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Microrganismos e Fermentação. Papel dos microrganismos na alimentação. Fermentação láctica e alcoólica. Fabrico de pão, cerveja, vinho, iogurte, queijo.
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Microrganismos e Fermentação
Isabel Lopes
Como é possível?• 1/8 da população mundial
não tem alimentos
suficientes para comer.
• 146 milhões de crianças
entre os 3 e os 6 anos
têm peso abaixo da média.
• A cada minuto morrem 12
crianças com fome.
“A actual produção mundial de
alimentos é superior à capacidade de
consumo dos seres humanos. Assim,
podemos constatar que a fome não
resulta de uma baixa produtividade ou
de pouca produção de alimentos no
mundo. A questão, entretanto, é a
seguinte: como os 860 milhões de
seres humanos que passam fome
podem ter acesso aos alimentos? “
In http://www.espacoacademico.com.br/090/90andrioli.htm
IL 2010
Aumento da produção mundial
• Revolução Verde ( década de 60 séc. XX)
– Plano baseado em inovações técnicas
– Agricultura de elevada produção (países
industrializados)
Consequências
• Diminuição das espécies utilizadas (homogeneidade
devida à selecção das estirpes genéticas mais produtivas)
diminuição da resistência
• Excesso de uso de fertilizantes e pesticidas (7200
produtos químicos introduzidos) Poluição solos, água e ar
IL 2010
Organismos Geneticamente Modificados
• Revolução Biotecnológica (revolução dos
genes)
– 30% dos produtos comercializados são OGM
– Leque de opções variado
– Grande quantidade de alimentos
Problema?
Repartição de recursos de
forma equilibrada
IL 2010
Microbiologia e Indústria Alimentar
IL 2010
Tradições com história…
7000 a.C.: Babilónia antiga – fabrico de cerveja
Microbiologia e Indústria Alimentar
IL 2010
3500 a.C. : Assírios – arte de
fabricar vinhos.
3000 a.C. Sumérios – produção
de manteiga, técnicas de salga.
1000 a.C. Romanos – uso de
gelo para conservação, produção
de queijos e vinhos e defumação
de carne.
… Não havia conhecimento da existência e intervenção de microrganismos
Fábrica romana de salga
A evidência da acção dos microrganismos
IL 2010
… foi Louis Pasteur que no século XIX, evidenciou a
actividade dos microrganismos na alteração de alimentos…
… a fermentação não era um processo apenas químico, as
leveduras e bactérias estavam envolvidas!
Importância da acção dos microrganismos
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Microrganismos
Ambiente
Doenças
BiotecnologiaEngenharia
genética
Decomposição e conservação
Interacção microrganismos – alimentosConsequências
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• Produção de certos alimentos
com características específicas,
como resultado de processos de
fermentação;
• Deterioração dos alimentos, que se
tornam impróprios para consumo
humano, como resultado da utilização
dos nutrientes para o crescimento dos
próprios microrganismos.
Fermentação e actividade enzimática
IL 2010
Microrganismos
Fungos
Bolores
Tratamento alguns queijos
Leveduras
Pão
Bebidas alcoólicas
Bactérias
Queijo
Iogurte
Fermentação
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…processo anaeróbio em que ocorre a
produção de ATP, a partir de compostos
orgânicos, numa série de reacções redox,
que não envolvem uma cadeia
transportadora de electrões.
A fermentação envolve menores ganhos
energéticos - apenas se formam 2
moléculas de ATP por molécula de glicose,
enquanto que na respiração aeróbia se
formam 36 ATP.
Fermentação
IL 2010
Para a fermentação precisam de fonte de matéria orgânica e temperatura ideal
Leveduras : Saccharomyces
Glicólise: degradação da glicose em piruvato
Redução do Piruvato: conduz á formação dos produtos da fermentação
Conjunto de reacções que ocorre no citoplasma
Bactérias : Lactobacillus
Fermentação alcoólica
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Redução
Libertação de 2 CO2
Glicólise
Glicose
(6C)
2 Ácido pirúvico ou Piruvato
(3C)
2 Aldeídoacético
(2C)
2 Etanol
Ou Álcool etílico
(2C)
Fermentação láctica
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Redução
Glicólise
Glicose
(6C)
2 Ácido pirúvico ou Piruvato
(3C)
2 Ácido Láctico ou Lactato*
(3C)
*A presença de ácido
láctico altera o pH do meio (acidificando-
o), provocando a coagulação
do leite
Falsa Fermentação
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A conversão do álcool
etílico em ácido acético
pelas bactérias
Acetobacter aceti, é feita
em condições aeróbias e
envolve um processo de
respiração (oxidação) e
não de fermentação.
Ideias Chave• Os microrganismos com maior importância na indústria
alimentar pertencem ao grupo dos fungos e ao grupo das
bactérias
• Entre os vários processos destacam-se as fermentações
alcoólica e láctica e a “fermentação acética”
• Os microrganismos estão envolvidos na Vinificação, Panificação,
Produção de Lacticínios, entre outros.
IL 2010
Para saber um pouco mais…
IL 2010
Fermentação AlcoólicaPão
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- A fermentação é realizada pela levedura
Saccharomyces cerevisiae e a temperatura favorável
é de 36ºC.
- O amido da farinha é hidrolisado em açucares
simples e posteriormente transformado em CO2 e
etanol. O CO2 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.
Fermentação AlcoólicaVinho
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- A fermentação do açúcar de uvas é realizada por leveduras,
(principalmente 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 CO2 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.
Fermentação AlcoólicaCerveja
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- É fabricada com malte (grãos de cevada germinados e secos),
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 CO2 e pequenas quantidades de glicerol e
ácido acético. O CO2 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.
Visita virtual
a uma fábrica
de cerveja
Fermentação LácticaQueijo
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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.
