FERMENTAÇÃO | FERMENTATION

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A fermentação é um processo utilizado há milhares de anos pelo ser humano. Mesmo antes da compreensão de como ele ocorria, já era utilizado para a fabricação de bebidas, como vinho e cerveja, e alimentos, como o pão.

Sociologicamente, a fermentação é uma das maiores descobertas da humanidade que permitiu o avanço de diversas civilizações. Arqueólogos descobriram indícios de uso de alimentos fermentados em civilizações muito antigas. A primeira poção alcoólica foi preparada na China, por volta do ano 8000 a.C. A análise de jarros encontrados em Jiahu, no norte do país, mostrou que eles continham um drinque feito de arroz, mel, uvas e um tipo de cereja, tudo fermentado. E os sumérios, na Mesopotâmia, aperfeiçoaram a fórmula e criaram 19 tipos de bebida alcoólica – 16 deles à base de trigo e cevada - e assim estava criada a cerveja.

Atualmente a fermentação ainda é muito utilizada na produção de alimentos, podemos destacar, por exemplo:
  • fermentação láctica - na produção de iogurtes e queijos.
  • fermentação alcoólica - na fabricação de vinhos, cervejas e pães.
  • fermentação acética - na fabricação do vinagre.
Além disso, a fermentação é utilizada também na fabricação de medicamentos, como antibióticos, entre outros produtos, como etanol (combustível), acetona e butanol (solventes).

Cientificamente a fermentação é o processo em que bactérias e/ou fungos se alimentam de algum tipo de açúcar (glicose, frutose, sacarose, galactose, lactose, amido -> carboidratos) para formar ácido lático. A fermentação é um processo bioquímico, com a ausência de gás oxigênio (O2), no qual fungos e bactérias realizam a transformação de matéria orgânica em outros produtos e energia. É a forma que esses seres encontram de produzir energia para o desempenho de suas funções biológicas.

Independentemente do ser vivo (fungos, bactérias) que está realizando a fermentação, ela sempre ocorre sempre no citoplasma (ou citosol) da célula e com o auxílio de enzimas, as quais atuam como catalisadores.

Assim sendo, podemos dizer que a fermentação é uma via de produção energética que utiliza uma matéria orgânica, como a glicose. Antes da fermentação ocorrer, um processo denominado de glicólise (quebra da glicose) é realizado. O rendimento da fermentação é bastante pequeno quando comparado ao da respiração celular. Enquanto nesse processo é obtido apenas 2 ATP, na respiração, temos um saldo final de 30 ATP.

Sobre os 3 tipos de fermentação:

Fermentação alcóolica

Trata-se de uma fermentação realizada por alguns tipos de bactérias e alguns fungos (como a levedura Sacharomyces cerevisiae). As bactérias e fungos se alimentam de algum tipo de açúcar, causando uma fermentação e o resultado desta fermentação é a produção álcool etílico e gás carbônico (CO2). 

O homem utiliza os dois produtos dessa fermentação: 
  • álcool etílico: empregado há milênios na fabricação de bebidas alcoólicas (vinhos, cervejas, cachaças, etc.); e
  • gás carbônico: importante na fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade. Mais recentemente tem-se utilizado esses fungos para a produção industrial de álcool combustível.
Bioquimicamente, nessa reação, o ácido pirúvico (cuja fórmula é C3) é descarboxilado (perde sua hidroxila), gerando acetaldeído por meio da ação da enzima piruvato descarboxilase (ausente em animais). Como resultado dessa fermentação, o NADH produz a redução do acetaldeído resultando em: as duas moléculas ácido pirúvico produzidas são convertidas em ácido etílico, ou seja, em etanol (C2H6O) (álcool da cerveja, do vinho, do uísque, combustível etanol, etc.); também produz o dióxido de carbono (CO2) - que é o gás das bebidas alcóolicas, produção de pães. Os fungos e bactérias que fermentam também são capazes de respirar aerobicamente, no caso de haver oxigênio no meio de vida. Com isso, a glicose por eles utilizada é mais profundamente transformada e o saldo em energia é maior, 38 ATP, do que os 2 ATP obtidos na fermentação.



