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Universidade Federal de Sergipe Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Química LABORATÓRIO DE BIOMOLÉCULAS 2018.1 FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Professora: Samisia Maria Fernandes Machado Alunos: Danielle Guimarães de Andrade Jonisson Batista Santos São Cristóvão/SE INTRODUÇÃO A fermentação é um processo no qual ocorre a quebra da glicose sem ne- nhum consumo de oxigênio. É, para os organismos anaeróbios, o único meio de obtenção de energia, pois eles não possuem enzimas responsáveis pelas rea- ções químicas do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória. Alguns organismos que realizam a fermentação são as bactérias causadoras do tétano, do botulismo e do levedo de cerveja. Dependendo das reações químicas envolvidas no processo e dos produtos obtidos a fermentação pode ser classificada em láctica, acética e alcoólica e o processo tem sido utilizado para produção de pães, iogurtes, bebidas e biocom- bustível (etanol). Os tipos mais importantes da fermentação são a fermentação lática e alcoólica. A fermentação láctica é assim chamada porque as bactérias que a fazem produzem ácido láctico, que coagula o leite, transformando-o em coalhada ou em iogurte. A fermentação alcoólica é realizada por um fungo unicelular, também cha- mado de levedo de cerveja ou fermento de padaria, cientificamente chamado de Saccharomyces cerevisiae. Essa levedura é utilizada na fabricação de bebidas alcoólicas (vinhos, cervejas, aguardentes, etc.) e na fabricação de pães (na qual o gás carbônico é o responsável pelas bolhas que tornam a massa mais macia). OBJETIVO Mostrar o processo de fermentação alcoólica utilizando-se o açúcar caseiro como fonte de açúcar e fermento de pão (fermento biológico) como fonte de S. cerevisiae. PROCEDIMENTOS Num erlenmeyer de 250mL adicione 20g de sacarose, 100mL de água aquecida a 25- 30ºC, 20mL da solução de sais de Pasteur e 2g de fermento biológico em pó seco. Agite o conteúdo vigorosamente para misturá-los. E coloque uma rolha de borracha com um furo ligada a um tubo de vidro, cuja outra extremidade esteja mergulhada em béquer de 100mL com solução de Ba(OH)2, com pequena camada cobrindo a superfície. O CO2 produzido irá borvulhar na solução e precipitar Ba(HCO3)2 ou BaCO3. É importante que a rolha esteja bem vedada, pois a entrada de oxigênio promoverá a fermentação acética, tendo como produto ácido acetico e não etanol. Deixe a mistura repousar por 1 semana com uma lampada acesa para manter a temperatura. Após uma semana decante com cuidado o líquido lipidio para outro erlenmeyer. Se o líquido não estiver límpido adicione 1 colher de sopa de terra diatomácea ou silica gel 60. A adição deve ser sobre um papel de filtro de funil de Buchner, molhe com água, despreze a água e filtre o meio de cultura a vácuo sobre a terra diatomácea ou silica. Após a filtragem adicione 10g de K2CO3 para cada 20mL do filtrado, filtre para um balão de destilação e destile em aparelhagem de destilação fracionada gota a gota. Colete a fração que destilar entre 78 e 88°C, e descarte a caeça de destilação do residuo no balão. MATERIAIS Tabela 01: Materiais utilizados Vidrarias Reagentes Diversos Balão de destilação Sacarose Bastão de vidro Béquer Água destilada Rolha com borracha Funil Sais de Pasteur Papel filtro Erlenmeyer Fermento biológico Destilador Solução de Ba(OH)2 Terra diatomácea K2CO3 Fonte: Próprio autor (2018) PROPRIEDADES TOXICOLÓGICAS Tabela 02: Propriedades toxicologicas Substâncias Rótulo de risco N. de risco Classe Fórmula Molecular Sol. de Hidró- xido de Bário corrosivo 60 6.1 Ba(OH)2 