A BIOLOGIA E OS DESAFIOS DE ACTUALIDADE Produção de alimentos e Sustentabilidade

“ oitenta por cento da história da evolução dos seres vivos é a história dos microrganismos.” Microbiologia e Indústria alimentar

“ oitenta por cento da história da evolução dos seres vivos é a história dos microrganismos.”

Louis Pasteur (1822- 1895) Pôs em evidência a actividade dos microrganismos na alteração dos alimentos. A produção de vinho é devida a uma fermentação produzida por leveduras. O azedar do vinho e cerveja é provocado por bactérias. O azedar do leite podia ser evitado.

Pôs em evidência a actividade dos microrganismos na alteração dos alimentos.

A produção de vinho é devida a uma fermentação produzida por leveduras.

O azedar do vinho e cerveja é provocado por bactérias.

O azedar do leite podia ser evitado.

Microrganismos e área de intervenção

O que são microrganismos Podem existir sob a forma subcelular. Apresentam geralmente pequenas dimensões. Apresentam baixo grau de diferenciação.

Podem existir sob a forma subcelular.

Apresentam geralmente pequenas dimensões.

Apresentam baixo grau de diferenciação.

Fermentação e actividade enzimática Processos Fermentativos – Exemplos tradicionais

Processos Fermentativos – Exemplos tradicionais

Metabolismo Catabolismo Anabolismo (fotossíntese)

Catabolismo

Anabolismo (fotossíntese)

Catabolismo A matéria orgânica vai ser utilizada para a obtenção de energia biologicamente útil - ATP

A matéria orgânica vai ser utilizada para a obtenção de energia biologicamente útil - ATP

Reacções de Catabolismo Desidrogenações Descarboxilações Desidrogenações - reacções redox Controlo Enzimático : Desidrogenases Descarboxilases

Desidrogenações

Descarboxilações

Desidrogenações - reacções redox

Controlo Enzimático :

Desidrogenases

Descarboxilases

Consequências das reacções redox Transferência de electrões. Moléculas aceitadoras de electrões : NAD + FAD

Transferência de electrões.

Moléculas aceitadoras de electrões :

NAD +

FAD

Co-enzima NAD

Degradação da matéria Completa (na presença de oxigénio) Aerobiose incompleta (na ausência de oxigénio) Fermentação Duas Etapas!

Enquadramento do processo

Glicólise Local : Hialoplasma Ocorrências : Oxidação da glicose (6C) Formação de ácido pirúvico (3C) Formação de 2 moléculas de NADH 4 moléculas de ATP Consumo de 2 ATP Desidrogenações e Descarboxilações

Local : Hialoplasma

Ocorrências :

Oxidação da glicose (6C)

Formação de ácido pirúvico (3C)

Formação de 2 moléculas de NADH

4 moléculas de ATP

Consumo de 2 ATP

Desidrogenações e Descarboxilações

Fermentação Láctica Alcoólica

Láctica

Alcoólica

Alcoólica Forma-se uma molécula de álcool etílico por cada molécula de ácido pirúvico. Cada molécula de ácido pirúvico é descarboxilada (aldeído acético). Ocorrem duas reduções. Não ocorre produção de energia.

Forma-se uma molécula de álcool etílico por cada molécula de ácido pirúvico.

Cada molécula de ácido pirúvico é descarboxilada (aldeído acético).

Ocorrem duas reduções.

Não ocorre produção de energia.

Pão A fermentação é realizada pela levedura Saccharomyces cerevisiae e a temperatura favorável é de 27°C. O amido da farinha é hidrolisado em açucares simples e posteriormente transformado em CO2 e etanol. O C02 é o produto desejado, uma vez que faz crescer a massa, dando ao pão uma textura porosa. A fermentação inicia-se com a adição das leveduras (fermento de padeiro) e termina quando o calor do forno as mata. O calor provoca a expansão do gás, a evaporação do álcool e dá estrutura ao pão.

A fermentação é realizada pela levedura Saccharomyces cerevisiae e a temperatura favorável é de 27°C.

O amido da farinha é hidrolisado em açucares simples e posteriormente transformado em CO2 e etanol. O C02 é o produto desejado, uma vez que faz crescer a massa, dando ao pão uma textura porosa.

A fermentação inicia-se com a adição das leveduras (fermento de padeiro) e termina quando o calor do forno as mata. O calor provoca a expansão do gás, a evaporação do álcool e dá estrutura ao pão.

Vinho A fermentação do açúcar de uvas é realizada por leveduras, principalmente do tipo Saccharomyces cerevisiae, que existem na casca das uvas. As uvas são colhidas, esmagadas e tratadas com compostos de enxofre, que inibem o crescimento de microrganismos competidores das leveduras. As uvas esmagadas formam o mosto, que inicialmente é mexido para provocar a aerificação e o crescimento das leveduras; posteriormente, é deixado em repouso, o que cria condições anaeróbias favoráveis à fermentação. O C0 2 liberta-se para a atmosfera no decurso da fermentação (o vinho ferve) e a concentração de etanol, que é o produto desejado, vai aumentando. O etanol torna-se tóxico para as leveduras quando atinge uma concentração de cerca de 12% e a fermentação termina.