Fermentação láctica

O lactato é resultado da fermentação feita por um ​ grupo das bactérias ácido-lácticas, é composto por 12 gêneros de bactérias gram-positivas: Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus e Weissella. O lactato é comum em células musculares, bactérias, protozoários e fungos.

Utilizamos muito a fermentação láctica na produção de iogurtes, coalhadas e queijos - pega-se o leite, acrescenta a bactéria, deixa fermentar (tempo e temperatura), e o resultado desta fermentação podemos produzir leites fermentados, coalhadas e queijos.

Bioquimicamente, a reação química de lactato ocorre após acontecer a quebra da glicose (glicólise), no caso da tem como carboidratos a glicose ou a galactose, obtidas a partir da quebra de uma molécula de lactose (açúcar presente no leite) para fornecimento de energia sem a presença de oxigênio (metabolismo anaeróbico láctico). Na glicólise com os derivados da lactose, temos a formação de ácido pirúvico, ATP e NADH2, em vez de NADH. Por meio da ação da enzima desidrogenase láctica, o ácido pirúvico é convertido (por meio de uma reação de redução) à lactato (C3H6O3), quando a carbonila torna-se uma hidroxila.

Fermentação acética

A fermentação acética ocorre quando o etanol, obtido a partir da fermentação alcoólica, entra em contato com bactérias da família Pseudomonaceae, como a Acetobacter ou Gluconobacter - as principais espécies de bactérias acéticas são: Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter xylinum, Acetobacter schützenbachii e Gluconobacter oxydans.

Essas bactérias transformam o etanol em moléculas de ácido acético (C2H4O2) por meio de um processo de oxidação. O ácido acético é o principal componente do vinagre.


A ciência por trás da fermentação é muito simples. Você precisa apenas de algum açúcar, bactérias, que estão LITERALMENTE em todos lugares, líquido, para garantir que ocorra uma reação anaeróbica, temperatura adequada e tempo (algumas horas/dias). Sais e ácidos são utilizados para optimizar o PH para criar o melhor ambiente para as bactérias desejadas. Enquanto houver açúcar para ser consumido a fermentação contínua. Se o açúcar acabar, as bactérias morrem por inanição (falta de alimento, morrem de fome). Essa é a razão de ser necessário sempre realimentar a colônia.

* * *

Fermentation is a process used for thousands of years by humans. Even before the understanding of how it occurred, it was already used to make beverages, such as wine and beer, and food, such as bread.

Sociologically, fermentation is one of the greatest discoveries of humanity that allowed the advancement of several civilizations. Archaeologists have found evidence of the use of fermented foods in very ancient civilizations. The first alcoholic potion was brewed in China around 8000 BC. Analysis of jars found in Jiahu, in the north of the country, showed that they contained a drink made of rice, honey, grapes and a type of cherry, all fermented. And the Sumerians, in Mesopotamia, perfected the formula and created 19 types of alcoholic beverages – 16 of them based on wheat and barley – and that's how beer was created.

Currently, fermentation is still widely used in food production, we can highlight, for example:
  • lactic fermentation - in the production of yogurts and cheeses.
  • alcoholic fermentation - in the production of wines, beers and breads.
  • acetic fermentation - in the manufacture of vinegar.
In addition, fermentation is also used in the manufacture of medicines, such as antibiotics, among other products, such as ethanol (fuel), acetone and butanol (solvents).

Scientifically, fermentation is the process in which bacteria and/or fungi feed on some type of sugar (glucose, fructose, sucrose, galactose, lactose, starch -> carbohydrates) to form lactic acid. Fermentation is a biochemical process, with the absence of oxygen gas (O2), in which fungi and bacteria carry out the transformation of organic matter into other products and energy. It is the way that these beings find to produce energy for the performance of their biological functions.

