del recipiente a entre aproximadamente 80 y 90°C, hervir durante entre aproximadamente 30 y 35 minutos y posteriormente enfriar rápidamente la mezcla a entre aproximadamente 25° y 35°C. Agregar al recipiente de fermentación agua y una mezcla de la cepa de S. cerevisiae que produce sabor de malta y al menos una, preferentemente dos y más preferentemente tres cepas de S. cerevisiae altamente tolerantes al alcohol y tolerantes al azúcar con la capacidad de acelerar la fermentación del licor de malta; calentar la mezcla a entre 30 y 35 minutos a una temperatura de entre 24° y 30°C en tanto que se somete a burbujeo un gas que contiene oxígeno; la temperatura en el recipiente de fermentación a entre aproximadamente 26° y 28°C, y mantener bajo el nivel de temperatura durante entre aproximadamente 24 y 48 horas hasta completar la fermentación . Posteriormente la bebida se extrae del recipiente de fermentación. La bebida de malta de alcohol producida de acuerdo con la presente invención puede ser aclarada, se pueden agregar sales y/o C02, y embotellar para distribución de acuerdo con procedimientos conocidos en la técnica. Procesamiento de una Bebida de Alcohol en un Bíorreactor que Contiene Microorganismos Inmovilizados en un Soporte Fibroso Al inmovilizar grandes números de microorganismos en el bíorreactor, se acelera la fermentación procesando la bebida en un rango continuo sin la adición de una nueva levadura. En una modalidad para procesar cerveza, las levaduras que se han utilizado trad icionalmente para producir bebidas alcohólicas son inmovilizadas en un soporte de celulosa. En una modalidad preferida para procesar cerveza, una mezcla de tres cepas de levadura, por ejemplo ATCC 20867, cepa 46 y cepa 414, las cuales son tolerantes al alcohol y azúcar, al menos una de las cuales es una cepa que produce sabor, y al menos una cepa de bacteria para producir sabor, son inmovilizadas en un soporte fibroso, por ejemplo, papel libre de sulfito en una sola cámara o sección del bíorreactor. El volumen deseado de células inmovilizadas es desde al menos 109 hasta aproximadamente 1012, más preferentemente al menos aproximadamente 1 010 células/ml pasta. El número total de células inmovilizadas puede ser determinado utilizando procedimientos estándar, por ejemplo, se cuentan las células de levadura en una dilución adecuada de sobrenadante después de la inmovilización utilizando un hemocitómetro (cámara de conteo de corpúsculo Levy y Levy-Hausser, Hausser Sci., Philadelp ia, Pennsylvania). También ver la publicación de Hamdy et al. (Biomasa, 21 , 189 (1990)). El material de alimentación se alimenta en el biorreactor y se pasa a través de los órganos inmovilizados. Después de alcanzar un porcentaje de alcohol deseado, el cual puede tomar desde aproximadamente 24 horas hasta aproximadamente 48 horas, se extrae el licor fermentado, se embotella o se procesa de manera adicional, según sea necesario. La viabilidad de cepas sobre substratos puede ser determinada a través del azul de metileno modificado de Hamdy (1990) (ver también el Manual de Métodos Microbiológicos, Society ofAm. Microbiol ., 1957). También se puede utilizar Resazurin (Latham y Sharpe, In: Isolation of Anaerobes. 5th ed., Sharpten y Borrad (eds.), páginas 133-147, Academic Press, Nueva York (1 971 )). Un cambio en el color en las células significa que son células viables. Los factores que afectan la inmovilización de levadura incluyen tiempo de incubación, pH, medio; forma, composición y tamaño del substrato; cantidad de azúcar, tipo de soportes y similares. Se puede utilizar cualquier forma de soporte a base de celulosa, aunque el mantener un área de superficie adecuada para la adhesión de las células y minimizar la fuerza de corte originada por la combinación del flujo de la mezcla de fermentación y la evolución de C02 