Fermentação – Conceito, processo e características

Você sabe o que é fermentação? Basicamente, é processo químico de liberação de energia, produzida a partir de microrganismos denominados fermentadores. Existem vários tipos, como alcoólica, lática, acética e cítrica. A partir desses processos são produzidos os mais diversos tipos de alimentos, os quais são responsáveis pela nossa nutrição e, também, pela fomentação da indústria alimentícia.

Essa importância na indústria de alimentos, por exemplo, pode ser facilmente compreendida quando nos perguntamos sobre a forma que os alimentos que consumimos diariamente são realizados. Você já ouviu falar, provavelmente, sobre a fermentação necessária para aquele pão delicioso. Mas há também, a presença dele em processos como cerveja, vinhos, queijo, iogurte e vinagre.

É isso, pode ser que você nem imagina, mas a ciência também está presente em toda a cozinha e nos processos necessários para que os alimentos que consumimos possa chegar prontos em nossa mesa. Vamos falar um pouco sobre esse processo e sua atuação nos alimentos. Confira alguns deles:

O que é fermentação?

A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem oxigênio. Por isso é chamado de processo anaeróbio. É um processo enzimático de transformação de uma matéria-prima em produto. Ela atua a partir de microrganismos denominados fermentadores.

Neste sentido, pode ser entendida como um conjunto de reações enzimáticas controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples, liberando assim a energia. Assim, a glicose é uma das substâncias mais utilizadas pelos microrganismos como ponto de partida na fermentação.

Como mencionamos, existem vários tipos de fermentação, mas, é importante dizer que independente do ser vivo que a esteja realizando, ela sempre ocorrerá no citoplasma da célula com o auxílio de enzimas, as quais atuam como catalisadores.

Antes da fermentação ocorrer, um processo denominado de glicólise é realizado. Veja abaixo:

Glicólise

A glicólise é um processo em que ocorre a quebra de glicose, de forma que a liberação de energia seja desencadeada. Esse processo chamado de fase metabólica, ocorre no citoplasma da célula.

Assim, a glicose (C6H12O6), se divide em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), ocorrendo várias etapas oxidativas com enzimas livres no citoplasma e moléculas de NAD. Isso significa que essa fase extrai o hidrogênio e, portanto, acrescenta elétrons na cadeia respiratória, restando ao final, duas moléculas de ATP, responsáveis por carregar energia.

Como ocorre a fermentação?

Todo o processo inicia-se com a degradação da molécula de glicose, constituída por seis carbonos, em duas moléculas contendo três carbonos cada uma, chamados de piruvatos. Tal processo como explicamos, é chamado de glicólise.

O piruvato recebe elétrons H⁺ provenientes do NADH e transforma-se em ácido láctico, e em seguida, é eliminado pela célula. O mesmo também pode se transformar em álcool e CO_2, que também são posteriormente eliminados. De modo geral, essas substâncias produzidas irão sempre depender do organismo em que o processo ocorre. A substância a ser produzida depende do organismo em que o processo ocorre.

Quais os tipos de fermentação?

Fermentação Alcoólica

Neste tipo, o fungo responsável é o leveduriforme da espécie Saccharomyces cerevisiae, conhecido como “levedura de cerveja” ou como “fermento biológico”.

Nessa reação, o ácido pirúvico (C₃), é descarboxilado, ou seja, perde sua hidroxila, gerando acetaldeído por meio da ação da enzima piruvato descarboxilase.

Como resultado disso, o NADH faz a redução do acetaldeído, a moléculas de etanol (C₂H₆O), produzindo ainda o dióxido de carbono (CO₂). É encontrado em processos de cerveja, vinho e outras bebidas alcoólicas.

Fermentação Láctica

As bactérias também realizam processos fermentativos. As mais comuns são as do gênero Lactobacillus, amplamente utilizadas na indústria alimentícia nos processos de produção de queijo e iogurtes, por exemplo.

Este tipo é feito exclusivamente pela ação bacteriana e ocorre com a formação de ácido pirúvico, ATP e NADH₂.

Assim, por meio da ação da enzima Pordesidrogenase lática, o ácido pirúvico é convertido a ácido lático (C₃H₆O₃), quando a carbonila torna-se uma hidroxila. Conforme fórmula abaixo:

Glicose + 2ADP + 2Pi → 2 Lactato + 2ATP + 2H₂O

Fermentação Cítrica

Já a fermentação cítrica, ocorre pela oxidação parcial de carboidratos e ação dos fungos das espécies Aspergillus niger e A. wentii, Mucor spp.

Essa fermentação é bastante utilizada na indústria de alimentos e em refrigerantes, por exemplo, como acidulante e antioxidante.

Fermentação Acética

A fermentação acética, por sua vez, se dá com a oxidação parcial aeróbica do álcool etílico. Nela, há produção de ácido acético.

Seu processo é feito pelas acetobactérias, principalmente as Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. xylinum, A. schützenbachii e Gluconobacter oxydans. Essas bactérias pertencem a um grupo de microrganismos responsáveis pela fábricação do vinagre. Além disso, a fermentação acética é utilizada na produção de vinagre comum, do ácido acético industrial, de alguns alimentos e na produção de bebidas de baixo teor alcoólico.

Diferenças entre Fermentação e Respiração Celular

Tanto a fermentação quanto a respiração celular são processos realizados pelos seres vivos para obter energia, contudo, embora tenham a mesma finalidade, seus processos ocorrem de modo diferente. O primeiro como já vimos consiste em um processo anaeróbio, enquanto a respiração celular é um processo aeróbio.

Isso significa que na respiração celular há uma cadeia de transporte de elétrons, o que não ocorre na fermentação. Neste processo, o aceptor final de elétrons é o oxigênio. Em contraste, na fermentação é uma molécula orgânica e ocorre em apenas uma etapa. Já na respiração celular, o processo demanda três etapas.

Portanto, na fermentação temos um processo de degradação parcial da glicose, de duas moléculas de ATP. Já na respiração celular, ocorre a degradação total da glicose, o saldo energético final é de 32 moléculas de ATP.

Por fim, a fermentação, independente do tipo, é fundamental na sociedade, tendo relação direta com a economia, alimentação e abastecimento no mundo.

Por fim, gostou dessa matéria? Se sim, continue por aqui, leia mais sobre Ciclo de Krebs, uma das etapas da respiração celular das células animais e é responsável por gerar energia para as reações.

Fontes: Biologia Net, Mundo e Educação, Só Biologia

Imagens: Profissão Biotec, Pet Engenharia de Alimentos UFG, Uol, Deposit Photos.