Química INSA: Fermentação

Fermentação: processo capaz de transformar uma substância em outra a partir de micro-organismos

tais como fungos e bactérias.
Alguns exemplos de fermentação são: azedamento do leite, crescimento da massa do pão, fabricação de bebidas alcoólicas. A fermentação consiste em que uma substancia seja quebrada em compostos mais simples. Ela ocorre devido à ausência de oxigênio. É iniciada por enzimas formadas nas células dos organismos vivos. Uma enzima é um catalisador natural que provoca uma mudança química. A fermentação pode ser feita a partir de leveduras, que são fungos compostos de minúsculas células.

Fermentação de bebidas alcoólicas

A fermentação de um líquido é feita pela ação de micro-organismos, eles se alimentam de açúcar e expelem álcool.

No caso do vinho, que é obtido a partir da fermentação do suco de uva. A constituição química das uvas permite que estas fermentem sem que lhes sejam adicionados açúcares, ácidos, enzimas ou outros nutrientes. A fermentação das uvas é feita por vários tipos de leveduras que consomem os açúcares presentes nas uvas transformando-os em álcool. O controle da temperatura é fundamental para o crescimento e cultura das bactérias, não devendo exceder os 25 a 30 °C.

O contato com o ar deve ser evitado, pois ocorreria a oxidação do vinho.

Passada a etapa de fermentação, o vinho passará para o envelhecimento em barris, em geral, de carvalho.

O tempo de envelhecimento varia de uva para uva e, durante esse tempo, a acidez diminui e os vários componentes da uva passam a formar o corpo e a estrutura do vinho gerando a complexidade de seus odores e sabores. É uma das bebidas mais tradicionais, e relatos da Antiguidade já mostravam sua degustação por Reis e Faraós.

Teor alcoólico do vinho: 12%.

Para evitar que o vinho se transforme em vinagre, é feito o processo de pasteurização, ou seja, o aquecimento de garrafas em banho-maria.

A aclamada Cerveja, bebida popular, é obtida a partir da fermentação de cereais: lúpulo e principalmente cevada.

É uma bebida produzida a partir da fermentação de cereais, principalmente a cevada maltada.

A cerveja é resultado da fermentação alcoólica preparada de mosto de algum cereal maltado, sendo o melhor e mais popular a cevada.

A adição de açúcar é muito comum na produção.

Dentre os maltes, o de cevada é o mais freqüente usado devido ao seu alto conteúdo de enzimas, mas outros cereais maltados ou não maltados são igualmente usados, inclusive: trigo, arroz, milho, aveia, cevada e centeio.

A introdução do lúpulo foi relativamente recente na sua composição. Usa-se a flor do lúpulo para acrescentar um gosto amargo que equilibra a doçura do malte e possui um efeito antibiótico moderado que favorece a atividade da levedura de cerveja em relação a organismos menos desejados durante a fermentação. As leveduras, nesse processo, metabolizam os açúcares extraídos dos cereais, produzindo muitos compostos, incluindo o álcool e dióxido de carbono.

As cervejas costumam ter entre 4 a 5% de teor alcoólico

Fermentação em Panificação

Duas funções são principais na fermentação dos pães: 1- os microorganismos produzem gás que faz aumentar a massa, dando uma consistência esponjosa e porosa. 2- produzem substâncias aromáticas características dos pães. A fermentação da massa dos pães é feita através da levedura Saccharomyces cerevisiae. A função principal da levedura é fermentar o açúcar enquanto produzem dióxido de carbono.

Após quatro horas, a massa atinge sua atividade fermentativa máxima e, é então feito o seu cozimento para inativar as enzimas de levedura e obter o pão final.
Uma série de alterações ocorrem com a massa em função da fermentação. Assim, os alcoóis produzidos na fermentação podem se misturar em água e influenciam a natureza colóide das proteínas da farinha e alteram a tensão interfacial dentro da massa. Portanto, a fermentação deve ter um efeito acentuado na natureza do complexo do glúten.

Alimentos Orientais

Os alimentos orientais fermentados (japonês e chinês) são em sua maior parte um mix de mofos, leveduras e bactérias. O mais conhecidos é o molho shoyu.

