Fermentação

Fermentação é um processo realizado por alguns organismos para a obtenção de energia. Esse ocorre na ausência de oxigênio e também não apresenta cadeia receptora de elétrons, como ocorre na respiração anaeróbica.

O processo de fermentação é utilizado na produção de alimentos e medicamentos. A seguir, detalharemos como ele ocorre, apresentaremos a sua diferença em relação aos processos realizados na presença de oxigênio, além de sua importância econômica.

O que é fermentação?

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.

Esse processo é realizado por algumas espécies de fungos, bactérias, protistas, bem como por alguns tecidos animais e vegetais. A fermentação ocorre na ausência de oxigênio, ou seja, é um processo anaeróbio, e seu saldo energético é menor do que o obtido por meio de processos aeróbios (que ocorrem na presença de oxigênio), como veremos mais adiante.

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Como ocorre a fermentação?

O processo de fermentação inicia-se com a degradação da molécula de glicose, constituída por seis carbonos, em duas moléculas contendo três carbonos cada uma, denominadas piruvatos. Esse processo é conhecido como glicólise, ocorre no citosol das células e consiste em 10 reações que ocorrem em duas etapas.

Na primeira etapa, ocorre a fosforilação da glicose, que, ao receber fosfato proveniente de duas moléculas de ATP, torna-se quimicamente ativa. Nessa fase há, então, gasto de energia. Na segunda etapa, ocorre a oxidação da glicose, sendo o agente oxidante o  NAD⁺ (dinucleotídio nicotinamida e adenina), que será reduzido em NADH. A energia liberada nesse processo é utilizada para a produção de quatro moléculas de ATP. Como foram gastos dois ATP na primeira etapa, a glicólise apresenta um saldo energético final de dois ATP.

O piruvato permanece no citosol, recebe os elétrons do NADH e é convertido em lactato ou etanol e dióxido de carbono, dependendo do organismo que estiver realizando esse processo. Nele, o NAD⁺ é então reciclado e poderá ser utilizado novamente na glicólise.

Tipos de fermentação

Mediante seu produto final, a fermentação pode ser classificada de diversas formas. As principais formas de fermentação realizadas pelos organismos, sendo também as mais utilizadas pelas indústrias, são:

• Fermentação alcoólica

Nela o piruvato é reduzido a etanol (álcool etílico) num processo constituído por duas etapas. Na primeira, o piruvato é convertido em acetaldeído (constituído por dois átomos de carbono) e ocorre a liberação de dióxido de carbono. Em seguida, o acetaldeído é reduzido a etanol  pelo NADH.

A fermentação alcoólica é realizada por algumas bactérias, fungos e células vegetais. A equação balanceada da fermentação alcoólica é apresentada a seguir:

• Fermentação láctica

É realizada por algumas espécies de bactérias, fungos, protistas e células animais, por exemplo, nas células musculares humanas, quando o oxigênio é escasso. Na fermentação láctica, o piruvato é reduzido a lactato, um composto semelhante a ele. A equação balanceada da fermentação láctica é apresentada a seguir:

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Importância econômica da fermentação

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.

Atualmente a fermentação ainda é utilizada na produção de alimentos, podemos destacar, por exemplo, a utilização da fermentação láctica, na produção de iogurtes e queijos, e a fermentação alcoólica, na fabricação de vinhos, cervejas e pães. A fabricação do vinagre ocorre pela conversão de etanol em ácido acético e é conhecida como fermentação acética.

Além disso, a fermentação é utilizada também na fabricação de medicamentos, como antibióticos, entre outros produtos, como etanol (combustível), acetona e butanol (solventes).

Diferença entre fermentação e respiração celular

A fermentação e a respiração celular são processos realizados pelos seres vivos para a obtenção de energia. Embora ambos apresentem a mesma finalidade, ocorrem de formas diferentes. A fermentação é um processo anaeróbio, enquanto a respiração celular é um processo aeróbio.

A fermentação não apresenta uma cadeia de transporte de elétrons, como ocorre na respiração celular. O aceptor final de elétrons na fermentação é uma molécula orgânica, e na respiração celular, é o oxigênio. O processo de fermentação ocorre em apenas uma etapa, diferentemente da respiração celular, que ocorre em três.

O saldo energético final da fermentação, que é um processo de degradação parcial da glicose, é de duas moléculas de ATP. Já a respiração celular, na qual ocorre a degradação total da glicose, o saldo energético final é de 32 moléculas de ATP. Veja, a seguir, um quadro comparativo entre esses dois processos.