¿Qué es el alcohol de grano?

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Alcohol de grano es el nombre con el que se le conoce al alcohol etílico producido a partir de la fermentación de las azúcares y carbohidratos presentes en distintos granos como la cebada, el centeno o el maíz. Es una forma comercial de alcohol que tiene distintas aplicaciones, las cuales pueden ser tanto recreacionales como industriales y de otros tipos. Se puede obtener alcohol de grano de diversos contenidos alcohólicos que pueden ir desde tan poco como 5 o 6 %, hasta valores tan altos como 90 % o más; sin embargo, lo común es que el contenido alcohólico sea bajo.

Características y propiedades del alcohol de grano

Está compuesto por alcohol etílico o etanol, cuya fórmula molecular es C₂H₅OH. También puede contener cantidades variables de agua.
Es un líquido incoloro de olor alcohólico penetrante.
Es un líquido inflamable. Cuando posee un alto grado de pureza se puede utilizar como combustible limpio.
Se utiliza para la preparación de muchas bebidas alcohólicas fuertes incluyendo el vodka, el whisky y el sake, así como otras más suaves como la cerveza.

¿Cómo se obtiene el alcohol de grano?

El proceso industrial para obtener alcohol de grano consiste en varias etapas, la principal de las cuales es la fermentación y la destilación del fermento. A continuación, se describen cada uno de los pasos que se requieren para transformar la mayoría de los granos en alcohol de grano.

Etapa #1: Molienda inicial

El primer paso consiste en tomar los granos limpios y secos y molerlos hasta obtener una harina fina. Este paso asegura que la mayor cantidad posible del almidón presente en los granos esté disponible para la serie de reacciones bioquímicas que más adelante lo convertirán en alcohol.

Etapa #2: Licuefacción

En esta etapa la harina se mezcla con agua y con una enzima denominada amilasa, la cual degrada al almidón rompiendo los enlaces glucosídicos 1-4 de su estructura. De esta forma se produce un puré o mosto que es rico en azúcares más simples, incluyendo maltodextrina, así como algunos monosacáridos libres como la glucosa.

Etapa #3: Sacarificación

En esta etapa se añade una segunda enzima que degrada a la maltodextrina hasta convertirla toda en monosacárido fermentables. En conjunto, las etapas 2 y 3 buscan transformar todos los carbohidratos presentes en los granos en distintas formas de azúcares digeribles por las levaduras.

Etapa #4: Fermentación

El alcohol etílico se obtiene por medio del proceso de fermentación etílica. Este es un proceso anaeróbico llevado a cabo por diferentes especies de levaduras para obtener energía en forma de ATP.

El proceso de fermentación de los monosacáridos obtenidos luego de la sacarificación (principalmente glucosa, C₆H₁₂O₆) involucra un conjunto de reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas, cuyo efecto neto es romper a cada azúcar en dos moléculas de etanol (CH₃CH₂OH) y dióxido de carbono. La reacción global es:

Etapa #5: Destilación

El proceso de fermentación no puede producir alcohol etílico de alta pureza ya que, luego de cierta concentración, el alcohol inhibe la misma fermentación y se torna tóxico para las levaduras. Por lo tanto, el fermento se debe destilar por medio de distintas técnicas para separar el etanol producido tanto de los residuos de la reacción como de las levaduras que se utilizaron para la fermentación.

Es común que, tras la primera destilación, se lleven a cabo destilaciones sucesivas para obtener alcohol de grano de mayor grado de pureza, según sea necesario.

Pasos adicionales opcionales según la aplicación

Deshidratación: El alcohol de grano tiene distintas aplicaciones, algunas de las cuales no toleran la presencia de agua en la mezcla. En estos casos, luego de la destilación del alcohol se debe llevar a cabo un proceso de deshidratación, el cual se logra de distintas maneras. En algunos casos se hace por medio del uso de tamices moleculares que permiten eliminar el agua mientras evitan que pasen las moléculas de etanol. Otra técnica común es la destilación azeotrópica.
Desnaturalización: En aquellos casos en los que el alcohol de grano no está destinado para el consumo humano se debe llevar a cabo la desnaturalización del mismo añadiendo distintos aditivos que alteran sus propiedades. En algunos casos se le agrega benzoato de denatonio, que es una de las sustancias más amargas conocidas por el hombre. En otros casos, como cuando el alcohol está destinado a ser utilizado como combustible, se le suele agregar otros combustibles no aptos para el consumo humano.

Grado de pureza del alcohol de grano

Después de la fermentación y de la primera destilación del alcohol etílico se obtiene una disolución muy concentrada de alcohol etílico en agua que contiene típicamente 95 – 96 % de alcohol. Ni la destilación simple ni la fraccionada (la cual es la utilizada en las industrias que producen alcohol de grano) es capaz de purificar el etanol por encima de 96 %, ya que dicha mezcla corresponde a un azeótropo a presión atmosférica normal. Sin embargo, distintas técnicas de deshidratación como las mencionadas anteriormente pueden utilizarse para purificar el alcohol aún más y así llevarlo a más del 99 % de pureza.

