ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA EVOLUÇÃO SOB INTERVENÇÃO HUMANA EXPERIMENTO (Experimento): • A fermentação e a produção de pão - Aula 3 Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM A fermentação e a produção de pão - Aula 3 1. Resumo Nesta aula, será demonstrado indiretamente que o gás liberado pelas leveduras é o CO2. O gás liberado borbulhará em solução aquosa contendo extrato de repolho roxo, que funciona como um eficiente indicador de pH. A formação de ácido carbônico na solução aquosa abaixará o pH provocando mudança na coloração da solução. 2. O experimento 2.1 Materiais •1 frasco kitasato; •1 rolha; •1 pedaço de mangueira de látex (garrote ou tripa de mico); •1 erlenmeyer de 250 mL; •Extrato de repolho roxo (repolho roxo, panela e fogareiro); •Fermento biológico fresco; •Água morna; •Açúcar; •1 colher de sopa. Figura 1: Materiais necessários. 2.2 Procedimento H2CO3 v CO2 + H2O v Nas aulas anteriores, foi observada a formação de um gás pela fermentação. Esse gás é o CO2. Nessa aula verificaremos a formação do ácido carbônico quando esse gás é borbulhado em água contendo indicador de pH. Essa reação processa-se rapidamente na ausência de enzimas. O CO2 borbulhado em água, forma ácido carbônico que dissocia-se em HCO3- + H+ : HCO3 + H Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 2 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 O extrato de repolho roxo é um indicador natural de pH que muda de cor de acordo com o pH da solução. Assim, ao borbulhar o gás carbônico produzido pelas leveduras, haverá formação de ácido carbônico, o que proporcionará uma diminuição do pH e, consequentemente, uma mudança de cor. O pH poderá ser constatado pela escala de cores que disponibilizamos mais adiante neste guia. 2.2.1 Protocolo Experimental Preparo prévio do extrato de repolho roxo: 1. Numa panela limpa e bem enxaguada, cozinhar por 10 minutos 3 folhas grandes, em pedaços, de repolho roxo. Após o cozimento, retirar o repolho e reservar a água; Figura 2: preparo do extrato de repolho roxo. Identificação do gás exalado pela fermentação: 1. Dissolver ½ tablete de fermento fresco em 100mL de água morna (37oC); Figura 3: Material necessário para o preparo da solução de leveduras. 2. Acrescentar 4 colheres de sopa de açúcar na solução ainda morna e transferir para o frasco kitasato; Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 3 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 Figura 4: Adição de açúcar à solução de leveduras. 3. Agitar levemente; 4. Arrolhar o frasco e ligar a mangueira de látex à saída lateral do frasco (Figura 5); Figura 5: Kitasato com solução de leveduras. 5. Inserir a outra extremidade da mangueira em um erlenmeyer de 250 mL, contendo 100 mL de extrato de repolho roxo (Figura 6); Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 4 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 Figura 6: Montagem do sistema. 6. Observar o borbulhamento do gás exalado pela fermentação, no extrato. Esse gás é o CO2, produzido na fermentação. 7. Anotar o que acontece com o extrato após o borbulhamento do gás por alguns minutos; Figura 7: Extrato de repolho roxo após o borbulhamento do gás. Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 5 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 Professor, esta aula serve como um fechamento para as atividades realizadas nas aulas 1 e 2. Retome com os alunos alguns dos principais procedimentos executados anteriormente e aproveite para verificar se todos compreenderam que a massa de pão cresce porque a fermentação produz um gás, liberado a partir de processos metabólicos realizados pelas leveduras. Mostre que a atividade realizada nesta última aula possibilita descobrir que gás é esse. Verifique se eles compreendem por que o extrato de repolho roxo mudou de cor, após o contato com o gás. O extrato de repolho roxo é um indicador natural de pH e, portanto, adquire colorações diferentes de acordo com o pH do meio. Na atividade em questão, você verificará que a solução deixou de ser azul para adquirir algum tom de roxo. Isso indica que o meio ficou mais ácido. A partir desse resultado, discuta por que isso ocorreu. Explique, então, que essa acidez se deve à formação de ácido carbônico no extrato de repolho. Mas por que o ácido carbônico se formou? Esse ácido é produzido a partir da reação do gás carbônico com a água. Assim, é possível inferir que o gás produzido pelas leveduras era justamente o CO2. Para auxiliá-lo, professor, realizamos um ensaio relacionando a cor do extrato e o pH. Aferimos o pH de vários tubos de ensaio contendo soluções de extrato de repolho em meio ácido, neutro e básico. A figura 8 mostra a escala obtida, que poderá ser usada na análise dos resultados deste experimento. A B Figura 8: Indicador de pH. (A) Ensaio com repolho roxo, adicionando ácido e base. (B): Escala de cores feita a partir do ensaio com repolho roxo. 3. Sugestão de roteiro de trabalho A seguir, sugerimos um roteiro de trabalho para ser utilizado na íntegra ou adaptado, e que poderá ser entregue aos alunos. Ele contém todas as orientações necessárias para o desenvolvimento da aula prática e também algumas questões que auxiliarão no fechamento da atividade. Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 6 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA A fermentação e a produção de pão – Aula 3 Nome: __________________________ N°_____ Série: _____ Data: ________ Objetivo da aula prática: Nessa aula será comprovado que o gás exalado pelas leveduras é o CO2. Para isso, o gás exalado será borbulhado em água, contendo extrato de repolho roxo, um indicador natural de pH. Protocolo Experimental Materiais: •1 frasco kitasato; •1 rolha; •1 pedaço de mangueira de látex (garrote ou tripa de mico); •1 erlenmeyer de 250 mL; •Extrato de repolho roxo (repolho roxo, panela e fogareiro); •Fermento biológico fresco; •Água morna; •Açúcar; •1 colher de sopa. Procedimento: Preparo prévio do extrato de repolho roxo: 1. Numa panela limpa e bem enxaguada, cozinhar por 10 minutos 3 folhas grandes, em pedaços, de repolho roxo. Após o cozimento retirar o repolho e reservar a água; Identificação do gás exalado pela fermentação: 1. Dissolver ½ tablete de fermento fresco em 100 mL de água morna (37oC); 2. Acrescentar 4 colheres de sopa de açúcar na solução ainda morna e transferir para o frasco kitasato; 3. Agitar levemente; 4. Arrolhar o frasco e ligar a mangueira de látex à saída lateral do frasco; 5. Imergir a outra extremidade da mangueira em 100 mL de extrato de repolho roxo acondicionado em um erlenmeyer de 250 mL; 6. Observar o borbulhamento do gás exalado pela fermentação, no extrato; 7. A solução mudou de cor? Compare a cor final com a escala de cores de pH e proponha uma hipótese do que ocorreu. Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 7 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 O extrato de repolho roxo é um indicador natural de pH e adquire colorações diferentes em diferentes pHs. A figura 1 apresenta uma escala de cores obtidas através de um ensaio feito com extrato de repolho roxo em meios ácido, neutro e básico, que poderá ser usada na análise dos resultados deste experimento. A B Figura 8: Indicador de pH. (A) Ensaio com repolho roxo, adicionando ácido e base. (B): Escala de cores feita a partir do ensaio com repolho roxo. Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 8 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 4. Referências complementares 1. Resolução - CNNPA nº 38, de 1977. Resolução da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) do Ministério da Saúde que estipula parâmetros sobre fermento químico e biológico. Disponível em: http://www.anvisa.gov.br/legis/resol/38_77.htm Acesso em: 15/09/2009 2. Bioquímica na Cozinha. Guia de curso que aborda os seguintes tópicos: Leite, Pães, Iogurte, Queijo, Adoçantes naturais e artificiais, Carnes, Verduras e Legumes, Membrana plasmática e lipídios, Alimentos orgânicos e transgênicos, Conservantes, Paladar, Chocolate, Cafeína, Cerveja e Vinho. TORRES, B. B., OLIVEIRA, C. S., FESTA, F., et al. Bioquímica na Cozinha Biblioteca Digital de Ciências, 2006. Disponível em: http://www.ib.unicamp.br/lte/bdc/visualizarMaterial.php?idMaterial=128 Acesso em: 15/09/2009 3. Biotecnologia – Histórico e Tendências. Artigo que trata sobre os avanços científicos e tecnológicos da Biotecnologia. Revista Hottopos. VILLEN, R. A. Disponível em: http://www.hottopos.com/regeq10/rafael.htm Acesso em: 15/09/2009 4. Oficina – os saberes do pão – uma modalidade educativa. Artigo que descreve os saberes envolvidos no ato de fazer pão, discutindo os aspectos físicos, químicos, biológicos, nutricionais e ainda históricos, culturais e sociais. Revista PERSPECTIVA. Florianópolis, v. 15, n. 27, p. 205 – 211, 1997. Disponível em: http://www.periodicos.ufsc.br/index.php/perspectiva/article/view/10572/10106 Acesso em: 15/09/2009 5. História do pão. Artigo do Portal São Francisco sobre a história do pão. Disponível em: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/historia-do-pao/historia-do-pao-1.php Acesso em: 28/10/2009 6. Perfil da Panificação. História do Pão. Artigo da Associação Brasileira da Indústria de Panificação e Confeitaria (ABIP). Disponível em:http://www.abip.org.br/historiadopao.php Acessso em: 29/10/2009 7. Pão, arte e ciência. Livro. CANELLA-RAWS, S.C. Editora Senac: 2003. 8. Os microorganismos e o homem. Livro da coleção “Temas em Biologia”. NOBLE, W.C.; NAIDOO, J. vol. 17. EDUSP: São Paulo,1981. Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 9 A fermentação e a produção de pão - Aula 3 FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa. Vice-reitor: Edgar Salvadori de Decca. Pró-reitor de pós-graduação: Euclides de Mesquita Neto. Instituto de Biologia Diretora: Shirlei Maria Recco Pimentel. Diretor Associado: Flavio Antonio Maës dos Santos. EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva. Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres. Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Geraldi. OBJETO DE APRENDIZAGEM A fermentação e a produção de pão - Aula 3 Coordenação do Experimento: Bianca Caroline Rossi Rodrigues. Redação: Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Maurício Aurélio Gomes Heleno, Helika A. Chikuchi e Eduardo Galembeck. Pesquisa: Bianca Caroline Rossi Rodrigues e Maurício Aurélio Gomes Heleno. Revisão de Conteúdo: Daniela Kiyoko Yokaichiya, Helika A. Chikuchi e Cristiane Zaniratto. Testes de Bancada e Captura de Imagens: Gislaine Lima Marchini e Roney Vander dos Santos. Edição de Imagem: Florencia María Piñón Pereira Dias. Adequação Lingüística: Lígia Francisco Arantes de Souza, Raquel Faustino e Marina Gama. Diagramação: Thais Goes. A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons – Atribuição 2.5 Brasil - cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante. Toda obra derivada deverá ter uma Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP Rua Monteiro Lobato, 255 CEP 13083-862, Campinas, SP, Brasil Versão: agosto 24, 2011 4:04 PM 10