Os microrganismos e a indústria alimentar

Os microrganismos são utilizados há milénios na condução de processos com interesse comercial, sendo preferidos às plantas e aos animais por serem pouco diferenciados e por isso facilitarem a sua cultura em fermentadores. A diversidade metabólica e nutricional destes seres, associada à capacidade de se reproduzirem rapidamente, produzindo compostos de grande valor, confere-lhes uma importância fulcral na área da biotecnologia (Lima & Mota, 2003). Segundo estes autores, os microrganismos com maior importância industrial pertencem a dois

grandes grupos: fungos (incluindo levedura, como Saccharomyces cerevisiae e fungos

filamentosos como Aspergillus e eubactérias, incluindo gram negativas, como Escherichi coli e

gram positivas filamentosas, como as actinomicetas, ou não filamentosas, como bacillus). A biotecnologia ao serviço da indústria alimentar tem vindo a permitir melhorar a produção de alimentos, bem como a sua conservação. A utilização industrial de microrganismos tem em vista a produção de biomassa, por exemplo as leveduras são utilizadas para a panificação e as bactérias para a produção de lacticínios (Lima & Mota, 2003).

As leveduras podem ser produzidas em enormes quantidades através da tecnologia das indústrias da cerveja e do pão (Pelezar et al, 1980).

Os valores de pH e temperatura são variáveis que influenciam diretamente a atividade dos microrganismos, pois podem minimizar possíveis contaminações por outros microrganismos indesejáveis e podem afetar a morfologia das células, influenciando a produção desejada (Lima & Mota, 2003).

A observação dos microrganismos está dependente dos avanços a nível microscópico, uma vez que, não podem ser vistos a olho nu.

A este propósito, Limberger et al (2009) realizaram um estudo no Brasil, com alunos do ensino fundamental do colégio de Marista Champagnat, com o objetivo de avaliar as contribuições de atividades de carácter teórico-prático, no âmbito da microbiologia, para a alteração de conceções dos alunos sobre os microrganismos. Os resultados do estudo revelaram que, inicialmente, os alunos apresentavam uma visão negativa dos microrganismos, considerando todos esses seres prejudiciais para a saúde humana. Porém, após as atividades de observação destes seres, os alunos puderam perceber a importância dos microrganismos nos ecossistemas do nosso planeta, apesar de alguns serem patogénicos e daí a necessidade dos

41 cuidados de higiene que as pessoas devem ter.

Atendendo à importância da abordagem de temáticas em biotecnologia nas sociedades atuais, Gabriel (2012) desenvolveu um estudo em que pretendeu testar, conceber e otimizar AL em biotecnologia transponíveis para os contextos educativos e ainda conceber, implementar e avaliar uma ação de formação para professores de biologia/geologia, visando temáticas de biotecnologia. Participaram nessa ação de formação treze professores.

Os resultados obtidos com a 1ª parte do estudo permitiram concluir que, excetuando os trabalhos práticos em culturas in vitro de plantas, as restantes propostas de AL no âmbito das temáticas como: manipulação de DNA, atividade de bactérias do solo, leveduras em processos de fermentação alcoólica e atividade enzimática da catálase, não necessitam de material sofisticado para a sua realização, podendo até recorrer-se a equipamentos alternativos e técnicas simples, sendo por isso exequíveis em contexto escolar.

A ação de formação “Desenvolvimento de atividades práticas em biotecnologia numa perspetiva investigativa: um contributo na (re) orientação de ensino e aprendizagem de ciências” permitiu estimular e sensibilizar os professores para a necessidade da implementação de mudanças nas suas práticas docentes e criar condições para desenvolverem percursos investigativos no âmbito da biotecnologia.

2.4.1.1. Fermentação alcoólica e a produção de pão

O pão resulta da cozedura da massa de farinha com levedura. Esta ao produzir dióxido de carbono provoca o aumento de volume da massa e a diminuição de densidade, ao ficar aprisionada na matriz do glúten criando espaços vazios (Lima & Mota, 2003).

As leveduras são seres unicelulares e eucariontes, o citoplasma contem os organitos habituais dos organismos vegetais superiores não fotossintéticos: mitocôndrias, aparelho de golgi, retículo endoplasmático, ribossomas, vacúolos e grânulos de reservas. O núcleo é delimitado por uma membrana. As células estão protegidas por uma membrana rígida e, por isso, são imóveis. Para o crescimento, as leveduras necessitam de compostos orgânicos como fonte de carbono e energia, de compostos azotados para a formação de proteínas e ácidos nucleicos e de compostos minerais variados (Alcântara et al, 2001).

