Fermentação láctica: processo passo a passo e exemplos - Ciência - 2023

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Fermentação láctica: processo passo a passo e exemplos - Ciência
Fermentação láctica: processo passo a passo e exemplos - Ciência

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o fermentação láctica, também conhecido como fermentação de ácido láctico, é o processo de síntese de ATP na ausência de oxigênio realizado por alguns microrganismos, incluindo um tipo de bactéria denominada "bactéria do ácido láctico", que termina com a excreção do ácido láctico.

É considerada um tipo de "respiração" anaeróbica e também é realizada por algumas células musculares em mamíferos quando trabalham duro e em altas velocidades, superiores à capacidade de transporte de oxigênio dos sistemas pulmonar e cardiovascular.

O termo "fermentação", em termos gerais, refere-se à obtenção de energia (na forma de ATP) na ausência de oxigênio, ou seja, na anaerobiose, e a fermentação láctica refere-se à síntese de ATP e à excreção de ácido ácido láctico na anaerobiose, como produtos do metabolismo da glicose.


Bactéria láctica

Há muito tempo o homem explora os benefícios da fermentação láctica para a produção e preservação de alimentos e, sem dúvida, as bactérias do ácido láctico são um pilar fundamental para esse fim.

Eles pertencem a um grupo bastante heterogêneo de bactérias que geralmente têm a forma de cocos e bacilos; São bactérias Gram-positivas, não produtoras de catalase, não esporulantes, imóveis e anaeróbias, capazes de sintetizar ácido lático a partir do piruvato formado pela via glicolítica.

Eles pertencem a diferentes gêneros, incluindo Pediococcus, Leuconostoc, Oenococcus Y Lactobacillus, dentro da qual existem espécies homofermentativas e heterofermentativas.

Bactérias de ácido lático homofermentativas produzem, para cada molécula de glicose que consomem, duas moléculas de ácido lático; bactérias ácido-lácticas heterofermentativas, por outro lado, produzem uma molécula de ácido láctico e outra de dióxido de carbono ou etanol, por exemplo.


Processo de fermentação láctica (passo a passo)

A fermentação do ácido láctico começa com uma célula (bacteriana ou muscular) consumindo glicose ou algum açúcar ou carboidrato relacionado. Esse "consumo" ocorre por meio da glicólise.

- Via glicolítica

Investimento ATP

Inicialmente, 2 ATP é investido para cada molécula de glicose consumida, uma vez que é fosforilada pela enzima hexoquinase para produzir glicose 6-fosfato, que é isomerizada em frutose 6-fosfato (enzima glicose 6-P isomerase) e é fosforilada de volta para frutose 1 , 6-bisfosfato (enzima fosfofrutocinase).

Mais tarde, a frutose 1,6-bifosfato é "cortada" ao meio para liberar dois fosfatos triose conhecidos como gliceraldeído 3-fosfato e fosfato de diidroxiacetona, uma reação catalisada por uma enzima aldolase.

Esses dois açúcares fosforilados de 3 carbonos são interconvertíveis um com o outro por uma enzima triose fosfato isomerase, portanto, considera-se que, até este ponto, cada molécula de glicose consumida é convertida em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato que são fosforiladas em 1,3-bisfosfoglicerato.


A reação acima é catalisada por uma enzima chamada gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (GAPDH), que requer a presença do "poder redutor" do cofator NAD +, sem o qual não pode funcionar.

Produção de ATP

Neste ponto da rota, 2 ATP foram consumidos para cada molécula de glicose, mas essas duas moléculas são "substituídas" pela reação catalisada pela enzima fosfoglicerato quinase, pela qual cada 1,3-bisfosfoglicerato é convertido em 3-fosfoglicerato. e 2ATP são sintetizados.

Cada 3-fosfoglicerato é convertido em 2-fosfoglicerato por uma enzima fosfoglicerato mutase e esta, por sua vez, serve como substrato para a enzima enolase, que a desidrata e a converte em fosfoenolpiruvato.

A cada molécula de glicose consumida, são produzidas 2 moléculas de piruvato e 2 moléculas de ATP, uma vez que o fosfoenolpiruvato é um substrato da enzima piruvato quinase, que catalisa a transferência de um grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para uma molécula de ADP, produzindo ATP .

