Processo de Fermentação e Tipos

O fermentação É um processo metabólico que alguns organismos usam para obter energia e nutrientes de certos compostos orgânicos. Uma característica importante da fermentação é que é uma reação anaeróbica, o que significa que ocorre na ausência de oxigênio.

Muitos microrganismos usam a fermentação como um mecanismo de produção de energia na forma de ATP. A energia é obtida através da degradação de moléculas orgânicas, como amido ou açúcar, através da fermentação.

As leveduras realizam a fermentação de açúcares e as convertem em álcoois, enquanto as bactérias convertem certos carboidratos em ácido lático. A fermentação também ocorre em frutas, fungos e músculos de mamíferos.

Esse processo natural de fermentação tem sido amplamente utilizado pelo homem moderno para obter produtos de interesse, como cerveja, vinho, iogurte e queijos, entre outros. O estudo da fermentação é chamado de cimologia.

Índice

• 1 processo de fermentação
• 2 tipos de fermentação
  • 2.1 fermentação alcoólica
  • 2.2 fermentação Láctica
• 3 Microrganismos envolvidos na fermentação de alimentos
  • 3.1 Bactérias
  • 3.2 leveduras
  • 3.3 Moldes
• 4 referências

Processo de fermentação

Como outros processos metabólicos de obtenção de energia, a fermentação começa com a glicólise. Esta reação metabólica baseia-se na degradação de moléculas de glicose para obter importantes moléculas de energia. Durante este processo a glicose é degradada pela oxidação e as moléculas de NADH e piruvato são geradas.

Em reações aeróbicas (que usam oxigênio), NADH e piruvato participam de um mecanismo chamado de fosforilação oxidativa, um processo que ocorre na membrana da mitocôndria e é altamente eficiente na produção de energia na forma de moléculas de ATP.

Por outro lado, a fermentação não leva a uma produção tão eficiente de energia porque algumas moléculas, como NADH, não podem liberar seus elétrons para se tornar novamente NAD +, que é a forma oxidada da molécula e que é necessária para ajudar a gerar mais Moléculas de ATP.

Como resultado, ocorrem outras reações metabólicas que garantem que as moléculas do NADH doem seus elétrons para outra molécula orgânica, como o piruvato da glicólise. Esta oxidação de NADH a NAD + permite que a glicólise continue funcionando.

Tipos de fermentação

Fermentação alcoólica

Na fermentação alcoólica, as moléculas do NADH doam seus elétrons para outras moléculas derivadas do piruvato, e assim um álcool é produzido. O álcool produzido é especificamente etanol ou álcool etílico, e é um processo que ocorre em duas etapas.

Na primeira etapa, um grupo carboxila é liberado do piruvato, que é liberado na forma de dióxido de carbono, deixando uma molécula de dois carbonos chamada alketaldeído.

Na segunda etapa, o NADH passa seus elétrons para o acetaldeído produzido anteriormente, com o qual o etanol é produzido e o NAD + é regenerado, o que é necessário para manter a glicólise e, conseqüentemente, o suprimento de piruvato.

A equação química líquida para a produção de etanol a partir de glicose é:

C6H12O6 (glicose) → 2 C2H5OH (etanol) + 2 CO2 (dióxido de carbono)

As leveduras realizam a fermentação alcoólica que é utilizada na produção de bebidas alcoólicas comuns, como cerveja e vinho, bem como na produção de pães.

É importante notar que o álcool é tóxico em grandes quantidades, tanto para leveduras quanto para humanos, o que estabeleceu níveis de tolerância que variam de 5 a 21% aproximadamente.

Fermentação láctica

Na fermentação de ácido láctico, o NADH transfere seus elétrons diretamente para o piruvato, gerando assim uma molécula de lactato. As bactérias que produzem iogurte fazem-no através da fermentação láctica, bem como das células vermelhas do sangue no corpo humano.

A seguinte equação descreve a produção de ácido láctico a partir da glicose:

C6H12O6 (glucose) → 2 CH3CHOHCOOH (ácido láctico)

A produção de ácido láctico também pode ocorrer a partir da lactose e da água, conforme indicado na seguinte equação:

C12H22O11 (lactose) + H2O (água) → 4 CH3CHOHCOOH (ácido láctico)

A fermentação láctica também pode ocorrer nas células musculares, mas apenas sob certas condições; por exemplo, quando o exercício físico é muito intenso e há pouca oferta de oxigênio.

