Fermentação Alcóolica

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FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA 
 
 
Márcio Mendes Silva Diniz 
Prof. Calline – Bioquímica – Licenciatura em Química 
• O etanol é uma substância orgânica obtida da fermentação de 
açúcares, hidratação do etileno ou redução a acetaldeído. 
 
• A história do etanol no Brasil remonta à época das capitanias, quando 
se produzia aguardente a partir de resíduos da produção do açúcar. 
 
• O Brasil é líder mundial na produção de cana-de-açúcar e de seus 
derivados. O segmento emprega mais de 4 milhões de pessoas sendo 
que, em 2008, respondeu por 1,76% do PIB (Produto Interno Bruto) 
agrícola nacional. 
INTRODUÇÃO 
• 9000 a.C. – egípcios fabricam bebidas. 
• 4000 a.C. – pão, queijo iogurte. 
• 1150 – produção de vinagres a partir de vinhos. 
• 1680 – Van Leeuwenhoek observa e descreve a célula de levedura 
(microscópio). 
• 1789 – Lavoisier demonstra que a fermentação produz etanol e CO2. 
 
HISTÓRICO DA FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA 
• 1815 – Gay Lussac fórmula a estequiometria da fermentação, 
complementando estudos de Lavoisier. 
• 1837 – Erxleben, De La Tour, Schawnns Kutzingk demonstram que 
as leveduras são responsáveis pela fermentação etanólica. 
• 1857 – Pauster demonstra a origem microbiológica da fermentação e 
explica a natureza anaeróbica do processo fermentativo. 
 
HISTÓRICO DA FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA 
• 1894 – obtenção de culturas puras de leveduras por Hansen, Muller-
Thurgau e Wortman. 
• 1897 – Buchner promove fermentação, com extrato livre de células de 
leveduras. 
• Primeira metade do século 20 – foram elucidadas as reações 
enzimáticas responsáveis pela conversão do açúcar em etanol e CO2 
pelas leveduras. 
 
HISTÓRICO DA FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA 
 
PRODUÇÃO MUNDIAL DE ETANOL 
 
 
 
PROCESSOS INDUSTRIAIS 
• Na glicólise, uma molécula de glicose é degradada em uma série de 
reações catalisadas por enzimas, gerando duas moléculas do composto 
de três átomos de carbono, o piruvato. 
 
PROCESSO DE FERMENTAÇÃO 
• Durante as reações sequenciais da glicólise, parte da energia livre da 
glicose é conservada na forma de ATP e NADH. 
 
• A glicólise foi a primeira via metabólica a ser elucidada e 
provavelmente seja a mais bem entendida. Desde a descoberta da 
fermentação, em 1897 por Eduard Buchner, em extratos de células de 
levedura, até a elucidação da via completa em leveduras e em músculo 
na década de 1930. 
PROCESSO DE FERMENTAÇÃO 
GLICÓLISE 
• Em condições aeróbicas, o piruvato é completamente oxidado, via 
ciclo do ácido cítrico a CO2 e H2O. O piruvato é oxidado, com a 
perda de seu grupo carboxil na forma de CO2, para gerar grupo acetil 
da acetil-coenzima A 
 
 
PIRUVATO 
• Em condições anaeróbicas, o piruvato deve ser convertido em um 
produto final reduzido para reoxidar o NADH produzido pela reação 
de GAPDH, sendo esta uma enzima essencial na via da glicólise e da 
gliconeogênese, catalisando a fosforilação oxidativa do substrato. Isso 
ocorre de duas formas: 
 
 
PIRUVATO 
i. Em leveduras, o piruvato é 
descarboxilado para produzir CO2 e 
acetaldeído, o qual é reduzido pelo 
NADH para produzir NAD+ e etanol. 
Esse processo é conhecido como 
fermentação alcoólica (portanto, fermentação 
é um processo de reação biológica 
anaeróbica); 
 
 
PIRUVATO 
ii. Em condições anaeróbicas em 
músculos, o piruvato é reduzido a 
lactato para gerar novamente 
NAD+ em um processo conhecido 
como fermentação láctica. 
 
 
PIRUVATO 
METABOLISMO DO PIRUVATO 
• Quando tecidos animais não podem ser supridos com oxigênio 
suficiente para realizar a oxidação aeróbia do piruvato e do NADH 
produzidos na glicólise, onde o NAD+ é regenerado a partir de NADH 
pela redução do piruvato a lactato. 
• O lactato formado pelo músculo esquelético em atividade pode ser 
reciclado; ele é transportado pelo sangue até o fígado, onde é convertido 
em glicose durante a recuperação da atividade muscular exaustiva. 
O PIRUVATO É O RECEPTOR FINAL DE ELÉTRONS NA 
FERMENTAÇÃO LÁCTICA 
• Leveduras e outros microrganismos fermentam glicose em etanol e 
CO2, em vez de lactato. O piruvato é convertido a etanol e CO2 em um 
processo de duas etapas: 
O ETANOL É O PRODUTO REDUZIDO NA 
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA 
 
O ETANOL É O PRODUTO REDUZIDO NA 
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA 
• O NADH formado na glicólise deve ser reciclado para regenerar 
NAD+, necessário como receptor de elétrons na primeira etapa da fase 
de pagamento. Em condições aeróbias, os elétrons passam do NADH 
para o O2 na respiração mitocondrial. 
DESTINOS DO PIRUVATO EM CONDIÇÕES ANAERÓBIAS: 
FERMENTAÇÃO 
• Em condições anaeróbias, muitos organismos regeneram NAD+ pelo 
transporte de elétrons do NADH para o piruvato, formando lactato. 
Outros organismos, como as leveduras, regeneram NAD+ pela redução 
de piruvato em etanol e CO2. Nesses processos anaeróbios 
(fermentações), não ocorre oxidação ou redução líquida dos carbonos 
da glicose. 
DESTINOS DO PIRUVATO EM CONDIÇÕES ANAERÓBIAS: 
FERMENTAÇÃO 
 
“A imaginação é mais importante que a ciência, 
porque a ciência é limitada, ao passo que a 
imaginação abrange o mundo inteiro.”