Fermentação Alcoólica - Respiração Celular

http://www.youtube.com/watch?v=DOe7Fet8gyA

Fermentação

A fermentação é a transformação de uma substância em outra, por exemplo, a cerveja possui malte, que nele possui açúcar e quando ocorre a fermentação ele é transformado em álcool. Também ocorre no pão por causa de um fungo (levedura) que consome o açúcar existente, transformando-o em CO2(Gás Carbônico) aumentando a massa e o volume do pão. No experimento que faremos no 4°bimestre utilizaremos bexigas para demonstrar a velocidade da respiração anaeróbica quando misturamos fermento biológico e açúcar na água gelada e na água morna.

Resultado do Experimento

Você observará que nos três primeiros tubos (sal-quente; açúcar-gelada; sal-gelada) não ocorreu nada inicialmente, porém no tubo 4 - onde tínhamos água quente, fermento fresco e uma colher de açúcar - houve uma liberação de gás carbônico. Essa liberação ocorreu mais rápida que no tubo com acúcar e água gelada, pois existem temperaturas ideais para que as reações químicas ocorram com maior eficiência, e nesse caso, a temperatura elevada possibilitou a maior eficiência na reação. Mas por quê as bexigas dos tubos de sal não encheram? O resultado do experimento é produto da fermentação alcoólica ( respiração anaeróbia ), aonde o açúcar (glicose) é a "matéria-prima" da reação, que será quebrado e transformado em álcool (etanol) e gás carbônico (CO₂). Portanto, como os tubos de sal não posuem esta matéria-prima (glicose), não há fermentação alcoólica, consequentemente não há liberção de gás carbônico.Tivemos a oportunidade de observar a liberação do gás carbônico com o auxilio das bexigas, que tampavam os vidros. Essas foram enchendo conforme a glicose se quebrava.

 Exemplo:

  Uma vez que o açúcar quebra mais rápido o amido (70% da farinha de trigo) liberando glicoses e maltoses, produtos que a levedura utiliza como fonte de energia para o seu metabolismo, havendo então açúcares disponíveis. Ela vai fermentar a massa, ou levedar, como se costuma dizer. E levedar é fazer subir a massa, de modo a que o miolo do pão fique leve e fofinho devido à liberação de gás. Esse gás é retido pelas fibras protéicas (glúten) da farinha.

Experimento - Fermentação

Para realizar o experimento da postagem anterior é necessário os seguintes materiais:

• Fermento Biológico;
• Açúcar;
• Sal;
• Água gelada;
• Água quente;
• 4 bexigas;
• 4 tubos (copos);
• 1 colher

Procedimento:
  Coloca-se cerca de uma colher de fermento biológico em cada um dos tubos, em seguida identifique-os em dois grupos: dois tubos SAL  e dois tubos AÇÚCAR. A seguir, adicione os respectivos ingredientes em cada um dos tubos. Depois, despeje em um dos tbos de sal um pouco de água quente e no outro, água fria. Nos tubos com açúcar, o procedimento é o mesmo, um com água quente e o outro com água fria. Para facilitar a observação, identifique os tubos com água quente ou fria. Mexe-se os ingredientes e fecha-se cada tubo com as bexigas. Em aproximadamento duas horas, o resultado do experimento poderá ser observado.

Demonstração de Fermentação Alcoólica

http://www.youtube.com/watch?v=m6SEfwRYVvU&feature=fvst

Fermento Biológico

O fermento biológico é produzido por uma levedura (fungo) da espécie Saccharomyces cerevisae. Trata-se de um ser vivo encontrado na natureza que respira, se alimenta e se reproduz. O fermento é feito a partir do melaço, subproduto da cana que tem grande quantidade de açúcares. Eles servem de alimento para a levedura, fermentando e liberando gás carbônico e álcool. O processo resulta em um creme, do qual se retira o excesso de água e se obtém a massa que caracteriza o produto. Pode-se fazer uma "cultura" artesanal a partir de uma porção de fermento industrial, mas a maioria dos produtos empregados na panificação é industrial. Há dois tipos de fermento biológico: o fresco e o seco. Ambos têm cor creme ou marfim. O primeiro tem consistência úmida dada pela água, que constitui 70% de sua composição; por isso dura pouco. Já o segundo, o seco, é obtido pela desidratação do fresco. Tem a vantagem de se conservar por até um ano.

