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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITARIA LABORATÓRIO DE SANEAMENTO Fermentação Norberto Cassimiro de Oliveira Neto – 201910667 Pollyana Martins Silva – 201905282 Ricardo Silva Queiroz – 201905284 Samuel Carvalho de Almeida – 201905285 Vinicius Paes Correia – 201905287 Willian Oliveira – 201905289 Biologia Geral – Turma A3 Dr.ª Nora Katia Saavedra Del Aguila Hoffmann Goiânia – GO Junho/2019 1. Introdução Fermentação é um processo químico, com a ausência de gás oxigênio (O2), no qual fungos e bactérias realizam a transformação de matéria orgânica em outros produtos e energia. É a forma que esses seres encontram de produzir energia para o desempenho de suas funções biológicas. Independentemente do ser vivo que está realizando a fermentação, ela sempre ocorre no citoplasma (ou citosol) da célula e com o auxílio de enzimas, as quais atuam como catalisadores. Assim sendo, podemos dizer que a fermentação é uma via de produção energética que utiliza uma matéria orgânica, como a glicose. Antes da fermentação ocorrer, um processo denominado de glicólise é realizado. A glicólise é um processo químico no qual fosfatos (P) são incorporados à molécula de glicose, favorecendo a sua quebra em duas moléculas de ácido pirúvico, como na equação representada a seguir. 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. Assim temos dois tipos de fermentação: lática e alcoólica. Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido pirúvico produzidas são convertidas em álcool etílico (também chamado de etanol), com a liberação de duas moléculas de dióxido de carbono (CO2) e a formação de duas moléculas de ATP. Esse tipo de fermentação é realizado por diversos microrganismos, destacando-se os chamados “fungos de cerveja”, da espécie Saccharomyces cerevisiae. O homem utiliza os dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico empregado há milênios na fabricação de bebidas alcoólicas (vinhos, cervejas, cachaças etc.), e o gás carbônico importante na fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade. Mais recentemente tem-se utilizado esses fungos para a produção industrial de álcool combustível. Enquanto na fermentação lática, os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam fermentação lática, em que o produto final é o ácido lático. Para isso, eles utilizam como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite, que é desdobrado, por ação enzimática que ocorre fora das células bacterianas, em glicose e galactose. A seguir, os monossacarídeos entram nas células, onde ocorre a fermentação. Cada molécula do ácido pirúvico é convertida em ácido lático, que também contém três átomos de carbono. O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido lático formado e eliminado pelos lactobacilos. O abaixamento do pH causado pelo ácido lático provoca a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho, usado na fabricação de iogurtes e queijos. 2. Objetivos Observar a ação das leveduras (Saccharomyces cerevisae), que são fungos unicelulares responsáveis pelos processos fermentativos utilizados na produção do pão, reagindo em diferentes ambientes e analisar o processo fermentativo que ocorre em cada um deles. 3. Materiais Para esta aula pratica foram utilizados os seguintes materiais: • 3 tablets de fermento biológico (Saccharomyces cerevisae) • 200mL de água morna • 50mL de água fervida • 25mL de leite morno • 5 frascos de Erlenmeyer • Açúcar (cinco colheres de sopa) • Adoçante em pó ou em gotas • 5 balões de borracha • 2 colheres de sopa de óleo • Chapa aquecedora 4. Metodologia Numerou-se os 5 frascos de Erlenmeyer, em seguida dissolveu-se 2 tablets de fermento (Saccharomyces cerevisae) em 200mL de água morna e distribuiu-as nos frascos 1, 2 e 5, após terminado o processo com a água morna, dissolveu-se ¼ de tablet de fermento (Saccharomyces cerevisae) em 