en el reactor, son consideraciones que se toman en cuenta en el diseño de los materiales. La construcción de biorreactores y procesamiento de una bebida de alcohol en biorreactores se describe de manera adicional a través del siguiente ejemplo no limitativo EJEMPLO 1 Biorreactor de Propósito Doble para una Rápida Fermentación de Cerveza o Vino que Conduce a un Producto Final Filtrado Claro Las células de levadura se dejan crecer durante 48 horas a una temperatura de 37°C (fase estacionaria) en un matraz de un caldo de malta-glucosa colocado dentro de un agitador metabólico. Este caldo contiene g/l de agua desionizada tal como se indica a continuación: extracto de levadura, 5; extracto de malta, 20.0; glucosa, 10.0; sacarosa, 5.0; triptona, 1 .5; peptona, 1 .5; KH2P04, 1 .0; NH4CI, 2.0, y NaCI, 2.0; y oligominerales (por ejemplo, Mg, Ca, Zn, Cu, S, n y/o Fe). Un material de alimentación para elaborar cerveza oscura que contiene 453.59 g (1 libra) de extracto de malta incluye, 272.15 (0.6 libras) de azúcar; 1 gramo de sal; y 4.542 (1 .2 galones) de agua caliente. Se introdujo el material de alimentación en una cámara del biorreactor tal como se muestra en forma esquemática en la figura 1 . La temperatura del material de alimentación circulante puede ser controlada en forma externa entre aproximadamente 25°C y aproximadamente 37°C por medio de una bomba con agua en circulación a través de un baño de agua para la funda de la columna. Se mantuvo el pH del material de alimentación entre aproximadamente 4.5 y 5.5. Al variar el índice de flujo se permite mejorar la eficiencia del sistema. En general, al disminuir el índice de flujo se incrementa la eficiencia. Al disminuir el índice de flujo también se proporciona un medio para minimizar las fuerzas de corte dentro del biorreactor y disminuir de éste modo el número de organismos descargados (células lavadas) de los soportes, permitiendo de este modo una operación del sistema a largo plazo. El proceso se llevó a cabo en una cámara de biorreactor que contiene una mezcla de levadura y se emplearon otros cultivos inmovilizados sobre/dentro de un papel de celulosa estéril modificado que no tiene residuos de sulfito (Rayonier, Inc.). La celulosa y pulpa de madera fueron aprobadas por la FDA para utilizarse en aplicaciones de alimentos y de contacto con alimentos. Se pueden emplear cultivos, tales como los que se describirán más adelante y en la Patente Norteamericana No. 4,929,452 y la Serie No. 09/086,020, sin embargo la presente invención no se limita a estas cepas ya que se pueden utilizar cualesquiera otras que pueden ser inmovilizadas en un soporte fibroso. La fermentación en el biorreactor ocurrió en una cámara vertical de plástico durol (Figura 1 ) que contiene una pasta de pulpa-papel sobre la cual se inmovilizaron tres diferentes cepas de levadura y células de lactobacillus a una densidad celular de aproximadamente 109 a 1012, por ejemplo 1 010, células por mililitro de pasta. Se alimentó el substrato (material de alimentación) en la cámara a través de una bomba peristáltica equipada con un aparato de sobre flujo y el efluente fue filtrado durante el reciclado en la cámara para remover las células de levadura. El substrato, tal como extracto de malta con embudos para cerveza o jugo de frutas para vino, fue alimentado continuamente en un rango deseado desde un envase de vidrio de seis litros hasta la cámara, por ejemplo, de 25 a 96 mi por minuto, y fue reciclado. Este rango puede ser ajustado automáticamente utilizando una bomba peristáltica de velocidad variable. Este proceso continúa durante 24 horas para cerveza y de 22 a 48 horas para vino . El producto final claro fue filtrado en forma intrínseca en la cámara mediante un reciclado continuo del afluente a través de la pasta-papel y recolectado (reciclado) en el mismo