FERMENTAÇÃO

A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre na ausência de oxigênio. Compreende um conjunto de reações enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples. A função da fermentação não é formar energia, pois não se forma nenhuma molécula de ATP no processo, sua função é oxidar as moléculas de NADH formadas na glicólise para que essa via se mantenha funcionando para formação de ATP em condições de anaerobiose.

Existem dois tipos de fermentação: Fermentação alcoólica e Fermentação Láctica

Fermentação alcoólica

A fermentação alcoólica é realizada por algumas bactérias e leveduras, que fermentam o carboidrato produzindo álcool etílico (etanol) e gás carbônico.

Esta reação ocorre em duas etapas: a primeira é a descarboxilação do piruvato que é catalisada pela enzima piruvato descarboxilase, que precisa da coenzima tiamina pirofosfato, para formar a molécula de aldeído acético.  A segunda etapa é a redução do aldeído acético a etanol pelo NADH, numa reação catalisada pela enzima álcool desidrogenase. Esta última reação é importante, pois há a regeneração do NAD+.

As bebidas alcoólicas como a cerveja e o pão são possíveis produtos desta fermentação na indústria, pela utilização de micro-organismos como a levedura (fungo).

Cerveja: Os ingredientes utilizados para a preparação da cerveja são: água, cevada maltada e lúpulo, fermentados por levedura. Podem ser utilizados também outros condimentos ou fontes de açúcar.

 A cerveja é o resultado da fermentação alcóolica, no qual o cereal maltado mais utilizado é a cevada.

O gosto amargo característico da cerveja é derivado da flor do lúpulo, que serve para equilibrar a doçura do malte e agir como um moderado antibiótico, favorecendo a atividade da levedura e evitando com que haja proliferação de microorganismos indesejáveis. Nesse processo, as leveduras metabolizam os carboidratos extraídos dos cereais, produzindo compostos como álcool e dióxido de carbono.

O teor alcoólico contido na cerveja varia entre 4 e 5%.

Fonte: Google imagens

Fermentação láctica

O lactato (ácido láctico) é formado a partir de piruvato (produto final da Glicólise), num processo denominado fermentação láctica. Esta reação ocorre em vários microorganismos e pode ser realizada também pelas células musculares, quando estas realizam atividade física intensa e a quantidade de oxigênio é limitante. A redução de piruvato por NADH formando lactato é catalisado pela enzima lactato desidrogenase.

A fermentação láctica é utilizada para conservar alimentos, pois o ácido láctico atua preservando o alimento impedindo-o de ser deteriorado por microorganismos, como os putrefativos.

A fermentação pode ser dividida em: Fermentação Homoláctica e Fermentação Heteroláctica.

Na fermentação homoláctica, grande quantidade de ácido láctico é produzido.

E na fermentação heteroláctica outras substâncias são produzidas além do ácido láctico, como CO2, etanol e ácido acético.

Um clássico exemplo de fermentação láctica utilizada na indústria alimentícia é a produção de queijos e iogurtes.

Queijo: Vários tipos de queijos são produzidos por espécies diferentes de bactérias (Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc...), em culturas puras ou mistas. As bactérias produzem ácido láctico e outras substâncias que contribuem para o aroma. No processo ocorre aumento da acidez pela redução do pH, o que provoca a desnaturação das proteínas do leite.

Iogurte: A Lactose (açúcar do leite) é transformada em ácido láctico, que será o agente de coagulação do leite. Para essa transformação são usadas duas bactérias: Lactobacillus bulgaricuse Streptococcus thermophilus. Durante esse processo, aroma e acidez são monitoradas.

Fonte: Google imagens

Fermentação Láctica Muscular

É um processo alternativo que o organismo utiliza, frente a situações em que  ele não realiza respiração aeróbia. É ativado quando o organismo é submetido a um esforço muscular intenso em condições de baixa oxigenação, causando efeitos fisiológicos desvantajosos. Períodos extensos de exercícios físicos prolongados fazem com que as células musculares contenham altas concentrações de ácido láctico, prejudicando o seu funcionamento.

Em defesa do metabolismo, o organismo passa a sentir efeitos como dor e fadiga muscular, causada por uma contração gradativa e repentina atuando como sinal de alerta, fazendo com que haja o fim da atividade física para repouso e para restabelecimento  da capacidade fisiológica do órgão.

A medida com que o excesso de ácido láctico se difunde para o fígado, ele é convertido em ácido pirúvico e logo após em glicose armazenada na forma de glicogênio. Essa conversão é denominada gliconeogênese.

Referências bibliográficas

Imagens ilustrativas  retiradas do livro de Princípios de Bioquímica do autor Lehningher, David L. Nelson, Michael M. Cox, terceira edição.

Questões respondidas

Quando e necessário utilizar a via de fermentação?

Na ausência de oxigênio, ou seja um processo anaeróbico

Qual a função da fermentação lática

A fermentação láctica é um processo anaeróbio que visa degradar moléculas orgânicas para obtenção de energia (ATP), este processo é realizado em células de músculos esqueléticos.

No tecido muscular do nosso corpo, quando a atividade física é muito intensa, há insuficiência de oxigênio para manter a respiração e liberar a energia necessária. Explique o que acontece bioquimicamente no musculo.

 Nesses casos, as células degradam anaerobiamente a glicose em ácido lático. Esse ácido lático pode ser acumulado nos tecidos, originando a fadiga muscular. Cessada a atividade física, o ácido lático formado é transformado novamente em ácido pirúvico , que continua a ser degradado pelo processo da respiração

Na fermentação lática o acido pirúvico é transformando em outro acido pela utilização de ions do hidrogênio  transportados pelos NADH2. Qual seria esse acido?

Ácido lático

Como se origina o acido etílico na fermentação alcoólica?

Na fermentação alcoólica, o ácido pirúvico libera, inicialmente, uma molécula de CO2, formando um composto com 2 carbonos que sofre redução pelo NADH2, originando álcool etílico.