Atividade Prática: EM QUE CONDIÇÕES ÓTIMAS ATUAM AS LEVEDURAS

NA PRODUÇÃO DE PÃO

Conceitos chave ou pressupostos

Objetivo

Introdução Teórica

Fermentação Saccharomyces cerevisiae Amilase

Metabolismo Glúten Proteínas

Catabolismo Amido Temperatura

Observar a influência da temperatura na actividade das leveduras na produção de pão.

Produção de Alimentos A produção ou transformação de alimentos resultam de processos fermentativo, que estão dependentes do metabolismo de microorganismos envolvidos nestes processos. O metabolismo é o conjunto de todos os processos químicos realizados por um organismo, sendo que existem dois tipos de processos metabólicos: -Anabolismo: Conjunto de reacções que necessitam de energia para sintetizarem moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples. -Catabolismo: Conjunto de reacções que conduzem à degradação de moléculas complexas, formando-se moléculas mais simples e libertando-se energia. As reacções metabólicas envolvem a quebra e a formação de ligações químicas, porém é necessário fornecer a energia necessária para que a reacção se inicie (energia de activação). Porém uma reacção necessita de muita energia , sendo que pode durar anos até ocorrer completamente. Assim, as células recorrem a catalisadores, isto é, moléculas capazes de acelerar uma reacção química sem que nela sejam consumidos.Os catalisadores das células são as enzimas que actuam como biocatalizadores , uma vez que são proteínas especiais capazes de acelerar reacções químicas.

Data: 30/04/2012

Turma: 12º A

Identificação do Grupo:

Ana Catarina Martinho nº 2

Ana Maria Alves nº 3

Teresa Mafalda Pereira nº23

Saccharomyces Cerevisiae. Massa de pão.

A fermentação é um processo metabólico anaeróbio, realizado por certas espécies de bactérias e leveduras , durante a qual moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP. Existem duas etapas de fermentação: -Glicólise: A glicose é oxidada e formam-se duas moléculas de ácido pirúvico. O agente oxidante é o NAD

+ que é transformado

em NADH. O saldo energético é de duas moléculas de ATP. -Redução do ácido pirúvico : O ácido pirúvico , ou moléculas orgânicas que se formam a partir dele , são aceptoras dos electrões do NADH, o que permite regenerar o NAD

+. O NAD

+ pode assim , voltar a ser utilizado na oxidação da glicose com formação de 2

ATP. Os produtos finais da fermentação dependem da molécula orgânica que é produzida a partir do ácido pirúvico. Existem vários tipos de fermentação , que dependem da molécula orgânica que é aceptora do hidrogénio na fase de redução do ácido pirúvico. Os microrganismos que as realizam podem estar presentes em quantidade suficiente na matéria-prima ou podem ser adicionados como culturas puras ou culturas mistas e são influenciados pelas condições ambientais, como a temperatura , pH e composição atmosférica.

Fermentação Alcoólica A fermentação alcoólica caracteriza-se pela produção de grandes quantidades de etanol e dióxido de carbono. Este processo é

realizado por várias espécies de leveduras quando colocadas em condições de anaerobiose. Algumas bactérias são ,também ,

capazes de realizar esta via fermentiva. Porém na indústria alimentar utiliza-se, sobretudo, a levedura Saccharomyces

cerevisiae.

Neste tipo de fermentação o ácido pirúvico é convertido em etanol e dióxido de carbono em duas etapas:

1º- O ácido pirúvico é descarboxilado e forma-se o acetaldeído;

2º- O acetaldeído é reduzido pelo NADH a etanol

Este tipo de fermentação é responsável pela produção do pão.

