Aula Prática de Fermentação

Esta aula sobre fermentação pode ser complementada em uma aula prática no laboratorio, com o experimento mostrado no Esquema da produção do vinho tinto abaixo; onde os alunos iriam aprender como se faz uma extração, como ocorre uma fermentação, como fazer uma prensagem e filtração.

Seria uma aula muito criativa e interesante , onde estaria atraindo a atenção dos alunos cada vez mais para a disciplina, e o desenvolvimentos academicos do aluno terá um grande rendimento.

Aula indicada para o ensino fundamental e médio.

FERMENTAÇÃO

A Fermentação
Uma mudança química em matéria animal e vegetal provocada por leveduras microscópicas, bactérias, ou mofos é chamada de fermentação. Exemplos de fermentação são o azedamento de leite, o crescimento da massa de pão, e a conversão de açúcares e amidos em álcool. Muitas substâncias químicas industriais e vários antibióticos usados em medicamentos modernos são produzidos através de fermentação sob condições controladas. O resultado da fermentação é que uma substância seja quebrada em compostos mais simples. Em alguns casos a fermentação é usada para modificar um material cuja modificação seria difícil ou muito cara se métodos químicos convencionais fossem escolhidos. A fermentação é sempre iniciada por enzimas formadas nas celas dos organismos vivos. Uma enzima é um catalisador natural que provoca uma mudança química sem ser afetado por isto.

A levedura comum é um fungo composto de minúsculas celulas tipo vegetais similares às bactérias. Suas enzimas invertase e zimase quebram açúcar em álcool e gás carbônico. Elas crescem o pão e transformam suco de uva em vinho. Bactérias azedam o leite produzindo ácidos láctico e buturico. Celulas do corpo humano produzem enzimas digestivas, como pepsina e renina que transformam comida em uma forma solúvel.
Os produtos de fermentação foram usados desde a antiguidade Habitantes das cavernas descobriram que a carne emvelhecida tem um sabor mais agradável que a carne fresca. Vinho, cerveja, e pão são tão velhos quanto a agricultura. Queijo, que envolve a fermentação de leite ou creme é outra comida muito antiga. O valor medicinal de produtos fermentados é conhecido de há muito tempo. Os chinêses usavam coalho de feijão-soja mofado para curar infecções de pele há 3.000 anos atrás. Os índios da America Central tratavam feridas infetadas com fungos.
A verdadeira causa de fermentação, porém, não era compreendida até o século XIX. O cientista francês Louis Pasteur, enquanto estudando problemas dos cervejeiros e vinicultores da França, encontrou que um tipo de levedura produz vinho bom, mas um segundo tipo torna-o azedo. Esta descoberta conduziu à teoria da origem de doenças de Pasteur .


A química das fermentações é uma ciência nova que ainda está em suas fases mais iniciais. É a base de processos industriais que convertem matérias-primas como grãos, açúcares, e subprodutos industriais em muitos produtos sintéticos diferentes. Cepas cuidadosamente selecionadas de mofos, leveduras e bactérias, e são usadas.
A Penicilina é um antibiótico que destrói muitas bactérias causadoras de doenças. É derivado de um mofo que cresce em uma mistura fermentativa de substâncias cuidadosamente selecionadas para este propósito. A Penicilina industrial e muitos outros antibióticos se tornaram uma área muito importante da indústria farmaceutica.
O Ácido cítrico é uma das muitas substâncias químicas produzidas por microorganismos. É usado em limpadores de metal e como um preservativo e agente de sabor em alimentos. O Ácido cítrico é responsável pelo sabor azedo de frutas cítricas. Poderia ser obtido delas, mas necessitaria muitos milhares de frutos para produzir a quantia de ácido cítrico atualmente feita pela fermentação de melado com o mofo Aspergillus niger.
Um produto de fermentação, Terramicina, é adicionado a rações animais para acelerar o crescimento dos animais e os proteger de doenças. Certas vitaminas são feitas através de fermentação de mofos; e as próprias enzimas, extraídas de vários microorganismos, têm muitos usos na fabricação de alimentos e medicamentos.