Molho shoyu: O molho shoyu consiste na mistura de aminoácidos, peptídeos, polipeptídios, peptonas, proteínas, purinas, carboidratos, contendo ainda de 18 a 19% de sal. O princípio do processo consiste basicamente no feijão de soja e trigo. Na fermentação o Aspergillus aryzae é desenvolvido na formulação do fermento separado a uma temperatura de 25ºC a 30ºC durante três dias. Depois que o fermento se desenvolve ele é adicionado a massa de feijão de soja que esta em salmoura. O molho é agitado regularmente e mantido em tanques de fermentação durante seis meses até um ano para o completo processo de fermentação. Após este período, o molho é filtrado e pasteurizado (a 90 a 95°C) para a inativação das enzimas fermentativas, sendo em seguida embalado.

Alimentos Lácteos

Iogurte: Durante a fermentação, as bactérias do iogurte, S. termophilus e L. bulgaricus, crescem simbioticamente, produzindo acido lático e compostos aromáticos, além de formar o coágulo. No inicio da fermentação, a acidez do leite favorece o crescimento do S. termophilus, estimulado por alguns aminoácidos livres produzidos pelo L. bulgaricus, o que provoca um aumento de acidez. Ao se atingir aproximadamente 46º D, o meio se torna pouco propício ao S. termophilus, favorecendo o rápido desenvolvimento do L. bulgaricus, com produção de acetaldeído, o principal responsável pelo aroma característico do iogurte. Com o aumento de acidez, o ph se aproxima de 4,6, ponto isoelétrico da proteína do leite, e tem-se a coagulação.

Fermentação de combustíveis

Na Química, a substancia que contem hidroxilas (OH) ligadas ao átomo de carbono, é chamado de álcool. Para os economistas, o álcool é um importante combustível, pois não depende do petróleo. Essa substancia, é chamada também de combustível verde.

O álcool que produzimos aqui é o etanol, feito a partir da cana de açúcar.

Etanol

O etanol (álcool etílico) é uma substancia liquida, sem cor e com um odor agradável, quando diluído em água, o etanol possui um sabor doce, porem, na forma concentrada, é um poderoso combustível. Esse combustível, aqui no Brasil é formado com 96% de etanol e 4% de água.

Para produzir esse álcool, são necessários basicamente oito passos: Moagem, Liquefação, Sacarose, Fermentação, Destilação, Desidratação, Desnaturalização e Co-Produção.

- Moagem: moer a cana de açúcar, para deixá-la um melado;

-Liquefação: misturar esse melado em água e aquecê-lo;

-Sacarose: adicionam-se enzimas, para que converta a goma em açucares fermentáveis;

-Fermentação: são adicionadas leveduras para a fermentação, e após passar por alguns fermentadores a mistura se transforma em etanol e dióxido de carbono;

-Destilação: a mistura formada contém aproximadamente 10% de álcool, resíduos não fermentados e leveduras. O álcool vai sendo separado, em um sistema de multicolunas, dos resíduos e da água. No fim do processo, o álcool passa a ter 96% de pureza, e os resíduos podem ser aproveitados para gerar energia (biomassa).

-Desidratação: o restante da água é retirado, e com ela se cria o chamado álcool anidro, que é o álcool que misturamos na nossa gasolina;

-Desnaturalização: Mistura-se outra substancia com algum tipo de impureza (como por exemplo, a gasolina), para que não possa ser usado como consumo humano;

-Co-Produção: O dióxido de carbono que é produzido durante o processo é usado na produção de bebidas (por exemplo, o refrigerante) e as sobras sólidas são usadas como alimentos de animais e também como geradores de energia em biodigestores.

Usar um bicombustível nos traz muitas vantagens, como:

-Redução da dependência internacional

-Diminuição da poluição do ar

-Combustível renovável!

-Desenvolvimento do Nordeste, onde estão grande parte da nossa produção de cana

-Retenção do homem no campo

-Co-produção de eletricidade a baixo custo

-Utilização de uma infra-estrutura já existente

-Mercado estratégico frente ao mercado futuro do petróleo

-Posição favorável frente a futuros acordos de não agressão ao meio ambiente

-Menos emissão de poluentes como o chumbo

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