Power Point Alimentacao E Sustentabilidade

Unidade 4|Produção de alimentos e
sustentabilidade

1- Microrganismos e indústria alimentar
1.1 Fermentação e actividade enzimática

Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano
1
Fermentação e actividade enzimática

Qual é a importância dos microrganismos na indústria alimentar?

Queijo Os microrganismos
são essenciais Iogurte
na produção
de alimentos

Vinagre
Vinho

Cerveja

3

Desde a Antiguidade que o Homem
recorre aos microrganismos.

Considera-se que a As referências ao A produção de compotas A salga e a seca
produção de queijo vinho remontam há e picles permite conservar permitem
(produzido a partir 3000 anos, os alimentos por longos desidratar os
do leite de cabra tornando-se um períodos de tempo, pois alimentos e inibir o
coalhado) foi importante produto os elevados teores de crescimento de
iniciada pelos comercial desde a açúcar e ácidos inibem o microrganismos
árabes. Antiguidade crescimento da maioria
dos organismos
contaminante

4

1.1 Fermentação e actividade enzimática

Qual o interesse dos fenómenos fermentativos na produção de alimentos?

5

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

6

7

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

8

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

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

9

Respiração aeróbia

10

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

11

Como actuam as enzimas nas reacções?

O centro activo da
enzima apenas Ocorrem interacções
Após a reacção, os
reconhece os entre os reagentes e
produtos libertam-se e
reagentes o centro activo da
a enzima fica livre
(substratos) enzima
para reagir com
específicos mais reagentes, não
se gastando neste
processo

A – Reacção de síntese (anabolismo)

12

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.
13

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

14

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.

15

Muitas enzimas necessitam Cofactores substância
de outros compostos para não proteica
actuarem

Apoenzima – Inorgânico – Orgânico – coenzimas,
parte proteica iões metálicos por ex. enzimas

Apoenzima + cofactor holoenzima

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Modelos de ligação enzima-substrato

Modelo de Fischer ou de chave-fechadura

Formação do
produto –duas
moléculas de
glicose

O centro activo tem uma
estrutura permanente onde
apenas pode ajustar-se um tipo
de substrato.

Este modelo está em sintonia com a especificidade absoluta

17

Modelo de Koshland ou do encaixe induzido

Substrato Produtos

Enzima

O substrato, ao ligar-se à
Substrato
enzima, induz alteração na O centro activo
aproxima-se
estrutura da molécula, de adquire a sua
do centro
modo que os aminoácidos do estrutura inicial
activo
centro activo se “moldam”,
formando um centro activo
complementar.
Este modelo explica a actividade de certas enzimas sobre substratos
ligeiramente diferentes.
18

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

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

Indução

A ligação do indutor provoca
modificações no centro activo,
permitindo a actuação
enzimática

19

Inibição enzimática

Inibição irreversível

O inibidor combina-se
permanentemente com a enzima,
inibidor através de ligações covalentes,
tornando-a inactiva ou provocando a
sua destruição.

enzima

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

Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 20

Inibição reversível
O inibidor liga-se temporariamente à enzima,
através de ligações fracas. Quando se dissocia,
a enzima torna-se activa e funcional.

Inibição competitiva Inibição não competitiva

O inibidor liga-se ao centro activo, O inibidor liga-se ao centro alostérico
competindo com o substrato, e provocando uma alteração do centro
diminuindo a actividade da enzima. activo e a enzima deixa de ser activa.

21

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.

22

Controlo das vias metabólicas

Quando a concentração do
produto final é elevada , este
liga-se ao centro alostérico
da primeira enzima da
cadeia, bloqueando toda a
sequência.

Quando a concentração do
produto resultante dessa via,
começa a diminuir, as
moléculas libertam-se do
centro alostérico, permitindo
que a enzima se torne de novo
activa, iniciando a actividade
catalítica.

23

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.

24

Temperatura
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.

25

O pH influencia a
carga dos
aminoácidos que
pH
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.

26

Factores que afectam a actividade enzimática

Concentração da enzima

O aumento do teor de enzimas
permite aumentar a velocidade de
conversão dos produtos

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

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

27

Classificação e nomenclatura das enzimas

28

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