Fermentação

A fermentação é um processo anaeróbio de transformação de uma substância em outra, produzida a partir de microorganismos, tais como fungos e bactérias, chamados nestes casos de fermentos.

Portanto fermentação é mais um fenômeno biológico do que químico. Mas de forma geral, numa fermentação há a liberação de gás carbônico.

http://www.scielo.br/img/fbpe/qn/v23n2/2127f2.gif

Fermentação Alcoólica

A fermentação alcoólica, em que o piruvato se transforma em etanol (álcool etílico) e gás carbônico, é feita por algumas bactérias e leveduras, como a Saccharomyces cerevisiae, que serve na produção de bebidas alcoólicas. O vinho resulta da fermentação do açúcar da uva; a cerveja, da fermentação da glicose da cevada; a cachaça da glicose da cana-de-açúcar. O fermento utilizado na fabricação de pães, biscoitos, bolos, em padarias, também conhecido como fermento biológico, constitui-se de grande número de células do fungo Saccharomyces cerevisiae. O gás carbônico origina pequenas bolhas que inflam a massa, fazendo-a crescer, enquanto o álcool produzido no processo é eliminado pelo calor do forno, por esse motivo, as pessoas, ao se alimentarem de pão não ficam embriagadas.

Fonte: apostila Dom Bosco

Fermentação Láctica

É um processo realizado por algumas bactérias, fungos, protozoários e células musculares. A fermentação láctica, realizada por bactérias denominadas lactobacilos, é usada na produção de iogurtes e coalhadas. Nesse tipo de fermentação, as moléculas de piruvato transformam-se em lactato por meio da utilização dos íons hidrogênios transportados pelo NADH.

Trabalho Muscular

Quando um indivíduo realiza atividade física intensa, o suprimento de oxigênio que chega até seus músculos, pode ser insuficiente para suprir a demanda de O2 necessária à respiração aeróbia das células musculares. Nesse caso, o suprimento de ATP para a célula seria prejudicado e esta passa a realizar também a respiração anaeróbia das células musculares ou fermentação láctica. Ela gera menor quantidade de ATP mas garante energia em caso de emergência. Um problema relacionado é o acúmulo de ácido láctico na forma de lactato, responsável pela sensação de fadiga, cãimbra e dor muscular após os exercícios.

Fonte: apostila Dom Bosco

Fermentação Acética

Fermentação Acética é a transformação do álcool em ácido ácetico, é usada na produção de vinagres, onde inicialmente a levedura S. cerevisiaer realiza a fermentação alcoólica do piruvato, formando o etanol e o gás carbônico. Nas indústrias, a concentração de álcool é controlada para ficar entre 10% e 12%. Nessa solução que contém álcool coloca-se a bactéria Acetobacter aceti que, na presença de oxigênio, transforma o etanol em ácido acético ou vinagre. Esse tipo de fermentação também é usado na produção de iogurtes.

Fermentação

A fermentação é realizada por organismos que vivem sem a presença do oxigênio, como fungos e bactérias, e também pode ser realizada por células. É, consequentemente, uma forma anaeróbia de se obter energia.

Este é um processo que produz pouca energia, que degrada parcialmente a glicose em duas moléculas de piruvato, liberando mais duas moléculas de NADH e rende um total de 2 ATP. Dependendo do organismo que realizou a fermentação, o piruvato transformará-se em ácido láctico ou álcool etílico.

Fonte: http://pre-vestibular.arteblog.com.br/17136/Biologia-Molecular-Respiracao-aerobica-e-fermentacao/

Vídeo explicando a Respiração Celular

ATP

Cadeia Respiratória

 A Cadeia Respiratória, também conhecida como transportadora de elétrons, ocorre nas cristas mitocondriais, com a participação do oxigênio (O₂). Essa é a etapa da respiração celular que produz a maior quantidade de energia (34 ATP). As moléculas de FAD (flavina adenina dinucleotídeo) e NAD (nicotinamina adenina dinucleotídeo) transportam átomos de hidrogênio (H), que tornam-se íons H⁺, pois doam elétrons para uma cadeia de transporte de elétrons. Esses elétrons são transportados até os citocromos, conjunto de proteínas. Os íons H⁺ e os elétrons se juntam com oxigênio (O₂), formando água.
O quadro a seguir representa a cadeia respiratória:

 A Respiração Celular produz aproximadamente 38ATP no total, sendo 34ATP produzidos na cadeia transportadore de elétrons, 2 na Glicólise e 2 no Ciclo de Krebs. É a etapa aeróbica da respiração celular que produz mais energia.

Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs, também conhecido como Ciclo do Ácido Cítrico,é um conjunto de reações com objetivo de tirar o carbono (CO2) da molécula, e é iniciado quando o Piruvato, originado da glicólise, é transportado para o interior da mitocôndria pelo acetil coenzima A (CoA). Nessa passagem ocorre a descarboxilação do Piruvato, que libera uma molécula de CO2 e hidrogênio, transformando-se em acetil (2C). Essa transformação ocorre duas vezes, pois o Piruvato é liberado em dobro ao final da glicólise. Os átomos de hidrogênio liberados são capturados pelo NAD e FAD, que se transformam em NADH e FADH2.

          Os produtos formados durante o ciclo de Krebs são duas moléculas de ATP, moléculas NADH e FADH2, e CO2 a serem eliminadas do organismo.

Glicólise

A glicólise é o principal processo de utilização da energia proveniente da glicose, presente nos mais antigos até os mais complexos e recentes organismos. Ela é uma forma de produção de energia anaeróbica, sendo o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória (ambos aeróbicos) a sequência desse processo.
A glicólise é uma sequência de reações enzimáticas divididas em 2 partes: a primeira ocorre com o gasto de 2 ATP, e vai até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato; e a segunda ocorre com a produção de 4 ATP em reações oxidativas, sendo o NADH o transportador dos hidrogênios liberados na desidrogenação.
O rendimento total desse processo é, portanto, de 2 ATP (levando em consideração apenas uma molécula de glicóse).

Equação Geral:
Glicose  +  2ADP  +  2Pi  +  2NAD+  ------>  2Piruvato  +  2ATP  +  2NADH  +  2H2O  +  2H+

Tipos de Respiração

  A Respiração Celular é dividida em dois tipos: Respiração Aeróbia (Aeróbica) e Respiração Anaeróbia (Anaeróbica).
  A Respiração Aeróbia ocorre com a presença de oxigênio (O₂ ) substância receptora final dos átomos liberados de hidrogênio, produzindo mais energia em comparação com a Anaeróbia. Ela acontece em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. A glicólise ocorre fora da mitocôndria, sem a participação de oxigênio. O ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem no interior da mitocôndria com oxigênio.
  A Respiração Anaeróbia ocorre sem a presença do oxigênio. Ela produz menos energia (ATPs) do que a Aeróbia. Muitas bactérias não sobrevivem a ambientes com o gás oxigênio, sendo denominadas anaeróbias obrigatórias. Entretanto, existem outros tipos de bactérias que conseguem se adaptar a ambientes com ou sem O₂ ,  chamadas de anaeróbias facultativas. A principal forma de obtenção de energia por respiração anaeróbica é através da fermentação, que ocorre nas nossas celulas musculares, onde o fornecimento de oxigênio não é suficiente para suprir o esforço necessário. 

Mitocôndrias

Mitocôndrias são organelas membranosas citoplasmáticas, revestidas por duas membranas lipoproteicas, e elas estão presentes nos organismos eucariontes. Sua principal função é fornecer energia para as células, por meio de reações como o ciclo de Krebs, a cadeia respiratória e o sistema ATP sintetase. Ela converte o açúcar dos alimentos em energia (ATP). Em cada célula, o número de mitocôndrias varia de acordo com diversos fatores, sendo algum deles as condições alimentares, genéticas e de condicionamento físico.
Observando a imagem abaixo podemos perceber a presença da crista mitocondrial (cresta), dobras da membrana que aumentam a superfície interna da mitocôndria. A matriz mitocondrial é a parte da mitocôndria onde se encontra as enzimas do ciclo de Krebs, enzimas de oxidação dos ácidos graxos, íons, cálcio e magnésio. Também se encontra o DNA, RNA e ribossomos mitocondriais. A grande diferença entre a membrana interna e externa é que a externa é permeável, enquanto a interna é impermeável.

http://www.infoescola.com/biologia/mitocondrias-organelas-celulares/

O que é Respiração Celular

Primeiramente vamos nos familiarizar com o tema do blog. A respiração celular é um processo realizado pelos seres vivos para a obtenção de energia. Todos os seres vivos realizam a respiração celular, exceto os vírus, pois eles são organismos acelulares, ou seja, eles não possuem células. Esse processo biológico é responsável pela obtenção de energia química utilizada para a manutenção das atividades celulares, por exemplo a divisão celular e a manutenção da temperatura corporal.