O CURSO DE BACHARELADO EM QUÍMICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
CURSO DE BACHARELADO EM QUÍMICA[pic 1]

Anna Beatriz P. Nogueira RA: 770873

Heloisa Fernanda Lopes Sanches RA:760674

Jhenifer Fernanda L. Oliveira RA: 769177

Júlia Duarte Praxedes Silva RA: 773415

Luís Gustavo Diniz de Souza RA: 770841

Sofia Tamácia Thim RA: 758832

Vinicius Sousa Ferreira RA: 769257

        

Fermentação Alcoólica por Saccharomyces cerevisiae

São Carlos, SP

17 de agosto de 2022

Introdução

A necessidade de um mecanismo para extrair a energia contida em moléculas energéticas, sejam elas advindas do meio, ou sintetizadas no próprio organismo, sempre acompanhou os seres vivos no decorrer de sua evolução. A fermentação é um dos mecanismos que permite a degradação parcial de moléculas orgânicas complexas em moléculas mais simples, liberando certa quantidade de energia. Supõe-se que as primeiras formas de vida, em condições anaeróbicas se utilizavam de algum processo semelhante à fermentação na obtenção de energia para seus processos metabólicos. (AMABIS & MARTHO, 1994, JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004)

Atualmente, poucas bactérias e fungos utilizam-se da fermentação como meio principal de obtenção de energia. Contudo, muitos destes seres representam papel crucial não apenas na indústria alimentícia e na produção de bebidas alcóolicas, que dependem diretamente de diferentes formas de fermentação para como o ácido láctico, o etanol e o ácido acético, mas também na produção de outros insumos na indústria química, incluindo diversos ácidos, álcoois e cetonas. (AMABIS & MARTHO, 1994, JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004)

Dessa forma, a fermentação alcóolica é uma sequência de reações químicas controladas por enzimas, onde uma molécula orgânica será degradada em um composto mais simples, ocorrendo liberação de energia. Assim, a partir do experimento, há a presença de microrganismos no fermento biológico como as leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae que atuam como enzimas sobre os açúcares (glicose) produzindo etanol (álcool) e gás carbônico, como na equação a seguir:

                                 [pic 2]

Por meio deste processo, os microrganismos obtêm energia da glicose para o seu metabolismo. Assim, a reação é cessada quando a quantidade de álcool atinge 15% do volume total, pois a levedura morre intoxicada com o álcool formado.

Durante o processo de fermentação, os próprios produtos podem ser inibidores, como o etanol. Porém, além deste, há diferentes substâncias presentes no mosto que podem inibir a ação da levedura. De acordo com Lima et al. (2001), alguns minerais como potássio e cálcio, se apresentados em quantidades excessivas, geram efeitos negativos. Mas também, quando há a presença do sal NaF (fluoreto de sódio) no processo, ele reage como um inibidor da enzima enolase, responsável por catalisar a 9ª reação da via glicolítica, impedindo que a glucose seja degradada e impedindo o seu consumo pelos eritrócitos, o qual afetaria os resultados indicativos para diagnóstico de Diabetes, como por exemplo.

Além disso, utiliza-se o DNS (ácido dinitrosalicílico) com o intuito de identificar os açúcares reduzidos, uma vez que a glicose e a frutose são os principais carboidratos usados pelas leveduras no processo de fermentação alcóolica. Por terem o carbono anomérico livre, ambos são ditos monossacarídeos, e são classificados como açúcares redutores pelo fato de participarem de reações de óxido-redução como agente redutor. Para determinação de açúcares são realizados testes baseados em reações de óxido–redução pelo grupo hidroxílico hemiacetálico do monossacarídeo, que pode reagir com íons e formar complexos coloridos (BOBBIO, 2005), ou ainda por reações coloridas por meio de condensação de produtos resultantes da degradação de açúcares em ácidos fortes com uma quantidade significativa de compostos orgânicos. Portanto, o teste de DNS baseia-se na reação entre o açúcar redutor e o ácido 3,5-dinitrosalicílico (cor amarelo), que é reduzido a um composto colorido avermelhado, o ácido 3-amino-5-nitrosalicílico, oxidando o monossacarídeo redutor. A esquematização desse processo pode ser simplicada a seguir:

[pic 3]

Figura 1 - Esquema das reações envolvidas no Método DNS

Objetivo

O objetivo do experimento é desenvolver a discussão e análise de aspectos bioquímicos pertinentes à fermentação alcoólica através do fungo Saccharomyces cerevisiae, e verificar a capacidade de inibição do NaF no processo fermentativo.

Materiais e métodos

Segue a baixo uma esquematização do procedimento experimental:

[pic 4]

Figura 2: procedimento experimental da fermentação da Saccharomyces cerevisiae em sistema fechado.

Tabela 1: quantidades de reagentes nos tubos de ensaios 1 e 2.

	COM INIBIDOR (NaF)  (tubo 1)	SEM INIBIDOR (tubo 2)
S. cerevisiae liofilizado (envelope)	3 g	3 g
NaF 1M	0,42 g	-
YED*	10 mL	10 mL

*YED (1,4% extrato de levedura; 14% glicose)

[pic 5]

Figura 2: preparação da amostra para análise no UV-Vis.

Resultados e discussão

A primeira parte do experimento consistiu na produção de CO2 através de fermentação alcoólica, observando essa fermentação em dois tubos diferentes: um com o inibidor NaF e outro sem o inibidor. Ambos foram pesados antes da fermentação (T=0) e após a fermentação (T=30’) e foram obtidas as massas representadas na Tabela 2.