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LABORATÓRIO DE BIOQUÍMICA METABÓLICA AULA PRÁTICA N° 6: FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Docente: Renato Grillo Discente: Ariele Beatriz Denis Dalcico João Vitor Cavalcante de Souza Paulo Otávio Ilha Solteira 2017 Sumário INTRODUÇÃO ........................................................................................... 3 OBJETIVO ................................................................................................. 4 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................... 4 Procedimento ......................................................................................... 5 RESULTADOS ........................................................................................... 5 Formação de precipitado....................................................................... 5 Liberação de CO2 ................................................................................... 6 Destilação Fracionada ........................................................................... 7 DISCUSSÃO .............................................................................................. 7 Formação de precipitado....................................................................... 7 Liberação de CO2 ................................................................................... 7 Produção de CO2 .................................................................................... 8 Destilação Fracionada ........................................................................... 8 CONCLUSÃO ............................................................................................. 9 REFERÊNCIAS .......................................................................................... 9 INTRODUÇÃO O piruvato formando pela glicose pode tomar três rotas catabólicas alternativas. Nos organismos aeróbicos, ou tecidos sob condições aeróbicas, a glicólise constitui apenas o primeiro estágio da degradação completa da glicose, o piruvato é oxidado, com perda do seu grupo carboxila como CO2, para liberar o grupo acetila da acetil-coenzima A, a qual é então totalmente oxidada a CO2 pelo ciclo do ácido cítrico. A segunda rota para o metabolismo do piruvato é a sua redução a lactato através da chamada via de fermentação do ácido láctico, quando o tecido precisa funcionar anaerobicamente, como o tecido muscular esquelético em contração vigorosa, o piruvato não pode ser oxidado por falta de oxigênio, nessas condições o piruvato é reduzido a lactato. E a terceira rota principal do metabolismo do piruvato leva ao etanol, em alguns tecidos vegetais e em certos invertebrados, protistas e microorganismo como a levedura da fabricação da cerveja, o piruvato é convertido anaerobicamente em etanol e CO2, um processo chamado de fermentação alcoólica, fermentação do etanol ou simplesmente fermentação do álcool. (NELSON, & COX1995). A humanidade convive com os processos fermentativos desde 5.000 a.C na sua utilização para obtenção de vinho, queijos e outros derivados de leite. Os egípcios já utilizavam a fermentação da cevada para a obtenção de uma espécie de cerveja em 4000 a.C, a levedura da cerveja já estava sendo utilizada para panificação. (WARD,1991). Hoje em dia, diversos produtos utilizados nas indústrias químicas, farmacêuticas e de alimentos são obtidos por processor fermentativos. Estes produtos podem ser gerados pelo metabolismo primário (ex: etanol) ou secundário (ex: antibióticos) do microrganismo cultivado e ao lado da produção de biomassa, enzimas e proteínas em geral, eles são os responsáveis pela evolução tecnológica e desenvolvimento das pesquisas na área. (WARD, 1991) OBJETIVO Desenvolver experimentalmente e acompanhar um processo de fermentação alcoólica, empregando um açúcar, a Sacarose e um microrganismo fermentador, a levedura comercial, para que assim fossem entendidos os vários processos de fermentação feitos por metabolismos de organismos diferentes, principalmente a fermentação lática, que está relacionada a atividade muscular. MATERIAIS E MÉTODOS Para esse experimento utilizou-se algumas vidrarias como balão de fundo de 1000 ml, tubos de ensaio, pipetas e provetas. Utilizou-se também solução saturada de Hidróxido de bário, ácido clorídrico a 10%, solução de Sacarose a 15%, fermento Fleischmann (padaria), agitador magnético e aparelhos para destilação fracionada. Procedimento Colocou-se 200ml da solução de sacarose no balão de fundo, em um gral suspendeu-se meio tablete do fermento já esmiuçado e em seguida adicionou-se 100ml de agua destilada no gral, após isso transferiu-se o conteúdo do gral para o balão e misturou-se até um aspecto uniforme. Em seguida colocou-se, na boca do balão, uma rolha atravessada por um tubo curvo. Em um tubo de ensaio colocou-se 20ml de hidróxido de Bário e encaixou-se o tubo curvo unindo o balão com esse tubo. Agitou-se a solução do balão em um agitador magnético e observou-se. Após isso, desmontou-se a aparelhagem deixando o tubo em repouso