Fermentação: Liberação de Energia Anaeróbia

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Liberação de energia através da fermentação
A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do oxigênio (processo anaeróbio).
A fermentação compreende um conjunto de reações enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples, liberando energia. A glicose é uma das substâncias mais empregadas pelos microorganismos como ponto de partida na fermentação.
É importante perceber que as reações químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise. A desmontagem da glicose é parcial, são produzidos resíduos de tamanho molecular maior que os produzidos na respiração e o rendimento em ATP é pequeno
Glicólise
Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas.
O hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (NAD), formando NADH + H+, ou seja NADH2.
Tipos de Fermentação
Levedura - Fungo unicelular utilizado na fabricação de pães, bebidas alcoólicas em geral.
A fermentação é um processo utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas, pães e outros alimentos. Hoje sabemos que os processos fermentativos resultam da atividade de microorganismos, como as leveduras e certas bactérias.
Diferentes organismos podem provocar a fermentação de diferentes substâncias. O gosto rançoso da manteiga, por exemplo, se deve a formação de ácido butírico causado pelas bactérias que fermentam gorduras. Já as leveduras fermentam a glicose e as bactérias que azedam o leite fermentam a lactose.
Fermentação alcoólica e Fermentação Lática na energia das células
Vem com a gente revisar a fermentação alcóolica e lática! Saiba tudo sobre o metabolismo energético das células e arrase em Biologia no Enem!
A maneira mais rentável de uma célula obter energia a partir de uma molécula orgânica é a respiração celular. Porém, nem todos os seres vivos realizam este processo. Alguns possuem processos alternativos, realizando a oxidação incompleta da glicose sem utilizar oxigênio.
Este processo é chamado de fermentação. A fermentação é um processo que produz bem menos ATPs do que a respiração celular, porém pode ser uma característica essencial para a adaptação de certas espécies de seres vivos a determinados ambientes ou condições. Você sabe como ocorre a fermentação? Não? Então vem com a gente revisar a fermentação para gabaritar as questões de biologia do Enem e dos vestibulares! Veja na figura o esquema da Fermentação Lática:
Alguns seres vivos têm a fermentação como única maneira de quebrar a glicose, como o caso das bactérias do tétano. Neste caso, estes seres vivos são intolerantes ao oxigênio (que é tóxico para eles), por isso os classificamos como seres anaeróbios estritos ou obrigatórios.
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Outros seres vivos são oportunistas, realizando respiração aeróbia na presença de oxigênio(afinal é muito mais rentável) e , quando não há oxigênio, realizam a fermentação.
Este é o caso, por exemplo, do fermento de pão (que é um fungo). Classificamos estes seres vivos como anaeróbios facultativos. Além dos seres vivos unicelulares que citei aqui, algumas células de animais podem também fazer fermentação, como as células musculares durante um exercício intenso.
Na fermentação, assim como na respiração celular, ocorre a quebra da glicose. Porém, na fermentação ocorre apenas uma quebra – o processo de produção de energia para na glicólise. Como não há a utilização de oxigênio na fermentação, os hidrogênios retirados da glicose não são levados para este gás, como ocorre na cadeia respiratória.
Assim, o depósito dos hidrogênios são os próprios fragmentos da glicose. Dependendo do produto gerado ao fim da fermentação, o processo será classificado como fermentação lática ou alcoólica.
Em algumas bactérias, como os lactobacilos utilizados na produção de iogurtes, a fermentação produz ácido láctico. Veja na Figura 1: Fotomicrografia de lactobacilo (Lactobacillus acidophilus) através de microscópio eletrônico de transmissão colorida atificialmente. Este lactobacilo é utilizado na indústria alimentícia para a produção de iogurtes. Créditos da imagem: Scimat / Photo Researchers
Para isso, estas bactérias quebram a glicose gerando 2 ATPs e duas moléculas de ácido pirúvico. Em seguida, o piruvato é reduzido a ácido láctico através da enzima lactato desidrogenase. Este ácido láctico é então liberado pelas bactérias para o ambiente e é o que dá o gostinho azedo do seu iogurte.
A fermentação láctica é também feita nas nossas células musculares quando realizamos um exercício físico muito extenuante (que requisita muita energia e não há oxigenação suficiente para a respiração celular). O acúmulo de ácido láctico nos tecidos é o que promove aquela dor chata após os exercícios.
Certos organismos como as leveduras e algumas bactérias, realizam fermentação alcoólica cujo produto final é o álcool.
Figura 3: Fotomicrografia de levedura (Saccharomyces cerevisiae) feita por microscópio eletrônico de transmissão. Nesta imagem podemos ver várias leveduras em processo de brotamento. Estes fungos são utilizados como fermento em pães. Créditos da imagem:  SciMAT / Photo Researchers
Neste tipo de fermentação as duas moléculas de piruvato são descarboxiladas, liberando CO2. Isto gera um composto de dois carbonos chamado de acetaldeído que será o acepetor de elétrons das moléculas de NADH liberadas durante a glicólise.
A partir da ação da enzima álcool desidrogenase, o acetialdeído será reduzido, formando álcool etílico. Esses produtos da fermentação são muito utilizados na indústria. O álcool pode ser utilizado na produção de bebidas alcóolicas, como a cerveja e o vinho, ou ainda para a produção de combustíveis.
Já a liberação de gás carbônico pode ser aproveitada para fazer crescer massas de pães, pois a liberação do gás forma bolhinhas no interior das massas fermentadas.
Figura 4: Esquema demonstrando a fermentação alcoólica.
Respiração anaeróbia:
Fique atento(a), candidato(a)!  Fermentação não é a mesma coisa que respiração anaeróbia. Na respiração anaeróbia, há um ciclo de Krebs e uma cadeia respiratória, assim como na respiração celular aeróbia. A diferença é que o aceptor final de elétrons não é o oxigênio, mas sim compostos inorgânicos retirados do ambiente, como nitratos e sulfatos. A respiração anaeróbia é realizada por algumas bactérias que vivem em solos pobres em oxigênio e é menos rentável que o processo de respiração aeróbia.