FERMENTAÇÃO
A Fermentação é um movimento intestino de Partículas, ou
Princípios de cada corpo, tendendo para a perfeição ou para a
transformação em outro. As Partículas Elementares postas
em movimento, devido a sua própria natureza ou
ocasionalmente vibrando maravilhosamente, são aprisionadas
e transformam-se em outras: as sutis e mais ativas esforçamse na tentativa de escapar suavemente, mas estando
entrelaçadas com outras mais espessas são impedidas de
fazê-lo. Também as mais espessas são mantidas unidas pelo
intento e Expansão das mais Sutis e são enfraquecidas até
que cada uma alcance sua própria grandeza e exaltação. Elas
Fixam em si a devida perfeição ou completam as Alterações e
Mutações designadas pela Natureza.
(Willis, 1684, p. 9)
Na antiguidade sabia-se que a comida exposta ao ar
apodrecia (liberava bolhas). Deram o nome de fermentação
por analogia com a fervura – que também liberava bolhas
Séc XIX – Napoleão – problema na conservação de alimentos
para os exércitos.
• 1810 - Nicholas Appert - “A arte de preservar os alimentos
de origem animal e vegetal“ 1º Livro de Bioquímica
Gay-Lussac - Porquê não estraga?
Abre
Fermenta
Coberta com
mercúrio
Não Fermenta
“ PARA FERMENTAR PRECISA DE AR”
“As substâncias em contato com o ar, adquirem prontamente
uma tendência para a putrefação ou fermentação mas quando
submetidas a temperatura de água fervida em vasos bem
fechados, o oxigênio absorvido produz uma nova combinação
que não é mais capaz de excitar fermentação ou putrefação, ou
se torna coagulada pelo calor da mesma maneira que a
albumina”
• 1830 - Liebig - “Teoria das vibrações desestabilizantes”
Oxigênio do ar interage com o nitrogênio dos alimentos
provocando vibrações desestabilizantes que promovem a
fermentação (Bolhas).
Por volta de 1850 os vinhos da França estavam
muito ruins. Naquela época já se sabia que a
qualidade do vinho dependia essencialmente da
qualidade da uva e do repique
Observação de Pasteur
UVA
Fermentação
Vinho (BOM)
Repique, vinhos
iguais
“Bolinhas”
• Repique
Microscópio
• Suco de Uva
Repique
Repique
Fervido
Repique tratado
com Fenol
(Desinfetante)
Não
Suco da Uva
Tempo
“Bolinhas”
Fermenta
(Vinho)
Suco da Uva - Não Fermenta
Não Fermenta
“ Para haver Fermentação são necessários microorganismo
sensíveis ao calor, fenol, clorofórmio”
“ Eu acredito que não há nenhuma fermentação alcoólica,
sem ter ao mesmo tempo a organização, desenvolvimento e
multiplicação dos glóbulos” Teoria Vitalista - Lois Pasteur
• Liebig - O aquecimento inativa o nitrogênio, tira o Ar,
impedindo a interação com o O2 do Ar.
•Pasteur - Lava bem as bolinhas, coloca glicose e tira o Ar com
uma bomba de Vácuo.
“ La Vie Sans Air”
Efeito Pasteur
... 50 anos depois, alemanha, sec XX
• Hans Buchner (Microbiologista) e Edward
Buchner (Químico)
Lêvedo de Cerveja - Presença de
Antitoxinas que combateriam a
Tuberculose
Quebravam as células com areia, filtravam, olhavam no
microscópio somente o suco de leveduras.
Sempre no dia seguinte – Fermentava
Se fervesse – Matava as Atitoxinas
Edward continua e resolve colocar muito açúcar para conservar Acelera a fermentação – Microscópio – Não há bolinhas
Denominou o suco de Zimaze, rebateu a teoria Vitalista de
Pasteur:
1907 – 1º Nobel de Química – “ Metabolismo ocorria com
moléculas do interior da célula, sem vida”
Carvão +
O2
C6H12O6
C6H12O6 + O2
CO2 + H2O + E
Zimaze
CO2 + H2O + E
Lavoisier
CO2 + Etanol + E
Pasteur -1800
Buchner -1897
• 1905 – Arthur Harden & William J. Young
Açúcar acabou?
