O que é fermentação em química?

Fermentação é um processo usado para produzir vinho, cerveja, iogurte e outros produtos. Aqui está uma olhada no processo químico que ocorre durante a fermentação.

A fermentação é um processo metabólico no qual um organismo converte um carboidrato, como amido ou açúcar, em um álcool ou um ácido. Por exemplo, o fermento realiza a fermentação para obter energia convertendo açúcar em álcool. As bactérias realizam a fermentação, convertendo carboidratos em ácido lático. O estudo da fermentação é chamado zimologia.

O termo "fermento" vem da palavra latina fervere, que significa "ferver". A fermentação foi descrita por alquimistas do final do século XIV, mas não no sentido moderno. O processo químico de fermentação tornou-se objeto de investigação científica por volta do ano 1600.

A fermentação é um processo natural. As pessoas aplicavam a fermentação para produzir produtos como vinho, hidromel, queijo e cerveja muito antes de o processo bioquímico ser entendido. Nas décadas de 1850 e 1860,

A maioria das pessoas tem conhecimento de alimentos e bebidas que são produtos de fermentação, mas pode não perceber muitos produtos industriais importantes resultantes da fermentação.

• Cerveja
• Vinho
• Iogurte
• Queijo
• Certos alimentos ácidos que contêm ácido lático, incluindo chucrute, kimchi e calabresa
• Fermento de pão por fermento
• Tratamento de esgoto
• Alguma produção industrial de álcool, como os biocombustíveis
• Gás hidrogênio

A levedura e certas bactérias realizam a fermentação do etanol, onde o piruvato (do metabolismo da glicose) é dividido em etanol e dióxido de carbono. A equação química líquida para a produção de etanol a partir de glicose é:

C₆H₁₂O₆ (glicose) → 2 C₂H₅OH (etanol) + 2 CO₂ (dióxido de carbono)

A fermentação do etanol usou a produção de cerveja, vinho e pão. Vale ressaltar que a fermentação na presença de altos níveis de pectina resulta na produção de pequenas quantidades de metanol, que é tóxico quando consumido.

As moléculas de piruvato do metabolismo da glicose (glicólise) podem ser fermentadas em ácido lático. A fermentação com ácido lático é usada para converter lactose em ácido lático na produção de iogurte. Também ocorre nos músculos dos animais quando o tecido requer energia a uma taxa mais rápida do que o oxigênio pode ser fornecido. A próxima equação para a produção de ácido lático a partir da glicose é:

C₆H₁₂O₆ (glicose) → 2 CH₃CHOHCOOH (ácido láctico)

A produção de ácido lático a partir de lactose e água pode ser resumida como:

C₁₂H₂₂O₁₁ (lactose) + H₂O (água) → 4 CH₃CHOHCOOH (ácido láctico)

O processo de fermentação pode produzir gás hidrogênio e gás metano.

As arquéias metanogênicas sofrem uma reação de desproporção na qual um elétron é transferido de um carbonil de um grupo ácido carboxílico a um grupo metil de ácido acético para produzir metano e dióxido de carbono gás.

Muitos tipos de fermentação produzem gás hidrogênio. O produto pode ser utilizado pelo organismo para regenerar NAD⁺ de NADH. O gás hidrogênio pode ser usado como substrato por redutores de sulfato e metanogênios. Os seres humanos experimentam a produção de gás hidrogênio a partir de bactérias intestinais, produção de flatos.

• A fermentação é um processo anaeróbico, o que significa que não requer oxigênio para ocorrer. No entanto, mesmo quando o oxigênio é abundante, as células de levedura preferem a fermentação à respiração aeróbica, desde que haja um suprimento suficiente de açúcar.
• A fermentação ocorre no sistema digestivo de humanos e outros animais.
• Em uma rara condição médica chamada síndrome da fermentação intestinal ou síndrome da auto-cervejaria, a fermentação no trato digestivo humano leva à intoxicação pela produção de etanol.
• A fermentação ocorre nas células musculares humanas. Músculos podem gastar ATP mais rápido que o oxigênio pode ser fornecido. Nessa situação, o ATP é produzido pela glicólise, que não usa oxigênio.
• Embora a fermentação seja uma via comum, não é o único método usado pelos organismos para obter energia anaerobicamente. Alguns sistemas usam sulfato como o aceitador final de elétrons no cadeia de transporte de elétrons.

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