até a sedimentação, em seguida retirou-se boa parte do sobrenadante e colocou-se 15ml de água destilada nesse tubo. Retirou-se 1ml da solução desse tubo e colocou-se em outro seguido de gotas de ácido clorídrico 10%, observou-se o resultado. RESULTADOS Formação de precipitado Após ser montado o sistema entre o balão contendo Sacarose e levedura e o tubo contendo Ba(OH)2, ligou-se o agitador magnético (Figura 2) no balão e após um tempo de agitação o tubo de transferência de gás adquiriu aspecto esbranquiçado. Após um tempo de transferência de gás do balão para o tubo contendo hidróxido de bário saturado, neste notou-se a formação de um precipitado esbranquiçado. Fonte: Elaborado pelos autores. Figura 2 – Sistema de Fermentação Alcóolica montado; a) Balão contendo Sacarose e Levedura, b) Tubo com hidróxido de bário, c) Tubo de transferência de gás. Figura 3 – Reação de gás carbônico e hidróxido de bário; a) tubo de transferência com impregnado branco e b) formação de precipitado de carbonato de bário. Liberação de CO2 Para atestar qual a origem desse precipitado e qual gás estava presente no tubo juntamente com o hidróxido de bário saturado, adicionou-se a um tubo menor esta solução e também água destilada e HCl. Observou-se a formação de bolhas no tubo, evidenciando a saída de um gás. Destilação Fracionada Ao realizar o procedimento de Destilação Fracionada, ocorreu a ebulição do etanol pelo Balão de Destilação (Destilador), resultou em ebulição de etanol, que passou a gotejar em um Vidro de Relógio. Para poder constatar que realmente era etanol presente na solução final da destilação, o líquido foi recolhido do vidro de relógio e foi transferido a um tubo de ensaio, onde foi feita uma solução juntamente com Lugol. O resultado desta solução criou cristais, onde foi possivel ser visível em microscopia de luz. DISCUSSÃO Formação de precipitado Quando foi montado o Sistema de transferência de gás entre o balão e o tubo, notou-se a formação de bolhas no tubo (contendo hidróxido de bário saturado) demonstrando a presença de gases vindos do balão. Posteriormente, ao longo da aula, deixamos que o hidróxido de bário saturado e o gás ali presente reagissem entre sí e formassem um precipitado que caracterizamos com aspecto esbranquiçado. Este precipitado se origina da reação entre o hidróxido de bário e o gás carbônico e se denomina como Carbonato de Bário, como mostraa reação a seguir: Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O Liberação de CO2 Para nos certificarmos que realmente havia a presença de CO2 e assim o precipitado é a formação de Carbonato de Bário, adicionamos HCl no tubo com tal precipitado e água destilada. Evidenciamos a fomação de bolhas na solução ao contato com o ácido e assim demonstra a liberação de CO2 e também a formação de Cloreto de Bário, como mostra a reação abaixo: BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 Produção de CO2 A produção do CO2 ocorre porque o piruvato é descarboxilado, ou seja, perde CO2 anaerobicamente e vira acetaldeído, o aldeído por sua vez perde ligação dupla e é reduzido, ganha um hidrogênio, se transformando em álcool, como podemos ver a seguir: Figura 4 – Conversão anaeróbica de piruvato a etanol em leveduras (Bioquimica 5º Ed) Destilação Fracionada A escolha pela destilação fracionada se deu porque água e etanol possuem pontos de ebulição proximos. O ponto de ebulição do etanol é de aproximadamente 78°C , e o da água é de 100°C. Ao atingir 78°C o etanol começa a ebulir e a sair no vidro de relógio. Depois de um certo tempo ao acender uma chama na solução produto da destilação, não houve combustão, evidenciando então que solução produto não tinha caráter inflamável, ou seja, nao se tratava apenas de etanol. É provável que a água tenha ebulido também, isso porque temperatura nao estacionou, houve aumento muito rápido suficiente para que se atingisse temperatura proxima de ebulição da água, não resultando em um processo satisfatório de destilação. Além disso, alguns outros fatores podem ter influenciado no resultado insatisfatório da separação da mistura de água e etanol, como perda de calor na parede do destilador, ou aferição incorreta de temperatura pelo termômetro. CONCLUSÃO Então, pôde-se constatar que a fermentação alcoólica é um processo complexo, que começa na hidrólise da sacarose e segue até a formação do etanol. Formou-se gás carbônico durante a fermentação, e por meio da destilação podia-se evidenciar formação de álcool, porém, devido à fatores externos essa etapa não foi constatada, mas entendida e discutida. REFERÊNCIAS NELSON, David L.; COX, Michael M.. Príncipios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Pearson Education do Brasil, 2011. 1273 p. MORAN, Laurence A. et al. Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. 798 p. http://www.portalsaofrancisco.com.br/quimica/fermentacao-alcoolica - FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA. Acesso em: 04/11/2017. http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/fermentacao.htm - FERMENTAÇÃO. Acesso em: 05/11/2017