Respiração E Fermentação

A Fermentação é um processo anaeróbio de síntese de ATP (trifosfato de adenosina) sem o envolvimento da cadeia respiratória, etapa característica do processo de Respiração celular1 . No processo aqui tratado, o aceptor final de hidrogénios é um composto orgânico e por este motivo constitui um metabolismo contrastante com a Respiração Celular, em que os electrões são doados a aceptores de electrões exógenos, como o oxigénio, em uma cadeia transportadora de electrões. Dessa forma, trata-se de um mecanismo muito importante na obtenção de energia em condições anaeróbicas, uma vez que nestes casos não há o processo de fosforilação oxidativa para manter a produção de ATP.

Fermentação

Liberação de energia através da fermentação

A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do oxigénio (processo anaeróbio). A fermentação compreende um conjunto de reacções enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples, liberando energia. A glicose é uma das substâncias mais empregadas pelos microorganismos como ponto de partida na fermentação.

Nota: É importante perceber que as reacções químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise. A desmontagem da glicose é parcial, são produzidos resíduos de tamanho molecular maior que os produzidos na respiração e o rendimento em ATP é pequeno.

Glicólise

Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogénio e energia, por meio de várias reacções químicas.

O hidrogénio combina-se com moléculas transportadores de hidrogénio (NAD), formando NADH + H+, ou seja NADH2.

Tipos de Fermentação

Saccharomyces cerevisiae

Levedura - Fungo unicelular utilizado na fabricação de pães, bebidas alcoólicas em geral.

A fermentação é um processo utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas, pães e outros alimentos. Hoje sabemos que os processos fermentativos resultam da actividade de microorganismos, como as leveduras e certas bactérias.

Diferentes organismos podem provocar a fermentação de diferentes substâncias. O gosto rançoso da manteiga, por exemplo, se deve a formação de ácido butírico causado pelas bactérias que fermentam gorduras. Já as leveduras fermentam a glicose e as bactérias que azedam o leite fermentam a lactose.

Fermentação Alcoólica

As leveduras e algumas bactérias fermentam açucares, produzindo álcool etílico e gás carbónico (CO2), processo denominado fermentação alcoólica.

Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido pirúvico produzidas são convertidas em álcool etílico (também chamado de etanol), com a liberação de duas moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de ATP.

Esse tipo de fermentação é realizado por diversos microorganismos, destacando-se os chamados “fungos de cerveja”, da espécie Saccharomyces cerevisiae. O homem utiliza os dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico empregado há milénios na fabricação de bebidas alcoólicas (vinhos, cervejas, cachaças etc.), e o gás carbónico importante na fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade. Mais recentemente tem-se utilizado esses fungos para a produção industrial de álcool combustível.

Os fungos que fermentam também são capazes de respirar aerobicamente, no caso de haver oxigénio no meio de vida. Com isso, a glicose por eles utilizada é mais profundamente transformada e o saldo em energia é maior, 38 ATP, do que os 2 ATP obtidos na fermentação.

Fermentação Lática

Os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam fermentação láctica, em que o produto final é o ácido láctico. Para isso, eles utilizam como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite, que é desdobrado, por acção enzimática que ocorre fora das células bacterianas, em glicose e galactose. A seguir, os monossacarídeos entram nas células, onde ocorre a fermentação.

Cada molécula do ácido pirúvico é convertido em ácido láctico, que também contém três átomos de carbono.

O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido láctico formado e eliminado pelos lactobacilos. O abaixamento do pH causado pelo ácido láctico provoca a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho, usado na fabricação de iogurtes e queijos.

Fermentação Acética

As acetobactérias fazem fermentação acética, em que o produto final é o ácido acético. Elas provocam o azedamento do vinho e dos sucos de frutas, sendo responsáveis pela produção de vinagres.

Respiração aeróbia

Os processos fermentativos levam a formação de moléculas orgânicas pequenas, mas ainda capazes de liberar energia. Por exemplo, o álcool etílico, um dos produtos da fermentação da glicose, contêm quantidades razoáveis de energia liberáveis, tanto que é utilizado como combustível.

Nota: A respiração aeróbia consiste em levar a diante o processo de degradação das moléculas orgânicas, reduzindo-as as moléculas praticamente sem energia liberável. Os produtos da degradação inicial da molécula orgânica são combinados com o oxigênio do ar e transformados em gás carbônico e água.

O rendimento energético da respiração aeróbica

O processo de respiração aeróbica, é muito mais eficiente que a da fermentação: para cada molécula de glicose degradada, são produzida na respiração, 38 moléculas de ATP, a partir de 38 moléculas de ADP e 38 grupos de fosfatos. Na fermentação, apenas duas moléculas de ATP são produzidas para cada molécula de glicose utilizada. A eficiência da respiração em termos energéticos é, portanto, dezenove vezes maior do que a da fermentação.

A respiração aeróbica é um processo muito mais complexo que a fermentação. São necessários cerca de 60 passos metabólicos a mais, além dos nove que compõe a glicólise, para que uma molécula de glicose seja totalmente degradada a CO2 e H2O, em presença de O2.