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glucose resultante do desdobramento do amido da farinha, por ação de enzimas libertadas na moagem e ativação pelo humedecimento (Lima & Mota, 2003). Durante a cozedura do pão, as temperaturas elevadas matam as leveduras e etanol e a água evaporam-se, resultando uma estrutura semirrígida (Lima & Mota, 2003).

O metabolismo oxidativo da glucose consiste em duas séries de etapas; a primeira que conduz à formação de ácido pirúvico e a segunda que permite a oxidação do ácido pirúvico com formação de dióxido de carbono e água. A primeira série de reações chama-se glicólise e pode conduzir à formação de ácido láctico ou etanol. Em microrganismos como a levedura, o ácido pirúvico é descarboxilado em dióxido de carbono e acetaldeído, por ação da enzima descarboxilase pirúvica, seguindo-se a redução do acetaldeído a etanol (Weil, 2000).

2.4.1.2. Fermentação láctica e a produção de iogurte e queijo

As bactérias, nomeadamente as lactobacterias das espécies Lactobacillus bulgaricus,

Lactobacillus cremoris, Streptococus lactis e Streptococus thermophilus, são fundamentais para a produção de lacticínios como o queijo e o iogurte (Lima e Mota, 2003). Nestas bactérias o ácido pirúvico, resultante da glicólise, é reduzido a ácido láctico, esta reação é catalisada reversivelmente pela enzima desidrogenase láctica (Weil, 2000).

O leite apresenta excelentes propriedades nutritivas para o crescimento de microrganismos, nomeadamente de bactérias lácticas, que realizam fermentação à temperatura ambiente. Desta fermentação resulta o ácido láctico que conduz à acidificação do leite e consequentemente à precipitação de proteínas, originando uma gama de produtos lácteos, de que se destacam o iogurte e o queijo (Lima & Mota, 2003).

A fermentação do leite para a produção de iogurte é efetuada por duas bactérias

termófilas, Lactobacillus bulgarius e Lactococus thermophilus. O iogurte apresenta uma acidez

de 0,9% (m/m) e um pH de 4,5, permitindo um tempo de armazenamento de 30 a 60 dias a 4ºc (Lima & Mota, 2003).

A produção de queijo consiste essencialmente no aumento da concentração das proteínas do leite, por ação de protéases específicas, que atuam a nível das ligações peptídicas. As protéases utilizadas inicialmente eram de origem animal (estômago de vitelo) ou vegetal (flores de cardo), no entanto, atualmente, são sobretudo de origem microbiana. Os

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microrganismos responsáveis pela acidificação do queijo são as bactérias lácticas. A escolha das bactérias lácticas depende do tipo de queijo a fabricar, as bactérias mesófilas, com temperatura ótima de 30ºC, são usadas em queijos do tipo camembert, gouda, blue, entre outros, as bactérias termófilas, com temperatura ótima de 45ºC são usadas para queijos suíços e italianos. Aquando da produção do queijo a maioria da lactose do leite é removida no soro, a coalhada retém apenas cerca de 1,5% (m/m) até ao final do fabrico.

2.4.1.3. Fermentação láctica e acética e a produção de picles

A conservação de alimentos através da acidificação é um processo bastante antigo. A acidificação, para além de permitir a preservação dos alimentos, contribui para melhorar a qualidade degustativa e estimular o consumo (Benevides & Furtunato, 1998).

O processo de produção de picles fermentado consiste em manter os legumes ou hortaliças em salmoura. O cloreto de sódio adicionado contribui, através do efeito osmótico, para a libertação de água e nutrientes das células dos legumes ou hortaliças. Estas condições constituem um meio ótimo para proliferação de bactérias lácticas (Fleming et al, 1995). As bactérias lácticas frequentemente encontradas neste tipo de alimentos são da espécie Leuconostoc mesenteroides, numa fase inicial da fermentação, uma vez que promovem as condições anaeróbias com o pH inicial, seguindo-se lactobacilos heterofermentativos (Lactobacillus brevis e Lactobacillus fermentum) e por fim os lactobacilos homofermentativos (Lactobacillus plantanum) (Raposo & Cols, 2007; Lima & Mota, 2003).

As bactérias das espécies de leuconostoc começam por usar a glucose e a frutose para o crescimento, formando ácido láctico, ácido acético, etanol, manitol e dióxido de carbono, por processo de fermentação láctica e fermentação acética A este processo segue-se a atuação das bactérias homofermentativas que continuam a fermentação até ser atingido um pH de 3.5 a 3.8 (Raposo & Cols, 2007).

Em suma, a valorização de conhecimentos sobre os processos metabólicos de alguns organismos é de extrema importância para a compreensão da sua utilização no fabrico de alimentos.

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