Carbonato de Potássio irritante - - K2CO3 Sacarose - - - C12H22O11 Sílica em gel - - - SiO2 Fonte: Próprio autor (2018) REAÇÕES A obtenção de álcool a partir de cana-de-açúcar é um exemplo da aplicação de fermentação alcoólica. Neste processo, o micro organismo geralmente utili- zado é a levedura Saccharomyces cerevisae, que produz enzimas necessárias para que o processo de fermentação ocorra. As enzimas são moléculas que aumentam a velocidade das reações quí- micas, por este motivo, as enzimas são denominadas catalisadores biológicos. O etanol pode ser produzido a partir de qualquer fonte de carboidrato fermentável pela levedura: sucos de frutas, milho, beterrabas, batatas, cevada, aveia, cen- teio, arroz, sorgo, sendo necessário hidrolisar as moléculas maiores de carboi- dratos complexos em açúcares simples fermentáveis. A obtenção de açúcares simples pode ser feita por enzimas da própria le- vedura ou ainda pelo tratamento térmico do material acidificado. No caso da cana de açúcar, que apresenta alto conteúdo do açúcar sacarose, este é hidrolisado produzindo glicose e frutose pela enzima invertase (também chamada de saca- rase) sintetizada pela S. cerevisae, como mostrado na seguinte equação quí- mica: invertase C12H12O11 + H2O ---------------- C6H12O6 + C6H12O6 (sacarose) (glicose) (frutose) Em uma etapa seguinte, a zimase, outra enzima sintetizada pela S. cerevi- sae, catalisa a reação de transformação da glicose e frutose (C6H12O6 ) em eta- nol (C2H5OH) e gás carbônico (CO2), como representada na equação química: zimase C6H12O6 + C6H12O6 ------------ 4C2H5OH + 4CO2 (glicose) (frutose) (etanol) (gás carbônico) No final do experimento é utilizada a destilação fracionada, que é o pro- cesso no qual duas substâncias são separadas através do aquecimento, que nesse caso é o destilado produzido a uma temperatura de 78°C e 88°C. RESULTADOS E DISCUSSÕES Seguindo os procedimentos predeterminados foi observada a fermentação alcoólica ocasionada pela hidrolise da sacarose, que forma a frutose e glicose, pelas etapas de invertase e zimase. Formando o etanol no fim da reação. Imagem 01: Processo de destilação fracionada. Fonte: Próprio autor. Depois foi feita a destilação fracionada para obter o álcool, com a utilização de uma temperatura de 78°C e 88°C. Imagem 02: Produto final da destilação. Fonte: Próprio autor. Depois da destilação foi medido o volume final do destilado (3,4 mL). Para encontrar a densidade do produto, foi utilizada a formula 𝑑 = 𝑚 𝑉 . E por fim foi comparado com a tabela a seguir, para determinar a percentagem de álcool no destilado: Tabela 03: Porcentagem de álcool. Fonte: Roteiro da prática experimental – Biomoléculas 2018.1 Utilizando cálculos simples, primeiro foi obtido a densidade do destilado: 0,854 g/mL, dessa forma foi possível encontrar a percentagem de álcool no des- tilado, equivalente a 75% de álcool. CONCLUSÃO Com esta pratica foi possível observar o processo de fermentação alcoólica utilizando-se o açúcar caseiro como fonte de açúcar e fermento de pão (fermento biológico) como fonte de S. cerevisiae. Sendo possível obter um produto de den- sidade igual a 0,854 g/mL, que foi relacionada com a tabela apresenta 75% de álcool. REFERÊNCIAS Lauredo, Paulo. Fermentação. Brasil escola. Disponível em: <https://educa- dor.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/fermentacao.htm>. Acesso em: 10 de agosto 2018. Silva, André Luis. Experimentação em fermentação alcoólica. Infoescola. Dispo- nível em: <https://www.infoescola.com/quimica/experimentacao-em-fermenta- cao-alcoolica/>. Acesso em: 10 de agosto 2018.
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