Regardless of the living being (fungi, bacteria) that is carrying out the fermentation, it always takes place in the cytoplasm (or cytosol) of the cell and with the help of enzymes, which act as catalysts.

Therefore, we can say that fermentation is a way of energy production that uses an organic matter, such as glucose. Before fermentation takes place, a process called glycolysis (breakdown of glucose) is carried out. The fermentation yield is quite small when compared to cell respiration. While in this process only 2 ATP is obtained, in breathing, we have a final balance of 30 ATP.

About the 3 types of fermentation:

Alcoholic fermentation

It is a fermentation carried out by some types of bacteria and some fungi (such as the yeast Sacharomyces cerevisiae). Bacteria and fungi feed on some type of sugar, causing fermentation and the result of this fermentation is the production of ethyl alcohol and carbon dioxide (CO2).

Man uses the two products of this fermentation:
  • ethyl alcohol: used for millennia in the manufacture of alcoholic beverages (wines, beers, etc.); and
  • carbon dioxide: important in the manufacture of bread, one of the most traditional foods of humanity. More recently, these fungi have been used for the industrial production of fuel alcohol.
Biochemically, in this reaction, pyruvic acid (whose formula is C3) is decarboxylated (loses its hydroxyl), generating acetaldehyde through the action of the enzyme pyruvate decarboxylase (absent in animals). As a result of this fermentation, NADH produces the reduction of acetaldehyde resulting in: the two molecules produced pyruvic acid are converted into ethylic acid, that is, into ethanol (C2H6O) (alcohol from beer, wine, whiskey, ethanol fuel, etc. .); it also produces carbon dioxide (CO2) - which is the gas in alcoholic beverages, bread making. Fermenting fungi and bacteria are also able to breathe aerobically if there is oxygen in the livelihood. As a result, the glucose they use is more deeply transformed and the energy balance is greater, 38 ATP, than the 2 ATP obtained in fermentation. 



Lactic fermentation

Lactate is the result of fermentation made by a ​ group of lactic-acid bacteria, it is composed of 12 genera of gram-positive bacteria: Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus Weissella. Lactate is common in muscle cells, bacteria, protozoa and fungi.

We use lactic fermentation a lot in the production of yogurts, curds and cheeses - you take the milk, add the bacteria, let it ferment (time and temperature), and the result of this fermentation can produce fermented milks, curds and cheeses.

Biochemically, the chemical reaction of lactate occurs after the breakdown of glucose (glycolysis), in the case of carbohydrates such as glucose or galactose, obtained from the breakdown of a lactose molecule (sugar present in milk) to supply energy without the presence of oxygen (lactic anaerobic metabolism). In glycolysis with lactose derivatives, we have the formation of pyruvic acid, ATP and NADH2 instead of NADH. Through the action of the lactic dehydrogenase enzyme, pyruvic acid is converted (through a reduction reaction) to lactate (C3H6O3), when the carbonyl becomes a hydroxyl.



Acetic fermentation

Acetic fermentation occurs when ethanol, obtained from alcoholic fermentation, comes into contact with bacteria of the Pseudomonaceae family, such as Acetobacter or Gluconobacter - the main species of acetic bacteria are: Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter xylinum, Acetobacter schützenbachii and Gluconobacter oxydans.

These bacteria transform ethanol into acetic acid molecules (C2H4O2) through an oxidation process. Acetic acid is the main component of vinegar.

The science behind fermentation is very simple. You just need some sugar, bacteria, which are LITERALLY everywhere, liquid, to ensure an anaerobic reaction occurs, proper temperature and time (a few hours/days). Salts and acids are used to optimize the PH to create the best environment for the desired bacteria. As long as there is sugar to be consumed, fermentation continues. If the sugar runs out, bacteria die from starvation (lack of food). This is why it is always necessary to re-feed the colony.


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Fonte | research source:




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