recipiente original , en donde las muestras fueron probadas para alcohol neutral (alcohol destilado) y se tomó una lectura del índice refractivo para determinar la concentración . Una modalidad de la presente invención es un proceso que emplea una combinación de los siguientes: S. cerevisiae (ATCC 20867), una cepa tolerante al alcohol y azúcar; S. cerevisiae 46 (una cepa que produce sabor, tolerante al alcohol y al azúcar); S. cerevisiae 414 (una cepa que produce sabor, tolerante al alcohol y al azúcar); y Lactobacillus plantarum 133 (sabor y envejecimiento); L. plantarum 88 (sabor y envejecimiento); y/o L. delbruekii 1 7 (sabor y envejecimiento). Estas seis cepas, o una combinación de las mismas, pueden ser utilizadas para elaborar vino tinto y blanco y cerveza , depend iendo del sustrato utilizado. Por ejemplo, la mezcla incluye:
S.cerevisiae 20867 ÷ S. cerevisiae 46 L plantarum 133. L plantarum 88. + S. cerevisiae 414 v L. delbruekii 17 60-65% 40-35% componentes iguales componentes iguales
Para vino tinto, una mezcla preferida incluye: S. cerevisiae 20867 + S. cerevisiae 46 + S. cerevisiae 414 + L. plantarum 133 + L. plantarum 88. Para vino blanco, una mezcla preferida incluye: S. cerevisiae 20867 + S. cerevisiae 46 + S. cerevisiae 414 + L. delbruekii 17. Para cerveza, una mezcla preferida incluye: S. cerevisiae 20867 + S. cerevisiae 46 + S. cerevisiae 414 + L. plantarum 133. Se puede emplear este sistema de biorreactor con la pasta-papel y los cultivos de levadura inmovilizados para uso doméstico o puede ser escalada para industria. Además, este proceso doble del sistema de biorreactor puede ser utilizado para más de 10 fermentaciones, por ejemplo durante un período de más de 3 meses. El papel de pulpa-pasta en la cámara filtra la infusión de malta sin fermentar, en tanto que los cultivos inmovilizados fermentan el sustrato presente en la infusión de malta sin fermentar en etanoi, ya que el substrato es reciclado continuamente a través del biorreactor. La cantidad de alcohol producida depende del nivel de azúcar y únicamente se deja que escape el gas C02 a través de una puerta de salida que se encuentra en la parte superior de la cámara hacia el recipiente. Este C02 puede ser recolectado para un uso futuro, sí así se desea. En particular, el biorreactor de la presente invención fermenta rápidamente el azúcar a etanol, por ejemplo, un mol de glucosa puede producir al menos 2.0 moles de etanol y 2.0 moles de gas C02, y produce un producto final claro, por ejemplo, vino o cerveza dependiendo del substrato utilizado. Se puede llevar a cabo una segunda fermentación para síntesis de C02 de cerveza clara a cabo en botellas tapadas o en un contenedor en el cual se agrega una alícuota de cultivos de levadura y azúcar, lo que conduce a una carbonatacion deseada. Se puede utilizar una combinación no tóxica de químicos específicos con una concentración conocida, tal como carbonato de sodio, ácido cítrico y fructosa, en lugar de azúcar y levadura para lograr la carbonatacion deseada de la cerveza o vino burbujeante. Las células de levadura pueden ser almacenadas durante varios meses a temperatura ambiente (aproximadamente 24°C) en un amortiguador de citrato estéril (pH 3.5) después de lo cual pueden activarse con fosfatos no tóxicos y emplearse en fermentación. Todas las publicaciones y patentes son incorporadas a la presente invención como referencia, ya que se considera incorporada de manera individual como referencia, siempre que no sean inconsistentes con la presente descripción . La presente invención no se limita a los detalles exactos aquí mostrados y descritos, para los cuales se debe entender que se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones en tanto que se permanece en el espíritu y alcance de la presente invención definida por las reivindicaciones adjuntas.