25mL de leite morno, e colocou-os em suspensão no frasco 3, finalizando o frasco 3, dissolveu-se meio tablet de fermento (Saccharomyces cerevisae) em 50mL de água fervida, e colocou-a em suspensão logo após retirado do fogo no frasco 4, as preparações ficaram de acordo com o Quadro 1.1 mostrado a seguir. Quadro 1.1 – Preparo dos frascos experimentais. Frasco Fermento + água morna Fermento + água fervente Fermento + leite morno Açúcar Adoçante Óleo 1 50mL 1 colher 2 50mL 10 gotas 3 25mL 1 colher 4 50mL 1 colher 5 50mL 2 colheres 2 colheres Após finalizados os frascos, colocou-se um balão de borracha na boca de cada um dos Erlenmeyer, e foram feitas observações periódicas até 24 horas após a finalização do preparo. 5. Resultados Após preparadas a substancias foram deixadas em repouso, para que as leveduras (Saccharomyces cerevisae), pudessem fazer seu processo de fermentação e foram tiradas fotos da evolução das mesmas, sendo a primeira tirada próximo as 13:00 horas do dia do preparo, sendo cerca de 4 horas após a finalização do preparo, o que podemos observar na figura 1. Figura 1 – Preparação das leveduras (Saccharomyces cerevisae), 4 horas após o preparo. E por último após 24 horas da finalização da preparação foram tiradas outras fotos onde podemos ver o resultado do processo fermentativo, feito pelas leveduras (Saccharomyces cerevisae), observados nas figuras 2 e 3. Figura 2 – Preparação das leveduras (Saccharomyces cerevisae), 24 horas após o preparo. Figura 3 – Preparação das leveduras (Saccharomyces cerevisae) dos dois grupos, 24 horas após o preparo. 6. Discussões Após a primeira observação realizada 4 horas após o preparo (figura 1), conseguimos perceber que apenas os balões dos Erlenmeyer 1 e 5 estão enchendo, o que inicialmente está de acordo uma vez que em ambos os processos de fermentação devem ocorrer, já que é um ambiente propício e com alimento para as leveduras (Saccharomyces cerevisae) efetuarem o processo de fermentação, nos outros três Erlenmeyer ainda não houve mudanças, porém seus processos ainda não foram finalizados e não se pode determinar muita coisa inicialmente. Outra observação que podemos perceber é que no quinto frasco o óleo forma uma camada que dificulta a passagem do CO2, sendo possível ver as bolhas do CO2 tentando passar pela camada do óleo. Já na última observação feita após 24 horas do preparo (figura 2 e 3), podemos fazer uma análise mais detalhada já que o processo, ocorreu em todos os Erlenmeyer. No primeiro Erlenmeyer, vemos que a bexiga cresceu, o que se comprova como já dito anteriormente, pois a levedura (Saccharomyces cerevisae) se alimenta do açúcar disponível, liberando dióxido de carbono (CO2), fazendo com que a bexiga encha, durante esse processo ela faz uma fermentação alcoólica. O segundo Erlenmeyer a bexiga não deve crescer o que foi comprovado pelo experimento uma vez que a Saccharomyces cerevisae não consegue se alimentar do adoçante, consequentemente não consegue efetuar o processo de fermentação. O terceiro Erlenmeyer a bexiga deveria crescer, o que não aconteceu no experimento realizado, e isso pode ser explicado pelo fato do leite utilizado estar fervendoao invés de morno, o que causa a desnaturação da enzima da bactéria matando a levedura. O quarto Erlenmeyer a bexiga não deveria crescer, pois a água deveria estar fervendo, o que mataria a Saccharomyces cerevisae, porém como a bexiga cresceu, podemos explicar isso pelo fato de a água utilizada não estar fervendo, tornando um ambiente favorável para a fermentação da levedura assim como no primeiro Erlenmeyer. E no quinto e ultimo Erlenmeyer a bexiga deveria crescer, o que se comprovou pelo experimento, contudo como o óleo cria uma camada que dificulta a passagem do CO2 fazendo com que a última bexiga enchesse menos que a primeira, porém observando a figura 2 e 3, notamos que a bexiga do quinto Erlenmeyer foi a que mais cresceu, isso deve-se ao fato de se ter utilizado duas colheres de açúcar ao invés de uma como nos outros casos, o que permitiu que a levedura tivesse uma maior quantidade de alimento, podendo fazer a fermentação por mais tempo. É assim como no primeiro e quarto Erlenmeyer a fermentação realizada e alcoólica. 