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Fermentação 1ª SÉRIE Aula 04 – 4º Bimestre Biologia Etapa Ensino Médio ● Fermentação. ● Analisar os principais tipos de fermentação; ● Identificar importâncias ecológicas e econômicas da fermentação. Conteúdo Objetivos Para começar Virem e conversem! 3 minutos Ao observar as imagens, é possível concluir que os dois alimentos (queijo e pão) apresentam semelhança na forma de produção, a fermentação. É somente na produção de alimentos que ocorre a fermentação? Fonte: Pixabay Foco no conteúdo Não! Não é somente na produção de alimentos que identificamos a fermentação; as nossas células musculares também podem realizar o processo de fermentação. O processo químico que ocorre nas células musculares é diferente do que ocorre, por exemplo, na produção do pão. O uso de processos fermentativos ocorre desde a antiguidade, os seres humanos já faziam o uso de microrganismos responsáveis pela fermentação, seja como um método de conservação de alimentos ou para o preparo de bebidas. Entretanto, os processos fermentativos tornaram-se objetos de estudo mais aprofundados após a descoberta de seus agentes causadores (microrganismos). Foco no conteúdo Esta descoberta só foi realizada no século dezessete, quando o pesquisador Antonie Van Leeuwenhock (um dos precursores no uso do microscópio) visualizou gotas de cerveja fermentada no microscópio em 1680 e descreveu a existência de seres minúsculos que eram invisíveis a olho nu. No entanto, somente cerca de 200 anos mais tarde Louis Pasteur, após uma investigação detalhada sobre as leveduras da cerveja e do vinho, concluiu que a causa das fermentações era a ação desses seres minúsculos, os microrganismos. Isso derrubou, por fim, a definição antiga de que fermentação era um processo puramente químico. Foco no conteúdo O verbo fermentar deriva da palavra latina “fervere” que tem como significado etimológico “estado de ebulição, relativo à condição de borbulhamento gasoso, tal aparecimento de bolhas deve-se à produção de CO2 pela ação das leveduras sobre sucos, caldos de frutas e cereais”. No contexto tecnológico, fermentação significa todo o processo em que atuam microrganismos, controlados pelo homem, sobre substratos orgânicos através de suas enzimas, produzindo substâncias de utilidade para a humanidade. Essas substâncias ou produtos de fermentação vão desde alimentos modificados e bebidas alcoólicas, a outros produtos industriais, como solventes, enzimas, vitaminas, antibióticos e hormônios. Foco no conteúdo Do ponto de vista bioquímico, é uma manifestação fisiológica da célula viva. Corresponde à liberação de energia através do catabolismo de compostos orgânicos, sem a participação de oxigênio como aceptor final de elétrons. É um termo que denota a degradação anaeróbica de glicose ou de outros nutrientes orgânicos em vários produtos (característicos para os diferentes organismos) para obter energia na forma de ATP. Podemos classificar a fermentação em três tipos: ● Láctica; ● Alcoólica; ● Acética. Foco no conteúdo Fermentação láctica (lática) Quando existe oxigênio suficiente em nossas células musculares, ocorre o processo de respiração celular aeróbia, que consiste no uso de glicose e oxigênio formando gás carbônico, água e ATP (energia). No entanto, em condições de atividade muscular intensa, a disponibilidade de gás oxigênio se torna escassa para oxidar a quantidade de glicose necessária. Foco no conteúdo As células musculares, então, utilizam como recurso acessório de geração de energia a fermentação láctica, que produz como parte desse processo o ácido láctico, que, acumulado no tecido muscular, pode provocar desconforto e dor. Esse fenômeno é chamado de fadiga muscular, e esse ácido acumulado é removido dos músculos, indo para o sangue e, no fígado, é metabolizado na presença de gás oxigênio. Fonte: Adaptado de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CoriCycle-es.svg https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CoriCycle-es.svg Foco no conteúdo Fermentação alcoólica A fermentação alcoólica comumente utilizada na produção de cervejas e vinhos recebe essa denominação devido a produção de etanol + gás carbônico no seu produto final, é realizada principalmente pela levedura Sacharomyces cerevisiae, que realizam o processo de respiração celular na ausência de oxigênio (fermentação), utilizando como substrato açúcares como a glicose e o amido formando ácido etílico, gás carbônico e ATP (energia). Esse processo é o responsável, também, pelo crescimento da massa do pão. Foco no conteúdo Fermentação acética A fermentação acética é o processo de transformação do etanol (álcool) em ácido acético realizado por determinadas bactérias, estas, por sua vez, são chamadas de bactérias acetificadoras. As bactérias acéticas constituem um grupo de microrganismos de amplo interesse econômico, de um lado pela sua função de produção de ácido acético e, de outro, pelas alterações que provocam em alimentos e bebidas. As principais espécies de Acetobacter, utilizadas na produção de vinagre, apresentam-se nas formas de bastonetes e cocos, formando correntes e filamentos. O processo de acetificação necessita estritamente de gás oxigênio para que ocorra. Por isso as bactérias comumente multiplicam- se na parte superior do líquido que está sendo fermentado. Na prática A fermentação é um processo pelo qual a matéria orgânica é parcialmente degradada e a energia química nela armazenada é liberada e utilizada na produção de moléculas de ATP (Adenosina trifosfato), em que ficará armazenada