Fermentação: tipos e processos

Os seres vivos podem adquirir energia de algumas maneiras, como por exemplo, através do processo de fermentação. Segundo primeira lei da termodinâmica sabemos que “a energia não pode ser criada, nem destruída, apenas transformada”.

Construir o próprio corpo, mantê-lo em funcionamento, reparar lesões provocadas pelo desgaste, reproduzir, são algumas das atividades que fazem parte do universo das muitas atividades que mantêm a dinâmica de um organismo vivo. Mas, para manter essa dinâmica é necessário trabalho. E para realizar trabalho é necessário energia.

Os seres vivos necessitam de energia para se manterem ativos. Sendo assim, é de suma importância a síntese e a degradação das moléculas orgânicas para a manutenção da vida. Nesses processos ocorre transformação de energia. E metabolismo energético é o nome dado ao conjunto de atividades metabólicas das células relacionadas com essas funções. Nas reações químicas, os reagentes interagem uns com os outros e se transformam em produtos.

As reações químicas podem ser de dois tipos: endergônicas ou exergônicas. As reações endergônicas são aquelas que, para ocorrer, precisam receber energia. Nesses casos, os reagentes têm menos energia do que os produtos.

Já as reações exergônicas são aquelas que liberam energia e nessas reações os reagentes possuem mais energia do que os produtos. A parte da energia dos reagentes é liberada na forma de calor. A fermentação é um exemplo de reação exergônica.

O que é fermentação?

A fermentação é um processo de produção de energia que não utiliza gás oxigênio, ou seja, é um processo anaeróbio. Durante a fermentação ocorre a síntese de trifosfato de adenosina (ATP ) e não envolve a cadeia respiratória.

A fermentação é um processo que produz energia (Foto: depositphotos)

O ATP armazena em suas ligações fosfato, grande parte da energia desprendida pelas reações exergônicas. Além disso, o ATP tem a capacidade de liberar, por hidrólise, essa energia para promover reações endergônicas.

É importante destacar que o ATP funciona dentro da célula como uma reserva de energia, que pode ser usada em qualquer momento que a célula necessitar. O ATP é um nucleotídeo formado por uma molécula de adenina (base nitrogenada), uma molécula de açúcar ribose e três fosfatos (representados por P).

O conjunto adenina + ribose forma a adenosina fosfato (AMP). Com a adição de mais um fosfato, forma-se a adenosina difosfato (ADP) e com a adição do terceiro fosfato, forma-se finalmente a adenosina trifosfato (ATP). Na fermentação, o aceptor final de hidrogênios é um composto orgânico.

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Quem realiza esse processo?

Algumas bactérias realizam a fermentação, pois para algumas bactérias anaeróbicas, o oxigênio é letal e elas só ocorrem em ambientes muito restritos, como solos profundos e regiões onde o teor de oxigênio é praticamente zero. Essas micro-organismos são considerados anaeróbios estritos. Como exemplo podemos citar o bacilo causador do tétano, o Clostridium tetani.

No entanto, há organismos anaeróbios facultativos, que realizam a fermentação na ausência de oxigênio e a respiração aeróbia na presença desse gás. É o caso de certos fungos, como o Saccharomyces cerevisae (levedura) e de algumas bactérias.

O que ocorre na fermentação?

Na fermentação, a glicose é degradada parcialmente, na ausência de oxigênio, em substâncias orgânicas mais simples, como o ácido lático (fermentação lática) e o álcool etílico (fermentação alcoólica).

Nesses processos, há um saldo de apenas duas moléculas de ATP por molécula de glicose degradada. Portanto, o ganho energético é maior na respiração aeróbia do que na fermentação.

Onde ocorre?

A fermentação ocorre no citosol. Inicialmente acontece a glicólise, quando a molécula de glicose é degradada em dois piruvatos, cada um com três carbonos, com saldo de dois ATP. Essa etapa é comum tanto para a fermentação como para a respiração.

Tipos de fermentação

Fermentação lática

Na fermentação lática, o piruvato é transformado em ácido lático pela utilização de íons hidrogênio transportados pelo dinucleótido de nicotinamida e adenina (NADH) formados na glicólise. Não há liberação de gás carbônico. A fermentação lática é realizada por algumas bactérias (lactobacilos), alguns protozoários, fungos e por células do tecido muscular humano.

Assim como o queijo, iogurte e coalhadas passam pela fermentação lática (Foto: depositphotos)

Quando uma pessoa realiza atividade física muito intensa, há insuficiência de gás oxigênio para manter a respiração celular nos músculos e liberar a energia necessária. Nesses casos, as células degradam anaerobicamente a glicose em ácido lático. Cessada a atividade física, o ácido lático formado é transformado novamente em piruvato, que continua a ser degradado pelo processo aeróbio.

A indústria alimentícia emprega a atividade de fermentação lática das bactérias na produção de vários alimentos, como queijos, coalhadas e iogurtes. Algumas vitaminas, como as do complexo B, são produzidas em nosso intestino graças à ação dos lactobacilos.

Como acontece a cãibra?

Pode ocorrer a fermentação lática nas nossas células musculares. Quando submetemos nossas células musculares a uma atividade intensa pode ocorrer que o oxigênio levado às células dos músculos não seja suficiente para suprir as atividades energéticas dos mesmos.

Na falta de oxigênio a célula realiza a fermentação, liberando ácido lático para as células do músculo, produzindo dor, cansaço ou cãibra.

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Fermentação alcoólica

Na fermentação alcoólica, inicialmente o piruvato libera uma molécula de dióxido de carbono (CO2), formando um composto com dois carbonos que sofre redução pelo NADH, originando álcool etílico.

A fermentação alcoólica ocorre principalmente em bactérias e leveduras. Entre as leveduras, que são fungos microscópicos, a espécie Saccharomyces cerevisae é utilizada na produção de bebidas alcoólicas.

O vinho é o resultado da fermentação alcoólica do suco de uva (Foto: depositphotos)

Esse levedo transforma suco de uva em vinho e suco de cevada em cerveja. O suco da cana-de-açúcar fermentado e destilado produz o álcool etílico (etanol), usado como combustível ou na produção de aguardente.

O levedo também é empregado para fazer pão. Nesse caso, o CO2 produzido por fermentação fica armazenado no interior da massa, em pequenas câmaras, fazendo-a crescer. Ao assar a massa, as paredes dessas câmaras se enrijecem, mantendo a estrutura alveolar.

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Fermentação acética

A fermentação acética é realizada por bactérias denominadas acetobactérias. Esses microrganismos produzem o ácido acético, que é utilizado pelo homem na fabricação de vinagre. O ácido acético também é responsável pelo azedamento do vinho e dos sucos de frutos.

O ácido acético produz tanto o vinagre como também plásticos (Foto: depositphotos)

O ácido acético está presente no vinagre caseiro (5% do vinagre é de ácido acético e o restante é água). Além de ser usado na alimentação, o ácido acético é encontrado na produção de compostos orgânicos como plásticos, esteres, acetatos de celulose e acetatos inorgânicos.