Produto inibe?
Falta algo...
Diálise – no saquinho – parte termosensivel (Zimaze) e
Albuminóide e fora parte termoestável, elementos
inorgânicos (cozimaze)
“ São necessários os dois fatores para a fermentação
ocorrer, mas somente o produto dializado é capaz de
aumentar a fermentação”
Tentativa e erro – Dentro do saquinho : Substância de alto peso
molecular; Fora do saquinho : Substância de baixo peso
molecular
Testar íons: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO2-4, ..., PO2-4
Pi – Aumenta a Fermentação – Fator Limitante
Pi sendo utilizado – Dosar em função do tempo
C6H12O6 + O2
CO2 + H2O
Lavoisier
C6H12O6 + O2
CO2 + Etanol
Pasteur
Cadê o Pi?
Deve haver algum
intermediário.
composto
fosfatado
Mg2+ - Pi Livre
Hg2+ - Açucar fosforilado - C6H12O6 -P-
C6H12O6 -P- + suco de levedura
CO2 + Etanol
•
Frutose 1,6 Bifosfato = Ester de Hander e Young = 1º
Intermediário Fosforilado
•
1910 – Nobel de Química – Campo aberto para estudo
da quebra da glicose - + 40 anos para elucidar todos os
passos.
Estudo da contração muscular caminhou
paralelamente ao da fermentação ...
Teoria do Ionogênio
Produzia
Reagia
Ionogênio
O2
Contração Muscular +
Ácido Lático
F.G. Hopkins (1907) – Produção de ácido lático em
músculo de pata de rã após estímulo elétrico.
Óleo
Músculo
Músculo
Ambos contraiam - não é necessário O2 para a contração
muscular.
•1930 Otto Meyerhoff (Alemanha)
Tensão
Ác. Lático
Sem O2
Com O2
Com O2
Sem O2
O que lembra isto?
Pasteur
Levedura: Glicose
Músculo: Glicose
etanol + CO2
ácido lático
As zimases seriam as mesmas nos 2 processos?
Qual será a sua origem?
Como a levedura era
capaz de contrair ?!?!?
Fosfato
Suco de levedura dializado
retido na membrana
O ativador é obtido por autólise do lêvedo na presença de
tolueno, subseqüentemente é adicionado igual volume de
álcool. O precipitado é disperso em água e centrifugado,
o extrato aquoso tem o catalisador, precipitável em 50%
de álcool, termosensível também a alcalis e ácidos, o
ativador tem as propriedades de uma enzima e utiliza
somente
hexoses,
eu
proponho
chamá-la
de
hexoquinase”
Otto Meyerohf
Levedura ativa o nobre músculo?
Vias metabólicas iguais entre seres inferiores e
superiores?
Otto meyerhof continua e....
Repetem os passos de Harden
e Young e obsevram que os
passos são os mesmos
Muda qualitativamente a idéia de célula
Regulação da Glicolise
Pontos onde as enzimas catalizam reações irreversíveis
∆G
Reações Irreversíveis
Glicose + ATP
*
Hexokinase
Glicose 6-Fosfato + ADP + H+
Frutose, 6- Fosfofrutokinase Furtose 1, 6-bifosfato + ADP +
Fosfato + ATP
H+
Piruvato kinase Piruvato + ATP
Fosfoenolpiruvato+ ADP +
H+
*
Aumento de ATP inibe e diminui
a afinidade pelo substrato
Aumento de AMP reverte essa
inibição
Aumento de citrato - inibe
Piruvato kinase inibida pelo aumento de ATP
Hexokinase inibida por glicose 6 fosfato ( exceto no fígado)