A fermentação do açúcar de uvas é realizada por leveduras, principalmente do tipo Saccharomyces cerevisiae, que existem na casca das uvas.

As uvas são colhidas, esmagadas e tratadas com compostos de enxofre, que inibem o crescimento de microrganismos competidores das leveduras. As uvas esmagadas formam o mosto, que inicialmente é mexido para provocar a aerificação e o crescimento das leveduras; posteriormente, é deixado em repouso, o que cria condições anaeróbias favoráveis à fermentação.

O C0 2 liberta-se para a atmosfera no decurso da fermentação (o vinho ferve) e a concentração de etanol, que é o produto desejado, vai aumentando. O etanol torna-se tóxico para as leveduras quando atinge uma concentração de cerca de 12% e a fermentação termina.

Libertação de CO 2

Cerveja É fabricada com malte (grãos de cevada germinados e secos), outros materiais ricos em amido (como arroz, milho ou sorgo), lúpulo, água e leveduras das espécies Saccharomyces cerevisiae ou Saccharomyces carlsbergensis. Antes de iniciar a fermentação provoca-se a sacarificação (produção de açucares simples a partir do amido) na mistura de cereais. Durante a fermentação, as leveduras convertem os açucares em etanol e CO 2 e pequenas quantidades de glicerol e ácido acético. O CO 2 é libertado e o álcool atinge uma concentração de cerca de 3,8% do volume. Após a fermentação, a cerveja é armazenada durante alguns meses, durante os quais ocorre a precipitação de leveduras, proteínas e outras substâncias indesejáveis. Por fim, a cerveja é carbonatada, clarificada, filtrada e engarrafada.

É fabricada com malte (grãos de cevada germinados e secos), outros materiais ricos em amido (como arroz, milho ou sorgo), lúpulo, água e leveduras das espécies Saccharomyces cerevisiae ou Saccharomyces carlsbergensis.

Antes de iniciar a fermentação provoca-se a sacarificação (produção de açucares simples a partir do amido) na mistura de cereais. Durante a fermentação, as leveduras convertem os açucares em etanol e CO 2 e pequenas quantidades de glicerol e ácido acético. O CO 2 é libertado e o álcool atinge uma concentração de cerca de 3,8% do volume.

Após a fermentação, a cerveja é armazenada durante alguns meses, durante os quais ocorre a precipitação de leveduras, proteínas e outras substâncias indesejáveis. Por fim, a cerveja é carbonatada, clarificada, filtrada e engarrafada.

Láctica Forma-se uma molécula de ácido láctico por cada molécula de ácido pirúvico . O NADH + H + é utilizado na redução do ácido pirúvico. Ocorrem duas reduções Não há produção de energia

Forma-se uma molécula de ácido láctico por cada molécula de ácido pirúvico .

O NADH + H + é utilizado na redução do ácido pirúvico.

Ocorrem duas reduções

Não há produção de energia

Queijo Vários tipos de queijo são produzidos por fermentação levada a cabo por diferentes espécies de bactérias pertencentes aos géneros Propionibacterium, Lactobacillus, Streptococcus e Leuconostoc, em culturas puras ou mistas. As bactérias produzem ácido láctico e outras substâncias que contribuem para o aroma. O aumento da acidez provoca a coagulação das proteínas do leite.

Vários tipos de queijo são produzidos por fermentação levada a cabo por diferentes espécies de bactérias pertencentes aos géneros Propionibacterium, Lactobacillus, Streptococcus e Leuconostoc, em culturas puras ou mistas.

As bactérias produzem ácido láctico e outras substâncias que contribuem para o aroma. O aumento da acidez provoca a coagulação das proteínas do leite.

Iogurte Produzido por uma cultura mista de Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus termophilus.

Produzido por uma cultura mista de Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus termophilus.

Alimentos probióticos Fermentação por bifidobactérias

Fermentação por bifidobactérias

Fermentação acética É assim designada devido às características do produto obtido, no entanto, não é uma fermentação, mas uma oxidação.

É assim designada devido às características do produto obtido, no entanto, não é uma fermentação, mas uma oxidação.

Vinagre É obtido a partir de materiais contendo açúcar ou amido, como sumo de fruta, vinho ou cereais. A sua produção compreende duas etapas: 1 a - Fermentação do açúcar que é convertido em etanol - processo anaeróbio realizado por leveduras. 2 a - Oxidação do etanol a ácido acético. Reacção aeróbia realizada por bactérias acéticas dos géneros Acetobacter e Glucanobacter.

É obtido a partir de materiais contendo açúcar ou amido, como sumo de fruta, vinho ou cereais.

A sua produção compreende duas etapas:

1 a - Fermentação do açúcar que é convertido em etanol - processo anaeróbio realizado por leveduras.

2 a - Oxidação do etanol a ácido acético. Reacção aeróbia realizada por bactérias acéticas dos géneros Acetobacter e Glucanobacter.