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Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Bioquímica II – Relatório Aula Prática de Fermentação NOME: JÉSSICA MACEDO RAFAEL DE ARRUDA MATRÍCULA: 17211020029 POLO: BOM JESUS DO ITABAPOANA INTRODUÇÃO A fermentação é o caminho que a glicose segue na forma da molécula de piruvato, quando em ausência de oxigênio, conhecido como caminho anaeróbico, sendo parcialmente quebrada. Em organismos como leveduras, organismmos unicelulares e eucariontes, a glicose segue o caminho da fermentação alcoólica, produzindo 2 moléculas de dióxido de carbono e 2 de etanol, essa via oxida 2 moléculas de NADH e ocorre em duas etapas. Em organismos como bactérias anaeróbicas, células musculares com atividade intensa e hemácias, a glicose seguirá o caminho da fermentação láctica, produzindo 2 moléculas de ácido lático, oxida 2 moléculas de NADH e ocorre em apenas 1 etapa. Vale ressaltar que outras moléculas orgânicas, como a frutose, pode ser trasformada e utilizada na respiração celular, nessee caso anaeróbica, conhecida como fermentação. A glicólise é o caminho que antecede a fermentação, ela possui 10 reações e tem por função prender a molécula de glicose, ao adicionar fosfato (consume ATP), produzir energia a nível substrato e transformar essa molécula em duas menores, chamada de piruvato. A fermentação láctica e alcoólica tem grande importância econômica, pois está presente no dia a dia do ser humano, está presente na produção de 1 cervejas, vinho, pães, queijos, iogurte, o etanol automobilístico e vários outros alimentos e bebidas. A fermentação láctica também tem grande importância para os seres humanos para a obtenção de energia rápida, quando os músculos estão sob grande atividade (em hipoxia), essa via tem por função proporcionar a quebra rápida da glicose, consequentemente mais moléculas serão utilizadas para produzir a mesma energia que em respiração aeróbica produziria, mas as células conseguem aproveitar o ácido láctico produzido, posteriormente ele é transformado em glicose nas células do fígado, ao ser transportado de células do músculo pela corrente sanguínea, retornando à respiração celular aeróbica. PROBLEMATIZAÇÃO O fermento biológico são leveduras, microrganismos da espécie Saccharomyces cerevisiae, que tem por função quebrar moléculas de açúcar, em geral, a glicose (piruvato), e transformar em dióxido de carbono (CO2) e etanol. A produção de CO2 é responsável pelo processo de crescimento do pão e de outras massas, como a pizza, por exemplo. O etanol é o responsável por conferir aquele arôma característico quando o forno é aberto. As bactérias láticas ocasionam acidificação da massa e produzem ácido orgânicos, principalmente o ácido lático. As bactérias láticas heterofermentativas são as mais encontradas nos fermentos naturais, que além de produzir compostos aromáticos também produzem dióxido de carbono, que fornece volume à massa. As leveduras metabolizam os açúcares e produzem dióxido de carbono e álcool. Saccharomyces cerevisiae é a levedura mais comum usada no preparo dos pães, sendo a mais encontrada nos fermentos naturais. (APLEVICZ, 2013, p. 36-37). OBJETIVO Compreender o papel dos microrganismos na fermentação alcoólica. REAGENTES e MATERIAIS: 2 - 6 Garrafinhas; - 6 Balões; - 6 gramas de fermento biológico seco; - 300 mL de água morna; - Açúcar; - Farinha de trigo sem fermento. - Caneta - Bloco de anotações PROCEDIMENTO PREPARO DA SOLUÇÃO DE LEVEDURAS: Dissolver o fermento biológico em 200 mL de água morna em um recipiente reservado; PREPARO DAS SOLUÇÕES DE CADA UMA DAS 6 GARRAFAS: Enumeramos as garrafas de 1 a 6. E adionamos em cada garrafa os seguintes materiais - Garrafa 1 - adicionamos apenas 40 mL de água morna com fermento; - Garrafa 2 - adicionamos 40mL de água morna pura e uma colher de sopa de açúcar; - Garrafa 3 - adicionamos 40mL de água morna com fermento e uma colher de sopa de açúcar; - Garrafa 4 - adicionamos 40mL de água morna pura e uma colher de sopa de farinha de trigo; - Garrafa 5 - adicionamos 40mL de água morna com fermento e uma colher de sopa de farinha de trigo; - Garrafa 6 - adicionamos 40mL de água morna com fermento, uma colher de sopa de açúcar e uma colher de sopa de farinha de trigo. UTILIZAÇÃO DE BALÕES PARA DEMONSTRAR O PROCESSO DE FERMENTAÇÃO: Em cada garrafa foi colocado um balão para que pudessemos ver a 3 fermentação ocorrendo através da liberação do gás CO2, ao ser liberado o balão enchia com esse gás. RESULTADOS E DISCUSSÃO 1) O que você esperava que fosse acontecer em cada uma das 6 garrafas? R: Esperava que apenas a garrafa 6 (água morna, trigo e açúcar) iria encher o balão com o dióxido de carbono. 2) O que realmente aconteceu em cada uma das 6 garrafas? R: A garrafa 1 não houve produção de gás, pois nela só tinha água morna e a levedura, não havia o alimento da levedura, que é a glicose. Na garrafa 2 havia apenas água e açúcar, nada aconteceu, pois não havia a levedura. Na garrafa 3, a ultima a encher o balão e foi a que mais ficou cheia, havia a água morna, a levedura e o seu alimento (açúcar) que proporcionou a reação das leveduras. Na garrafa 4 havia apenas trigo e água morna, como não havia a levedura, nenhuma reação ocorreu. Na garrafa 5 havia a água morna, a levedura e o trigo. O trigo é também alimento para as leveduras conseguirem realizar a fermentação, porém as moléculas são maiores e por isso a quebra delas demoram mais tempo para acontecer, retardando a reação, como vimos foi o balão que menos encheu. Na garrafa 6, havia água morna, levedura, trigo e açúcar. Nessa garrafa o balão subiu primeiro e foi o segundo maior balão cheio, provavelmente porque havia vários tipos de moléculas que serviam de alimento para a levedura, proporcionando melhor trabalho por parte delas. 