6.1. Questionário • Qual a diferença entre fermentação alcoólica e fermentação láctica? Na fermentação lática, o NADH transfere seus elétrons diretamente para o piruvato, gerando ácido lático (C3H6O3) como subproduto. Esse tipo de fermentação é realizado por bactérias que fermentam o leite, gerando produtos como iogurtes, que tem o sabor levemente azedo devido ao ácido lático. Esse ácido ainda provoca diminuição do pH do leite, o que leva à coagulação de suas proteínas e produz a coalhada sólida, que vai servir para a fabricação de queijos. Já na fermentação alcoólica o NADH doa seus elétrons para um derivado de piruvato, produzindo etanol. Esse processo é realizado através de duas reações. Na primeira delas, a molécula de piruvato é quebrada produzindo duas moléculas de acetaldeído (C2H4O) e liberando duas moléculas de dióxido de carbono (CO2). Na segunda reação, as duas moléculas de NADH passam seus elétrons para os dois acetaldeídos, transformando-os em duas moléculas de etanol (C2H6O) e regenerando o NAD+. Esse tipo de fermentação é realizado pelo fungo do tipo levedura chamado Saccharomyces cerevisiae. Ele é utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas devido à produção de etanol, e na produção de fermento biológico, já que o gás carbônico liberado infla a massa. • Mencione a reação de fermentação para a produção de pão. Na fermentação do pão, as leveduras do fermento Saccharomyces cerevisae se alimentam de açúcar, que é necessário à sua sobrevivência e reprodução, e como resultado há a liberação de álcool e gás carbônico, produzindo uma fermentação alcoólica. Durante esse processo se obtém gás carbono (CO2), ele faz com que a massa cresça e contribui para a formação de alvéolos no seu interior, álcool que e eliminado quando a massa e assada e compostos orgânicos que dão sabor e aroma a massa. • Qual o motivo para o enchimento das bexigas no experimento realizado? Pois o processo de fermentação realizado pela Saccharomyces cerevisae libera bolhas de dióxido de carbono (CO2), que sobem e se acumulam na superfície interna da bexiga fazendo com que elas encham. 7. Conclusões Analisando os resultados conseguimos perceber que a levedura Saccharomyces cerevisae quando em um ambiente favorável com alimento, consegue realizar seu processo de fermentação, convertendo o açúcar disponível em CO2 e álcool, processo de grande utilidade, que possibilita a fabricação de pães, bebidas alcoólicas e até mesmo do etanol. Referências Bibliográficas DIAS, Diogo Lopes. O que é fermentação? Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fermentacao.htm>. Acesso em: 09 jun. 2019. SÓ BIOLOGIA. Fermentação. Disponível em: <https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica3.php>. Acesso em: 09 jun. 2019. NASCIMENTO, Priscila Soares do. Fermentação. Disponível em: <https://www.infoescola.com/biologia/fermentacao/>. Acesso em: 09 jun. 2019. SÓ BIOLOGIA. Fermentação Alcoólica. Disponível em: <https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica3_2.php>. Acesso em: 09 jun. 2019. SANTOS, Juliana. Fermentação Alcoólica e Fermentação Lática na energia das células. Disponível em: <https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-fermentacao- alcoolica-lactica/>. Acesso em: 09 jun. 2019. FERMAIS. Processo de Fermentação do pão. Disponível em: <https://fermais.com.br/processo-de-fermentacao-do-pao/>. Acesso em: 09 jun. 2019. HOFFMANN, Nora Katia Saavedra del Aguila. Biologia Geral. Apostila de Aula Pratica da Escola de Engenharia Civil e Ambiental da UFG, Goiânia, 2019.
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