O ácido láctico produzido nos músculos é transportado pela corrente sanguínea para o fígado, onde é convertido novamente em piruvato para ser reutilizado em outras reações de produção de energia.

Microrganismos envolvidos em fermentações alimentares

Os grupos mais comuns de microorganismos envolvidos na fermentação de alimentos são os seguintes:

Bactérias

As bactérias do ácido láctico dos géneros Lactobacilos, Pediococcus, Estreptococo eOenococcussão as bactérias mais importantes em alimentos fermentados, seguidas por espécies de Acetobacter, que oxidam o álcool em ácido acético.

A fermentação de ácido acético tem sido amplamente utilizada para produzir vinagres de frutas, incluindo vinagre de cidra. Um terceiro grupo de bactérias importantes na fermentação são as espécies de Bacilo subtilis, B. licheniformis e B. pumilus, que aumentam o pH do meio.

Bacillus subtilis é a espécie dominante na produção de moléculas que aumentam a alcalinidade do meio, como a amônia. Isso torna o ambiente inadequado para o crescimento de organismos decompositores, o que ajuda a preservar os alimentos.

As fermentações alcalinas são mais comuns em alimentos ricos em proteínas, como soja e outras leguminosas, embora também tenham sido realizadas com sementes de plantas. Por exemplo, sementes de melancia e sementes de gergelim.

Leveduras

Como as bactérias e bolores, as leveduras podem ter efeitos benéficos e não benéficos na fermentação dos alimentos. Algumas das leveduras gostam Pichia deteriorar a comida, enquanto o Cândida É usado para a produção de proteínas de interesse.

A levedura mais benéfica em termos de fermentações alimentares desejáveis ​​é a família Saccharomyces. É sobre oS. cerevisiae envolvido na fabricação de pão e álcool em fermentações de vinho. A variedade carlbergenisis da famíliaSaccharomyces cerevisiae É a levedura envolvida na produção de cerveja.

A variedade elipsoideus da família Saccharomyces cerevisiae É amplamente utilizado em vinificação. Por sua parte, Schizosaccharomyces pombe e S. boulderi elas são as leveduras dominantes na produção de bebidas fermentadas tradicionais, especialmente aquelas derivadas de milho e painço.

Verificou-se que as espécies Schizosaccharomyces pombe Tem a capacidade de degradar o ácido málico em etanol e dióxido de carbono e tem sido usado com sucesso para reduzir a acidez nos mostos de uva e ameixa.

Molde

Os bolores também são organismos importantes no processamento de alimentos, tanto na degradação quanto na conservação. Muitos moldes têm a capacidade de produzir enzimas de importância comercial, como a pectinase de Aspergillus niger.

As espécies de Aspergillus eles estão envolvidos na produção de ácido cítrico a partir dos restos de polpa de maçã. As espécies de Aspergillus Eles são frequentemente responsáveis ​​por alterações indesejáveis ​​nos alimentos que causam a deterioração.

Por outro lado, as espécies de Penicillium estão associados ao desenvolvimento da maturação e sabor dos queijos, enquanto as espécies de Ceratocystis eles estão envolvidos na produção do sabor da fruta. Ao mesmo tempo, o Penicillium é o agente causador da produção de toxinas, como a patulina.

Referências

1. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Bioquímica (8a ed.). W. H. Freeman and Company.
2. Hogg, S. (2005). Microbiologia Essencial (1ª ed.) Wiley
3. Ray, R. & Montet, D. (2014). Microrganismos e Fermentação de Alimentos Tradicionais (1ª ed.) CRC Press.
4. Simon, E. (2014). Biologia: o núcleo (1ª ed.) Pearson
5. Solomon, E., Berg, L. e Martin, D. (2004). Biologia (7ª ed.) Cengage Learning.
6. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016).Fundamentos da Bioquímica: Vida no Nível Molecular(5a ed.) Wiley