Fermentação Lática
As bactérias utilizadas industrialmente são as anaeróbias e microaerófilas, para a produção de ácido acético, lático, glucônico, propiônico e outros, ou para a produção de alimentos como queijos, picles, chucrutes, vinagres, leites fermentados e outros. Os fungos também são usados na produção de ácidos por via fermentativa. Os principais ácidos são: cítrico, glucônico, fumárico, lático, gálico, ácidos graxos e outros. As bactérias envolvidas nos processos para obtenção de ácidos são principalmente as do gênero Acetobacter e Lactobacillus. As bactérias podem formar inúmeros ácidos diferentes. São, no entanto, de maior interesse econômico algumas das bactérias produtoras de ácido lático, ácido acético e de ácido propiônico. Os ácidos são provenientes da degradação anaeróbica de glicídeos por oxidação incompleta.
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Importância das bactérias láticas na indústria de alimentos

Obtenção de vegetais fermentados: pickles, chucrute, azeitonas, forragem para gado. Gênero Leuconostoc - produção de sabor no chucrute; lacticínios: iogurtes, leites acidificados, queijos, manteiga; Leuconostoc, S. lactis, S. diacetilactis e L.

cremoris: são usados como fontes de flavorizantes na indústria de lacticínios e são responsáveis pelas diferentes características conferidas à manteiga, queijos e iogurtes (produção de diacetil) Carnes curadas: salames e outros embutidos;

Biopolímeros: espessantes; expansor plasmático (plasma para repor volume em grandes hemorragias). Flavorizantes: produção de diacetil/acetoína a partir do citrato no leite 1g/L.

Aspectos negativos da presença das bactérias ácido-láticas na indústria:

Produção de acidez e aromas indesejáveis (diacetil) em: vinhos, sucos, cervejas e outras bebidas destiladas: Ex. Pediococcus perniciosus e P. damnosus, encontrados na cerveja.
Deterioração de produtos cárneos, vegetais e frutas.
A síntese de biopolímeros por Leuconostoc mesenteroides, consome sacarose: na indústria açucareira, reduzindo o rendimento e provocando o entupimento de filtros, bombas e tubulações.

A produção de bebidas alcoólicas
A pinga (caninha, cachaça, aguardente) é produzida como o álcool, com a única diferença de que a coluna de destilação fracionada usada não precisa ser tão eficiente, podendo deixar passar mais água (em geral 60%, pois a pinga tem teor alcoólico por volta de 40º GL). Dizemos que a pinga é uma bebida alcoólica destilada. Outros exemplos são:

Vodca: a partir de cereais;
Uísque: a partir de cevada;
Uísque bourbon: a partir de milho.

Já o vinho é uma bebida não-destilada. O suco de uva sofre fermentação, após o que o líquido (que não possui odor desagradável) é filtrado e colocado em barris e garrafas. Pelo fato de não sofrer destilação, o sabor e o aroma de um vinho dependem muito do tipo de uva utilizada, pois as substâncias responsáveis pelo aroma e sabor da uva estarão presentes também no vinho, uma vez que não são separadas por destilação. Já o sabor da pinga não é tão sensível à variedade de cana usada. Outros exemplos de bebidas fermentadas não-destiladas são:

Cerveja: a partir da cevada;
Champanhe: a partir da uva.

Obs.1: As bebidas não-destiladas apresentam teor alcoólica inferior ao das destiladas. Isso ocorre porque, quando o teor alcoólico chega a cerca de 15ºGL, os microorganismos morrem e a fermentação pára. Na destilação, como o álcool é mais volátil que a água, o teor alcoólico aumenta.
Obs.2: No processo de produção do champanhe, parte da fermentação ocorre dentro da garrafa, produzindo o gás carbônico, que é liberado quando abrimos.

Esquema da produção do vinho tinto

1) Colheita das uvas;

2) Esmagamento;

3) Adição de sulfito para matar fungos e bactérias indesejáveis;

4) Adição de fermento;

5) Ocorrência da fermentação;

6) Uma prensagem separa o vinho das partículas maiores de sólidos presentes;

7) Clarificação em tambores de decantação;

8) Filtração;

9) Envelhecimento;

10) Engarrafamento. Esquema mostrando as principais etapas de produção de um vinho tinto. No caso do vinho branco, a etapa de prensagem antecede à de fermentação. Assim fazendo, os corantes avermelhados presentes na casca da uva não passam para o vinho.