Power Point Alimentacao E Sustentabilidade

Unidade 4|Produção de alimentos e sustentabilidade

1- Microrganismos e indústria alimentar1.1 Fermentação e actividade enzimática

1Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano

Fermentação e actividade enzimática

Qual é a importância dos microrganismos na indústria alimentar?

Os microrganismossão essenciaisna produção de alimentos

Queijo

Vinho

Iogurte

Vinagre

Cerveja



Desde a Antiguidade que o Homem recorre aos microrganismos.

Considera-se que a produção de queijo (produzido a partir do leite de cabra coalhado) foi iniciada pelos árabes.

As referências ao vinho remontam há 3000 anos, tornando-se um importante produto comercial desde a Antiguidade

A produção de compotas e picles permite conservar os alimentos por longos períodos de tempo, pois os elevados teores de açúcar e ácidos inibem o crescimento da maioria dos organismos contaminante

A salga e a seca permitem desidratar os alimentos e inibir o crescimento de microrganismos



1.1 Fermentação e actividade enzimática

Qual o interesse dos fenómenos fermentativos na produção de alimentos?



Quais são os processos metabólicos que tornam os microrganismos úteis na indústria alimentar?



O ácido pirúvico pode ser degradado em álcool etílico,com a formação de CO2.É essencial na produção debebidas alcoólicas e pão, sendo realizado por leveduras.



Algumas bactérias podem degradar o álcool em ácido acético, diminuindo o pH dos alimentos. É essencial na formação do vinagre

Algumas bactérias podem degradar o ácido pirúvicoem ácido láctico, diminuindo o pH dos alimentos. É essencial na formação doiogurte



Respiração aeróbia



Que relação existe entre a actividade enzimática e os microrganismos?

As enzimas permitem aumentar a velocidade da reacção, sendo essenciais no metabolismo de todos os seres vivos.

No entanto, mesmo na presença de enzimas, a velocidade atinge um valor máximo, que se torna constante



Após a reacção, os produtos libertam-se e a enzima fica livre para reagir com mais reagentes, não se gastando neste processo

Como actuam as enzimas nas reacções?

A – Reacção de síntese (anabolismo)

O centro activo da enzima apenas reconhece os reagentes (substratos) específicos

Ocorrem interacções entre os reagentes e o centro activo da enzima



B – Reacção de análise (catabolismo)

As enzimas podem favorecer o estabelecimento de ligações químicas ou a sua ruptura.

É a estrutura molecular do centro activo que define a afinidade das enzimas aos seus substratos.

Este modelo de actuação enzimático designa-se por modelo de chave fechadura.



Depois de actuar, a enzima fica livre, podendoligar-se a novas moléculas de substrato



Ocorre uma diminuição da concentração dos substratos (reagentes), que são consumidos.

Pelo contrário, ocorre a produção de produtos a partir dos substratos.

As enzimas formam um complexo com os substratos, que deixa de existir no

final, quando a concentração de substratos é reduzida

A concentração da enzima livre diminui, mas retoma aos valores iniciais no final da reacção.



Muitas enzimas necessitam de outros compostos para actuarem

Apoenzima –parte proteica

Cofactores substância não proteica

Inorgânico –iões metálicos

Orgânico – coenzimas, por ex. enzimas

Apoenzima + cofactor holoenzima



Modelos de ligação enzima-substrato

Modelo de Fischer ou de chave-fechadura

Este modelo está em sintonia com a especificidade absoluta

Formação do produto –duas moléculas de glicose

O centro activo tem umaestrutura permanente onde

apenas pode ajustar-se um tipode substrato.



Enzima

Substrato

Substratoaproxima-se

do centroactivo

O substrato, ao ligar-se à enzima, induz alteração naestrutura da molécula, de

modo que os aminoácidos do centro activo se “moldam”, formando um centro activo

complementar.

O centro activoadquire a sua

estrutura inicial

Modelo de Koshland ou do encaixe induzido

Produtos

Este modelo explica a actividade de certas enzimas sobre substratosligeiramente diferentes.



Como é que as células, nomeadamente os microrganismos, regulam a actividade das enzimas?

Existem compostos que se ligam à enzima, afectando a sua funcionalidade:

Indutores

Inibidores

Indução

A ligação do indutor provoca modificações no centro activo,

permitindo a actuação enzimática



Inibição enzimática

Inibição irreversível

O inibidor combina-se permanentemente com a enzima,

através de ligações covalentes, tornando-a inactiva ou provocando a

sua destruição.

Muitos venenos são inibidores irreversíveis, como é o caso do DDT, do cianeto, do mercúrio …

enzima

inibidor

20Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano Fermentação e actividade enzimática

Inibição competitiva

O inibidor liga-se ao centro activo, competindo com o substrato, e diminuindo a actividade da enzima.

Inibição não competitiva

O inibidor liga-se ao centro alostéricoprovocando uma alteração do centro activo e a enzima deixa de ser activa.

Inibição reversívelO inibidor liga-se temporariamente à enzima, através de ligações fracas. Quando se dissocia,

a enzima torna-se activa e funcional.



Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias metabólicas?

O produto de uma reacção enzimática é o substrato da reacção seguinte.

Numa via metabólica, uma série de enzimas participam na conversão de um substrato a um produto final.



Controlo das vias metabólicas

Quando a concentração do produto final é elevada , esteliga-se ao centro alostéricoda primeira enzima dacadeia, bloqueando toda a sequência.

Quando a concentração do produto resultante dessa via,

começa a diminuir, as moléculas libertam-se do

centro alostérico, permitindoque a enzima se torne de novo activa, iniciando a actividade

catalítica.



Qual é a importância de conhecer os factores que afectam a actividade enzimática?

As enzimas são essenciais no metabolismo de todos os

organismos

É necessário conhecer os factores que afectam a actividade das enzimas, principalmente dos microrganismos associados à produção, conservação e tratamento dos alimentos.

Permitirá melhorar as condições de actuação dos microrganismos, de modo a melhorar a produção de alimentos.



A maioria das enzimas, nomeadamente as humanas, actuam para valores de temperaturas próximos de 37ºC

Para temperaturas elevadas ocorre a desnaturação definitiva das enzimas.

Só actuam para intervalos de

temperatura muito específicos, sendo

importantes na produção de alimentos.

Temperatura



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pH

O pH influencia a carga dos

aminoácidos que compõem a

enzima.

Como a carga é importante na estrutura tridimensional

dos centros activos, influenciará a actividade das

enzimas

Só actuam para intervalos de pH

muito específicos, sendo importantes

na produção de alimentos.

Concentração da enzima

O aumento do teor de enzimas permite aumentar a velocidade de

conversão dos produtos

Com o aumento da concentração de substrato verifica-se um aumento da velocidade.

Para concentrações elevadas, todos os centro activos ficam saturados, com estabilização da velocidade máxima.

Concentração do substrato

Factores que afectam a actividade enzimática



Classificação e nomenclatura das enzimas



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