Fermentação láctica: processo passo a passo e exemplos

Fermentação láctica: processo passo a passo e exemplos

A fermentação láctica , também conhecida como fermentação com ácido láctico, é o processo de síntese do ATP na ausência de oxigênio que executa alguns microorganismos, incluindo um tipo de bactéria chamada “bactéria do ácido láctico”, que termina com a excreção ácida. láctico.

É considerado um tipo anaeróbico de “respiração” e também é realizado por algumas células musculares em mamíferos quando trabalham duro e em alta velocidade, superior 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 fermentação láctica refere-se à síntese de ATP e excreção ácida láctico na anaerobiose, como produtos do metabolismo da glicose.

Bactérias do ácido láctico

O homem explora os benefícios da fermentação láctica para produção e preservação de alimentos há muito tempo 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 esporuladas, imóveis e anaeróbicas, capazes de sintetizar o ácido lático a partir do piruvato formado pela via glicolítica.

Eles pertencem a diferentes gêneros, entre eles Pediococcus , Leuconostoc , Oenococcus e Lactobacillus , nos quais existem espécies homofermentativas e heterofermentativas.

As bactérias homofermentativas do ácido lático produzem, para cada molécula de glicose que consomem, duas moléculas de ácido lático; bactérias heterofermentativas do ácido lático, por outro lado, produzem uma molécula de ácido lático 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) que consome glicose ou algum tipo de açúcar ou carboidrato relacionado. Este “consumo” ocorre através da glicólise.

– Via glicolítica

Investimento em ATP

Inicialmente, 2 ATP são investidos 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 re-fosforilada em frutose 1 , 6-bifosfato (enzima fosfofructoquinase).

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Posteriormente, o 1,6-bifosfato de frutose é “cortado” ao meio para liberar dois fosfatos trioses conhecidos como 3-fosfato de gliceraldeído e fosfato de di-hidroxiacetona, uma reação catalisada por uma enzima aldolase.

Esses dois açúcares fosforilados em 3 carbonos são interconversíveis entre si por uma enzima fosfato isomerase triose, portanto, considera-se que, até esse momento, cada molécula de glicose consumida é convertida em duas moléculas de fosfato de gliceraldeído 3 que são fosforiladas para 1,3-bifosfoglicerato.

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 ele não pode funcionar.

Produção de ATP

Nesse 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 isso, por sua vez, serve como substrato para a enzima enolase, que a desidrata e a converte em fosfoenolpiruvato.

Com 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 fosforilo 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, através de uma reação de redução que consome uma molécula de NADH para cada molécula de piruvato, regenerando o NAD + “invertido” na reação glicolítica catalisada por GAPDH.

A reposição das moléculas de NAD + usadas não leva à produção adicional de moléculas de ATP, mas permite que o ciclo glicolítico se repita (desde que haja carboidratos disponíveis) e produza 2 ATP para cada glicose consumida.

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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 a fermentação láctica ocorre

– Nas células musculares

A fermentação láctica nas células musculares é comum após uma sessão de exercícios após vários dias de inatividade. Isso é evidente porque a fadiga muscular e a dor sentidas 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 lidar com 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 diferentes microrganismos são caracterizados é essencial para a preservação econômica e a produção de grandes quantidades de alimentos, uma vez que o pH ácido alcançado por eles geralmente inibe o crescimento de outros microorganismos potencialmente prejudiciais ou patogênicos.

Esses alimentos incluem iogurte, chucrute (repolho fermentado), pepinos, azeitonas, diferentes vegetais em conserva, diferentes tipos de queijo e leite fermentado, água de kefir, algumas carnes e cereais fermentados, 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 do ácido lático, geralmente das espécies Lactobacillus bulgaricus ou Lactobacillus acidophilus .

Esses microrganismos convertem os açúcares presentes no leite (incluindo a lactose) em ácido lático, de modo que o pH diminui (acidifica) nesse líquido, modificando seu sabor e textura. A textura mais firme ou mais 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 resultante da neutralização de cargas negativas nas proteínas do leite, como efeito da mudança de pH gerada pela produção de ácido láctico, que as torna completamente insolúveis
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Legumes fermentados

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

Carnes fermentadas

Enchidos como chouriço, fuet, salame e sopressatta estão incluídos nesta categoria. Produtos caracterizados por seus sabores específicos e por sua alta capacidade de armazenamento.

Frutos do mar fermentados

Inclui diferentes tipos de peixe e marisco que geralmente são fermentados misturados com macarrão ou arroz, como o Pla raa na Tahiland.

Leguminosas fermentadas

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

Sementes fermentadas

Na cozinha tradicional africana, há uma grande variedade de produtos feitos a partir de sementes fermentadas, como sumbala ou kenkei. Entre esses produtos estão alguns condimentos e até iogurtes feitos de cereais.

Referências

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  4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Princípios de Lehninger da bioquímica. Macmillan.
  5. Soult, A. (2019). Química LibreTexts. Recuperado em 24 de abril de 2020, de chem.libretexts.org
  6. Widyastuti, Yantyati e Rohmatussolihat, Rohmatussolihat e Febrisiantosa, Andi. (2014). O papel das bactérias do ácido láctico na fermentação do leite. Ciências da Alimentação e Nutrição. 05. 435-442. 10.4236 / fns.2014.54051.

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