25/04/2016 MEDICINA VETERINÁRIA Disciplina: BIOLOGIA Profa.: M.Sc. Mariana de Faria Gardingo Diniz 1 25/04/2016 • A Fermentação é um processo anaeróbio de síntese de ATP (trifosfato de adenosina) sem o envolvimento da cadeia respiratória, etapa característica do processo de Respiração celular. O ATP é utilizado e gerado durante os processos de respiração celular, tanto na presença de oxigênio (respiração aeróbia) quanto na ausência de oxigênio (respiração anaeróbia e fermentação) • No processo aqui tratado, o aceptor final de hidrogênios é um composto orgânico e por este motivo constitui um metabolismo contrastante com a Respiração Celular, em que os elétrons são doados a aceptores de elétrons exógenos, como o oxigênio, em uma cadeia transportadora de elétrons. • Dessa forma, trata-se de um mecanismo muito importante na obtenção de energia em condições anaeróbicas, uma vez que nestes casos não há o processo de fosforilação oxidativa para manter a produção de ATP FERMENTAÇÃO • A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do oxigênio (processo anaeróbio). 2 25/04/2016 É importante perceber que as reações químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise. A desmontagem da glicose é parcial, são produzidos resíduos de tamanho molecular maior que os produzidos na respiração e o rendimento em ATP é pequeno • Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas. O hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (NAD), formando NADH + H+, ou seja NADH2. TIPOS DE FERMENTAÇÃO Tipos de Fermentação • Levedura - Fungo unicelular utilizado na fabricação de pães, bebidas alcoólicas em geral. • Hoje sabemos que os processos fermentativos resultam da atividade de microorganismos, como as leveduras e certas bactérias. 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. 3 25/04/2016 Já as leveduras fermentam a glicose e as bactérias que azedam o leite fermentam a lactose. Fermentação Alcoólica • As leveduras e algumas bactérias fermentam açucares, produzindo álcool etílico e gás carbônico (CO2), processo denominado fermentação 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 CO2 e a formação de duas moléculas de ATP. • Esse tipo de fermentação é realizado por diversos microorganismos, destacando-se os chamados “fungos de cerveja”, da espécie Saccharomyces cerevisiae. 4 25/04/2016 • 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. Os fungos que fermentam também são capazes de respirar aerobicamente, no caso de haver oxigênio no meio de vida. Com isso, a glicose por eles utilizada é mais profundamente transformada e o saldo em energia é maior, 38 ATP, do que os 2 ATP obtidos na fermentação. 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. Cada molécula do ácido pirúvico é convertido em ácido lático, que também contém três átomos de carbono. • A seguir, os monossacarídeos entram nas células, onde ocorre a fermentação. 5 25/04/2016 • 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. • A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem para a respiração aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa. • O ácido lático acumula-se no interior da fibra muscular produzindo dores, cansaço e cãibras. Fermentação lática no homem • Você já deve ter ouvido que é comum a produção de ácido lático nos músculos de uma pessoa, em ocasiões que há esforço muscular exagerado. • Nessas condições, ao mesmo tempo em que as células musculares continuam respirando, elas começam a fermentar uma parte da glicose, na tentativa de liberar energia extra. • . • Depois, uma parte desse ácido é conduzida pela corrente sanguínea ao fígado onde é convertido em ácido pirúvico. 6 25/04/2016 Fermentação Acética • As acetobactérias fazem fermentação acética, em que o produto final é o ácido acético. • As fermentação acética é uma reação química que consiste na oxidação parcial do álcool etílico, com produção de ácido acético. • Elas provocam o azedamento do vinho e dos sucos de frutas, sendo responsáveis pela produção de vinagres. • Basicamente, para a obtenção do ácido acético recorre-se primeiro à fermentação alcoólica, processo anaeróbio realizado por certas leveduras cujos produtos obtidos incluem álcool etílico e dióxido de carbono. • A partir do álcool etílico então obtido, é promovida a oxidação parcial do mesmo (uma reação aeróbia), através das acetobactérias. • • As acetobactérias, também conhecidas por bactérias acéticas, necessitam de oxigênio para realizar acetificação. Por essa razão, multiplicam-se mais na parte superior do vinho que está sendo transformada em vinagre. O melhor rendimento da reação acética ocorrerá a uma temperatura entre os 25 e os 30ºC. 7 25/04/2016 8