- Fermentação láctica e regeneração de NAD +

O piruvato, uma molécula de 3 carbonos, é convertido em ácido lático, outra molécula de 3 carbonos, por meio de uma reação de redução que consome uma molécula de NADH para cada molécula de piruvato, regenerando o NAD + "invertido" na reação glicolítica. catalisado por GAPDH.

A substituição das moléculas NAD + utilizadas não leva a uma produção adicional de moléculas de ATP, mas permite que o ciclo glicolítico se repita (desde que haja carboidratos disponíveis) e 2 ATP sejam produzidos para cada glicose consumida.

A reação é catalisada por uma enzima chamada lactato desidrogenase e é mais ou menos assim:

2C3H3O3 (piruvato) + 2 NADH → 2C3H6O3 (ácido lático) + 2 NAD +

Exemplos de processos em que ocorre a fermentação láctica

- Em células musculares

A fermentação do ácido láctico nas células musculares é comum após um treino após vários dias de inatividade. Isso fica evidente porque a fadiga muscular e a dor vivenciada pelo atleta estão associadas à presença de ácido lático nas células.

À medida que as células musculares se exercitam e as reservas de oxigênio se esgotam (os sistemas cardiovascular e respiratório não conseguem suportar o transporte de oxigênio necessário), elas começam a fermentar (respirar sem oxigênio), liberando ácido lático que pode se acumular.

- Produtos alimentícios

A fermentação do ácido láctico realizada por diferentes espécies de bactérias e fungos é utilizada pelo homem em todo o mundo para a produção de diferentes tipos de alimentos.

Esse metabolismo pelo qual os diferentes microrganismos são caracterizados é essencial para a preservação econômica e produção de grandes quantidades de alimentos, uma vez que o pH ácido por eles alcançado geralmente inibe o crescimento de outros microrganismos potencialmente nocivos ou patogênicos.

Esses alimentos incluem iogurte, chucrute (repolho fermentado), picles, azeitonas, diferentes vegetais em conserva, diferentes tipos de queijo e leite fermentado, água de kefir, algumas carnes fermentadas e cereais, entre outros.

O iogurte

O iogurte é um produto fermentado derivado do leite e é produzido graças à fermentação desse líquido de origem animal por um tipo de bactéria láctica, geralmente da espécie Lactobacillus bulgaricus ou Lactobacillus acidophilus.

Esses microrganismos convertem os açúcares presentes no leite (inclusive a lactose) em ácido lático, assim o pH diminui (torna-se ácido) nesse líquido, modificando seu sabor e textura. A textura mais firme ou líquida dos diferentes tipos de iogurte depende de duas coisas:

  1. Da produção concomitante de exopolissacarídeos por bactérias fermentativas, que atuam como agentes espessantes
  2. Da coagulação que resulta da neutralização de cargas negativas nas proteínas do leite, como efeito da alteração do pH gerada pela produção de ácido láctico, que os torna completamente insolúveis

Vegetais fermentados

Neste grupo podemos encontrar produtos como azeitonas conservadas em salmoura. Preparações à base de repolho, como chucrute ou kimchi coreano também estão incluídas, assim como pepinos em conserva e jalapeño mexicano.

Carnes fermentadas

Esta categoria inclui frios como chouriço, fuet, salame e sopressatta. Produtos que se caracterizam por seus sabores particulares, além de sua alta capacidade de armazenamento.

Peixe fermentado e marisco

Inclui diferentes tipos de peixes e mariscos que costumam ser fermentados misturados com macarrão ou arroz, como é o caso do Pla raa na Tailândia.

Leguminosas fermentadas

A fermentação láctica aplicada a leguminosas é uma prática tradicional em alguns países asiáticos. Miso, por exemplo, é uma pasta feita com soja fermentada.

Sementes fermentadas

Na cozinha tradicional africana, existe uma grande variedade de produtos à base de sementes fermentadas, como o sumbala ou o kenkei. Esses produtos incluem alguns condimentos e até iogurtes feitos de cereais.

Referências

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