4 3) Explique a diferença entre os dois tipos de carboidratos utilizados (trigo e açúcar).Essa diferença causou algum efeito visual na prática? Por que? R: O açúcar é composto por carboidratos chamados de monossacarídeos, ele é constituído por glicose, frutose e galactose. O trigo é constituido majoritariamente por carboidrato amido, uma molécula polissacarídica, de tamanho muito maior que os monossacarídeos. Essa diferença de estrutura retarda a ação das leveduras na fermentação e por isso vimos as reações com açúcar (monossacarídeos) acontecer primeiro. 4) Explique como se dá o uso da sacarose pela levedura (Saccharomyces cerevisiae) R: A sacarose é um glicídeo formado por moléculas monossacarídicas de glicose e frutose. A levedura tem mais facilidade de quebrar esse tipo de açúcar, como dito anteriormente, pois sendo uma molécula menor, a reação da fermentação ocorrerá de forma mais rápida. 5) Descreva e explique as reações químicas da fermentação alcoólica e destaque a importância da fermentação para ocorrência da glicólise. R: A molécula de piruvato, quando entra no caminho da fermentação alcoólica, é quebrada pela enzima piruvato descarboxilase em 2 reações. Primeiro ela converte a molécula de piruvato a acetaldeído e a seguir em etanol. Nesse processo, a molécula de piruvato com 3 carbonos, perde um carbono para formar a molécula de dióxido de carbono (CO2), o que restou da molécula será transformado em Etanol. A molécula de NADH+H+ é reoxidada a NAD+ pela enzima desidrogenase. Esse processo ocorre duas vezes para cada molécula de glicose quebrada na glicólise, pois gera nesse processo 2 moléculas de ácido pirúvico ou piruvato. A glicólise é fundamental para a fermentação, pois se não houver a quebra da molécula de glicose, não há fermentação. A fermentação só ocorrerá quando a molécula de glicose estiver parcialmente quebrada em duas, o ácido pirúvico. 5 Fórmula geral da fermentação alcoólica/Leveduras: 1 C6H12O6 ---------->2 CO2 + 2 C2H6O 1 glicose ---------> 2 dióxido de carbono + 2 álcool etílico CONCLUSÃO Através do experimento podemos observar a produção de CO2 e qual o tipo de alimento/sacarídeo que a levedura trabalha em condições melhores e de forma mais rápida. Embora não tenhamos conseguido ver a produção de etanol, ao descartar o conteúdo das garrafas, pude sentir brevemente o arôma do álcool etílico (foto em anexo). Também chegamos a conclusão que a levedura necessita de um faixa de temperatura acima de 25ºC para trabalhar e o calor também não pode exceder muito, pois em temperaturas muito elevadas a levedura pode morrer. Outro fator que influencia na fermentação é a presença do substrato que servirá de alimento para as leveduras, caso não esteja presente, as leveduras não conseguem realizar a fermentação. ANEXO 6 Imagem da Tutora Fernanda Experimento da aluna para saber a diferença de temperatura. Na garrafa a esquerda de balão azul foi utilizada água gelada, fermento biológico seco e açúcar. Na garrafa a direita foi utilizada água morna, fermento biológico seco e açúcar. A garrafa da esquerda ficou na geladeira por 15 minutos e a garrafa da direita em temperatura ambiente pelo mesmo tempo. 7 REFERÊNCIAS NELSON D. L.; Cox M. M. Lehninger, principles of biochemistry. 4th edition. New York: W. H. Freeman, 2004. POIAN, Andrea da; FOGUEL, Debora Et.al. Bioquímica 2. v.1. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 324 p. 2014. POIAN, Andrea da; FOGUEL, Debora Et.al. Bioquímica I - Vol.1 e 2. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ. 2010. APLEVICZ, K.S.; SILVA, T.da; CANEL-LA, M.H.; OGLIARI, P.J.; SANT’ANNA, E. S. Influence fermentation time of sourdough through the application of linear regression analysis. Sodebrás, v. 8, p.15-18, 2013. APLEVICZ, K.S. Identificação de bactérias láticas e leveduras em fermen-to natural obtido a partir de uva e sua aplicação em pães. 2013. Tese (Doutorado em Ciências dos Alimentos). Universidade Federal de Santa Catarina. APLEVICZ, S. Krischina. Identificação de bactérias láticas e leveduras em fermento natural obtido a partir de uva e sua aplicação em pães. Tese para conclusão de curso de Pós-graduação em Ciência de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013. LIBERTO, Maria Isabel Madeira; CABRAL, Maulori Curie; LINS, Ulysses Garcia Casado. Microbiologia. Vol 1. 2. ed. Rio de Janeiro. Fundação CECIERJ, 2010. ALMEIDA, R. L. B. et al. Atividades práticas de laboratório: relato de uma 8 experiência com fungos. Congresso nacional de educação (UCP), 2016. DANTAS, A. T. S. & DAL PUPO, D. Aprendendo fermentação biológica por investigação. Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia (UFMT, IFMT e SEDUC), 2018. POIAN, A. T. Bioquímica 2. v.1, Aula 7 - O destino anaeróbico do piruvato. Fundação CECIERJ, p95-108, 2009. 9
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