Apresentação do PowerPoint

Tecnologia de Cultivo de
Microrganismos
Aula 2 – Metabolismo energético
microbiano
Profa. Ana Paula Veeck
Tecnologia de Cultivo de
Microrganismos
Metabolismo energético microbiano
Respiração aeróbica e anaeróbica.
Processo Fermentativo.
Metabolismo energético
microbiano
Metabolismo → conjunto de reações
bioquímicas que acontecem dentro de uma
célula viva.
Metabolismo energético
microbiano
Anabolismo → reações de biossíntese →
construção
de
compostos
orgânicos
complexos a partir de moléculas mais simples.
Geralmente, esse processo ocorre com
liberação de moléculas de água → reações
de síntese por desidratação.
Reações biossintéticas → geram
materiais para o crescimento celular.
os
Metabolismo energético
microbiano
Catabolismo → quebra de compostos
orgânicos complexos em moléculas mais
simples.
Geralmente são reações hidrolíticas → as
ligações químicas dos compostos são
quebradas na presença de moléculas de água.
Metabolismo energético
microbiano
Metabolismo energético
microbiano
Os nutrientes são, primariamente, absorvidos para a sobrevivência
da célula e o excedente é transformado, fornecendo energia e
matéria-prima..
Produção de Energia
Requerimentos de energia:
Metabolismo energético microbiano –
obtenção de energia
Metabolismo energético
microbiano
 Reações catabólicas (fornecem energia) ou
anabólicas
(consomem
energia)
→
reguladas por enzimas.
Mais importantes no metabolismo celular:
 NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo)
→ reações catabólicas.
 NADP+
(nicotinamida
adenina
dinucleotídeo
fosfato)
→
reações
anabólicas.
 Derivadas da vit. B (ác. Nicotínico/ B3).
Funcionam como carreadores de elétrons.
Metabolismo energético
microbiano
Ácido
nicotínico
Metabolismo energético
microbiano
 Coenzima A (CoA) → papel na síntese e
degradação de gorduras e em várias
reações de oxidação no ciclo de Krebs.
 Derivada do ác. Pantotênico (vit. B5).
Metabolismo energético
microbiano
Produção de energia
Energia → através das reações de oxidaçãoredução.
Oxidação → remoção de elétrons de um
átomo ou uma molécula.
Redução → adição de elétrons.
Essas
reações
acontecem
sempre
acopladas → enquanto uma substância está
sendo oxidada, outra é reduzida.
Metabolismo energético microbiano –
obtenção de energia
Produção de energia → maioria dos Mos oxida
carboidratos como fonte primária de energia celular.
Carboidratos → principais fontes de carbono e energia
para os MOs, sendo a glicose a mais fácil e amplamente
utilizada, seguida por frutose, manose e galactose (Gadd,
1988).
Metabolismo energético
microbiano
Produção de energia
MOs degradam a glicose em dois processos
distintos para permitir que a energia seja
captada
em
formas aproveitáveis →
respiração celular e a fermentação.
ESQUEMA
Na fermentação, o ác. pirúvico e os elétrons transportados
pelo NADH na glicólise são incorporados nos produtos finais
da fermentação, que incluem álcool (etanol) e ácido lático.
Glicólise
1ª etapa
Respiração aeróbica
2ª etapa: Ciclo de Krebs
Ocorre
no
citoplasma
(procariontes)
e
nas
mitocôndrias (eucariontes).
3ª
etapa:
Cadeia
respiratória (sistema de
transporte de elétrons).
Ocorre nas mitocôndrias
(eucariontes)
e
na
membrana citoplasmática
(procariontes).
Respiração aeróbica
Completa
Fermentação → também é uma forma de
respiração anaeróbia.
Reação de oxidação-redução internamente balanceada. Ausência de
aceptores externos → a nível de substrato.
Produção líquida de
apenas 2 ATP.
Acetaldeído
Tecnologia de Fermentações
O termo Fermentação deriva do latim
fervere (ferver), devido ao aparecimento
das bolhas devido a produção de dióxido
de carbono pela ação das leveduras.
Significado bioquímico → geração de
energia pelo catabolismo de compostos
orgânicos.
Produtos da fermentação
Espécie microbiana
Principal produto da fermentação
Acetivibrio cellulolyticus
Ácido acético
Actinomyces bovis
Ácidos acético, fórmico, láctico, etc.
Clostridium acetobutylicum Acetona, butanol, etanol, ácido fórmico, etc.
Enterobacter aerogenes
Etanol, ácido fórmico, CO2, etc.
Escherichia coli
Etanol, ácido láctico, acético, fórmico, succínico, etc.
Tipos de fermentação
Fermentação alcoólica
Fermentação Lática
Fermentação acética
Fermentação alcoólica
Fermentação Lática
Bactérias do gênero Lactobacillus
Fermentação Lática
Fermentação alcoólica e
lática
Fermentação acética
A fermentação acética corresponde à
transformação do álcool em ác.
acético por determinadas bactérias,
conferindo o gosto característico de
vinagre.
As bactérias acéticas constituem um
dos grupos de MOs de maior
interesse econômico, de um lado pela
sua função na produção do vinagre e,
de outro, pelas alterações que
provocam nos alimentos e bebidas.
As bactérias acéticas pertencem à família Pseudomonodaceae; aos gêneros
Acetobacter e Gluconobacter.
As principais espécies de bactérias acéticas são: Acetobacter aceti, Acetobacter
pasteurianus, Acetobacter xylinum, Acetobacter schützenbachii e Gluconobacter
oxydans.
Tecnologia de Fermentações
Exercícios de fixação/revisão.
Aula prática → produção de CO2 na
fermentação.
Referências bibliográficas
 BASTOS, R.G. Tecnologia das Fermentações – Fundamentos de
Bioprocessos. 1ª ed., EdUfscar, 2010. 160p.
 ORZANI, W. et al. Biotecnologia Industrial - Fundamentos. Vol. 1, 1ª
ed., Edgard Blucher, 2001, 254p.
 SCHMIDELL W. et al. Biotecnologia Industrial – Engenharia
Bioquímica. Vol. 2, 1ª ed., Edgard Blucher, 2001, 541p.
 VICENZI, R. Apostila Biotecnologia de Alimentos. UNIJUI –
UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RS.
Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAKaEAK/apostilabiotecnologia-alimentos
 Metabolismo
Energético
Microbiano.
Disponível:
icb.ufmg.info/mic/diaadia/.../Metabolismo-Energético-Microbiano.pd
 PEREIRA Jr., N; BON, E.P.S.; FERRARA, M.A. Séries em Biotecnologia.
Tecnologia de bioprocessos. Rio de Janeiro: Escola de Química/UFRJ, v.
1,
2008.
62
p.
Disponível
em:
http://www.eq.ufrj.br/vestibular/nukleo/pdfs/series-em-biotecnologia-vol-itecnologia-de-bioprocessos.pdf