para ser utilizada posteriormente em diversas reações do organismo. (Disponível em: https://www.biologianet.com/biologia-celular/fermentacao.htm . Acesso em: 02 out.2023) De forma colaborativa, produzam um mapa mental, com base nos conhecimentos desta aula para cada tipo de fermentação: ● Láctica; ● Alcoólica; ● Acética. https://www.biologianet.com/biologia-celular/fermentacao.htm Foco no conteúdo Fermentações industriais O conhecimento da atividade dos microrganismos na conversão de determinadas substâncias em outras e da possibilidade do uso de grande variedade de substratos para obter vários produtos é relativamente recente. Desse conhecimento adveio a utilização em grande escala dos microrganismos para a produção de substâncias específicas, fazendo surgir diversas indústrias. Aplicando Além dos três principais processos de fermentação (alcoólica, fermentação láctica e fermentação acética), existem alguns utilizados em escala industrial como a fermentação butírica, oxálica e quimiossíntese. Pesquise a relevância econômica desses processos. O que aprendemos hoje? ● Analisamos os principais tipos de fermentação; ● Identificamos importâncias ecológicas e econômicas da fermentação. Localizador: 102199 1. Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br 2. Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”. 3. Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”. 4. Copie o localizador acima e cole no campo de busca. 5. Clique em “Procurar”. Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/ Tarefa SP http://tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br/ http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/ Referências SÃO PAULO (ESTADO). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Biologia – Ensino Médio – 1ª série – Volume 2. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp- content/uploads/2022/10/1serie-2sem-Prof-CNT.pdf. Acesso em: 20 jul. 2023. LEMOV, Doug. Aula nota 10 2.0: 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2018. Slides 4, 5, 6 e 7 – Fermentação acética: abordando transformações químicas e bioquímicas. Disponível em: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/14816/2/PB_COQUI_201 1_1_06.pdf Acesso em: 31 jul. 2023. https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/10/1serie-2sem-Prof-CNT.pdfhttps://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/10/1serie-2sem-Prof-CNT.pdf http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/14816/2/PB_COQUI_2011_1_06.pdf http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/14816/2/PB_COQUI_2011_1_06.pdf Referências Slides 8, 9 e 10 – “Xiii, o leite fermentou! Uma proposta de aula prática de Bioquímica para o Ensino Médio”. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/21/18/xiii-o-leite- fermentou-uma-proposta-de-aula-pratica-de-bioquimica-para-o-ensino- medio Acesso em: 31 jul. 2023 e “Os Processos de Fermentação”. Disponível em: https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informe s-da-graduacao/987-os-processos-de- fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20ferm enta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9ti ca. Acesso em: 31 jul. 2023 Slide 11 - Fermentação. Disponível em: https://www.biologianet.com/biologia-celular/fermentacao.htm Acesso em: 02 out. 2023 https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/21/18/xiii-o-leite-fermentou-uma-proposta-de-aula-pratica-de-bioquimica-para-o-ensino-medio https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/21/18/xiii-o-leite-fermentou-uma-proposta-de-aula-pratica-de-bioquimica-para-o-ensino-medio https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/21/18/xiii-o-leite-fermentou-uma-proposta-de-aula-pratica-de-bioquimica-para-o-ensino-medio https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informes-da-graduacao/987-os-processos-de-fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20fermenta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9tica https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informes-da-graduacao/987-os-processos-de-fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20fermenta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9tica https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informes-da-graduacao/987-os-processos-de-fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20fermenta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9tica https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informes-da-graduacao/987-os-processos-de-fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20fermenta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9tica https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/pt/graduacao/informes-da-graduacao/987-os-processos-de-fermentacao#:~:text=Existem%20tr%C3%AAs%20tipos%20de%20fermenta%C3%A7%C3%A3o,a%20l%C3%A1tica%20e%20a%20ac%C3%A9tica https://www.biologianet.com/biologia-celular/fermentacao.htm Referências Lista de imagens e vídeos Slide 3 - https://pixabay.com/pt/photos/padaria-p%C3%A3o- padeiro-avental-1868396/ e https://pixabay.com/pt/photos/bandeja-de-queijo-queijos-1433504/ Slide 9 - Adaptado de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CoriCycle-es.svg https://pixabay.com/pt/photos/padaria-p%C3%A3o-padeiro-avental-1868396/ https://pixabay.com/pt/photos/padaria-p%C3%A3o-padeiro-avental-1868396/ https://pixabay.com/pt/photos/bandeja-de-queijo-queijos-1433504/ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CoriCycle-es.svg Material Digital Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20