Fermentation

Fermentation Definition

Fermentation refere-se ao processo metabólico pelo qual moléculas orgânicas (normalmente glicose) são convertidas em ácidos, gases ou álcool na ausência de oxigênio ou qualquer cadeia de transporte de elétrons. Vias de fermentação regeneram a coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+), que é utilizada na glicólise para libertar energia sob a forma de trifosfato de adenosina (ATP). A fermentação só produz uma rede de 2 ATP por molécula de glicose (através da glicólise), enquanto a respiração aeróbica produz até 32 moléculas de ATP por molécula de glicose com o auxílio da cadeia de transporte de elétrons.

o estudo da fermentação e seus usos práticos é chamado de zimologia e originou-se em 1856, quando o químico francês Louis Pasteur demonstrou que a fermentação foi causada por levedura. A fermentação ocorre em certos tipos de bactérias e fungos que requerem um ambiente livre de oxigénio para viver (conhecido como anaeróbios obrigatórios), em anaeróbios facultativos, como a levedura, e também em células musculares quando o oxigénio está em falta (como no exercício extenuante). Os processos de fermentação são valiosos para as indústrias de alimentos e bebidas, com a conversão de açúcares em etanol usado para produzir bebidas alcoólicas, a liberação de CO2 por leveduras usadas no fermento do pão, e com a produção de ácidos orgânicos para preservar e sabor vegetais e produtos lácteos.

função da fermentação

a principal função da fermentação é converter NADH de volta para a coenzima NAD+ para que possa ser usado novamente para a glicólise. Durante a fermentação, um aceitador orgânico de elétrons (como piruvato ou acetaldeído) reage com NADH para formar NAD+, gerando produtos como dióxido de carbono e etanol (fermentação de etanol) ou lactato (fermentação de ácido láctico) no processo.

tipos de fermentação

Existem muitos tipos de fermentação que se distinguem pelos produtos finais formados a partir de piruvato ou seus derivados. As duas fermentações mais comumente usadas pelos seres humanos para produzir alimentos comerciais são a fermentação de etanol (usado em cerveja e pão) e a fermentação de ácido láctico (usado para sabor e preservar laticínios e vegetais).

fermentação do etanol

esta figura mostra os processos de glicólise e fermentação do etanol.na fermentação de etanol, o piruvato produzido através da glicólise é convertido em etanol e dióxido de carbono em duas etapas. Primeiro, o piruvato liberta dióxido de carbono para formar um composto de dois átomos de carbono chamado acetaldeído. Em seguida, o acetaldeído é reduzido por NADH para etanol, regenerando assim o NAD+ para uso em glicólise. No geral, uma molécula de glicose é convertida em duas moléculas de dióxido de carbono e duas moléculas de etanol.a fermentação do etanol é tipicamente realizada por levedura, que é um fungo unicelular.

fermentação láctica

esta figura mostra os processos de glicólise e fermentação homoláctica.

Existem dois tipos principais de fermentação láctica: homoláctica e heteroláctica. Na fermentação do ácido homoláctico, NADH reduz o piruvato diretamente para formar lactato. Este processo não libera gás. No geral, uma molécula de glicose é convertida em duas moléculas de lactato. Na fermentação heteroláctica, algum lactato é ainda metabolizado, resultando em etanol e dióxido de carbono através da via fosfoketolase.a fermentação do ácido láctico é principalmente realizada por certos tipos de bactérias e fungos. No entanto, este tipo de fermentação também ocorre em células musculares para produzir ATP quando o fornecimento de oxigênio foi esgotado durante o exercício extenuante e respiração aeróbica não é possível.

Fermentation Equation

Ethanol Fermentation

glucose → 2 ethanol + 2 carbon dioxide
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Lactic Acid Fermentation

glucose → 2 lactic acid
C6H12O6 → 2 C3H6O3

Products of Fermentation

While there are a number of products from fermentation, the most common are ethanol, lactic acid, carbon dioxide, and hydrogen gas (H2). Estes produtos são utilizados comercialmente em alimentos, vitaminas, produtos farmacêuticos, ou como produtos químicos industriais. Além disso, muitos produtos menos comuns ainda oferecem valor comercial. Por exemplo, a produção de acetona através da fermentação de acetona – butanol – etanol foi desenvolvida pela primeira vez pelo químico judeu Chaim Weizmann e foi importante para a indústria de guerra britânica durante a Primeira Guerra Mundial. O que é a coenzima regenerada pelo processo de fermentação?
A. NADH
B. NAD+
C. etanol
D. ácido láctico