Alcohol de grano en bebidas alcohólicas

En la mayoría de las aplicaciones del alcohol de grano, las cuales involucran principalmente la elaboración de bebidas alcohólicas, estas se preparan con una concentración mucho menor de alcohol, por lo que no hace falta purificarlo más allá del 96 %. De hecho, al preparar cerveza, whisky o vodka, en realidad se hace justo lo contrario, mezclando el destilado alcohólico con agua pura para obtener así el grado alcohólico deseado.

En el caso de la cerveza, se apunta a una concentración final de alcohol de entre el 4 % y el 10 % en volumen. En el caso de los licores o bebidas alcohólicas fuertes, la concentración final suele ser de entre 37,5 % y 60 %. Sin embargo, existe un reducido número de bebidas alcohólicas que utilizan el alcohol de grano prácticamente sin diluir. El rey de todos es el Vodka Spirytus, la bebida alcohólica más fuerte del mundo con un contenido alcohólico del 96 % en volumen; de cerca lo sigue el Everclear 190 y el Corocoro, dos licores que tienen 95 grados de alcohol.

Alcohol de grano en el alcohol antiséptico

En el campo de la salud se suelen utilizar distintos alcoholes como antisépticos para limpiar y desinfectar heridas o para limpiar superficies y así combatir la propagación de infecciones. Los alcoholes también se utilizan en la preparación de geles antibacteriales, los cuales se tornaron particularmente populares con la explosión de la pandemia de la COVID-19. En muchas de estas aplicaciones se utiliza alcohol isopropílico, pero también se está utilizando, cada vez con mayor frecuencia, el alcohol de grano.

Tanto en los geles antibacteriales como en el caso del alcohol antiséptico que podemos comprar en cualquier farmacia, el alcohol de grano debe tener una concentración mínima del 70 % en volumen. Sin embargo, también se pueden encontrar algunas presentaciones en las que posee un grado muy cercano al 100 % el cual se ha preparado por medio de la resolución del azeótropo por distintos medios. Estos los podemos reconocer fácilmente porque generalmente vienen identificados como alcohol absoluto.

Alcohol de grano para uso como combustible

El alcohol de grano puede considerarse como un biocombustible sustentable y existen muchos vehículos movidos por motores de combustión interna que lo utilizan como funete de energía. El grano más comúnmente utilizado para este fin es el maíz y en todos los casos el azeótropo obtenido luego de la destilación se debe separar por medio de tamices moleculares o destilación azeotrópica, ya que el agua interfiere con la combustión.

Ejemplos de alcohol de grano

El vodka es una bebida alcohólica preparada con alcohol de trigo, de cebada o de maíz; en algunos casos incluso se puede preparar con papa.
El etanol absoluto de uso antiséptico en muchos casos se prepara por destilación de alcohol de grano. No hay ningún grano específico que se utilice con este fin.
La cerveza se suele preparar con alcohol proveniente del trigo o la cebada.
El whisky escocés de grano se prepara a partir de cebada malteada y sin maltear. También hay algunos que se preparan con maíz o trigo, e incluso hay toda una gama de whiskies mezclados que contienen alcohol de grano de diferentes fuentes.
El sake es una bebida alcohólica de origen japonés que se prepara con alcohol de arroz.

Referencias

Las bebidas alcohólicas más fuertes del mundo. (s. f.). Milenio. https://www.milenio.com/virales/las-bebidas-alcoholicas-mas-fuertes-del-mundo

Cereales y alcohol. (2015, 12 noviembre). Revista El Conocedor. https://revistaelconocedor.com/cereales-y-alcohol/

Fermentación alcohólica. (s. f.). Quimica.es. https://www.quimica.es/enciclopedia/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3lica.html

Maizar. (2007, 17 enero). Sistemas de producción utilizados para obtener etanol. http://www.maizar.org.ar/vertext.php?id=246

Méndex, C., Briones, A. I., Sandoval, F., & Pérez, A. (2018). Optimización de la sacarificación de productos amiláceos para la producción de bioetanol. Revista de Tecnologías en Procesos Industriales, 2(3), 27–32. https://www.ecorfan.org/taiwan/research_journals/Tecnologias_en_Procesos_Industriales/vol2num3/Revista_de_Tecnolog%c3%adas_en_Procesos_Industriales_V2_N3_4.pdf

Vinos y Alcoholes a granel. (2018, 5 diciembre). Alcohol de grano. https://www.vinosyalcoholes.com/producto/alcohol-de-grano/