Produção do Pão

O pão é constituído pelo miolo que é uma espuma, isto é , uma dispersão de gás numa fase sólida e pela côdea, mais escura e estaladiça. Os ingredientes fundamentais do pão são a farinha de trigo , a água , o sal e a levedura de padeiro. A farinha de trigo é constituída por vários compostos , porém os mais relevantes são : o amido e as proteínas. O amido ( 70% da farinha) é constituído por cadeias de glucose. As cadeias podem ser ramificadas – amilopectina- ou então lineares- amilose. Estas formam uma estrutura semi-cristalina resistente denominada de grânulo , que pode ter várias dimensões. Porém , existem na farinha enzimas – amilases- que aceleram a quebra de ligações entre os açúcares que constituem as cadeias do amido, produzindo açúcares livres. As proteínas do trigo diferem das dos outros cereais uma vez que a fracção não solúvel, composta por gliadinas e gluteninas, forma uma rede. Este processo ocorre quando se adiciona água à farinha e se amassa . Durante o processo de amassar , as proteínas que se encontravam originalmente enroladas desenrolam-se , pois a energia mecânica introduzida no processo de amassar provoca a quebra de algumas ligações químicas. Deste modo , as cadeias desenroladas estabelecem novas ligações , formando uma espécie de rede plástica , elástica e muito coesa denominada glúten.

Formação de glúten 1

A água é necessária , pois é nesta que os compostos solúveis se vão dissolver. Porém, a água liga-se também aos outros componentes, nomeadamente, às proteínas que vão constituir o glúten e ao amido, hidratando-os. Além do mais, é necessária em todas as reacções enzimáticas . O sal é solúvel em água , dissociando-se em iões sódio e cloreto . Estes apuram o sabor do pão , mas também reforçam as ligações entre as cadeias do glúten , tornando-o mais coeso. A levedura Saccharomyces cerevisiae é o microrganismo envolvido na produção do pão. As células desta levedura consomem os açúcares livres provenientes do amido e vão produzir álcool etílico e o dióxido de carbono ( e outros compostos) , sendo que estes conferem sabor e aroma ao pão. Esta levedura , em ambientes anaeróbios , irá realizar a fermentação alcoólica . O gás produzido vai-se acumular dentro da massa , sendo aprisionado pelo glúten ( que deverá ter a força adequada para reter o gás). A acumulação do gás leva à expansão da massa , devido à sua elasticidade. A massa vai crescer , podendo ficar com mais do dobro do seu tamanho.

Protocolo Experimental

Material

Métodos

Registo dos Resultados

- Três gobelés de 50 cm3. – Marcador para vidro.

- Quatro gobelés de 250 cm3. – 200 g de farinha.

- Folha de alumínio. – 9 g de fermento de padeiro (levedura).

- Estufa regulada para 30 graus Celsius. – Água (aproximadamente 40 cm3).

- Papel de limpeza.

1. Identificar cada um dos gobelés de 250 cm3 com A, B, C e D.

2. Pesar 50 g de farinha, adicione a levedura e cerca de 40 cm3 de água aos gobelés A, B e C.

3. Proceder de igual modo para o gobelé D, mas sem adicionar a levedura.

4. Amassar a massa de cada um dos gobelés.

5. Com a folha de alumínio, cubra os quatro gobelés.

6. Com um marcador para vidro, marcar a altura da massa em cada gobelé.

7. Colocar os gobelés A e D na estufa a 30 graus Celsius, o gobelé B no frigorífico e o gobelé C à

temperatura ambiente.

8. Assinalar a altura da massa em cada gobelé ao fim de 20, 40, 60 e 80 minutos e registar os

resultados.

Transformação da massa durante a fermentação:

Fotomicrografias da fermentação 2

A temperatura está relacionada com uma boa actividade da levedura , cuja a temperatura óptima ronda os 37ºC. A

temperaturas baixas, a actividade da levedura é quase nula. Deste modo , muitas vezes congela-se a massa panar , para que esta

possa ser utilizada mais tarde Porém , a temperaturas superiores a 65ºC a levedura morre.

Influência da Temperatura 3

Durante a fermentação a massa é manipulada algumas vezes para dividir e redistribuir as bolhas de gás e as células da levedura , de modo a ficarem uniformemente distribuídas .Por outro lado , impede-se que se criem tensões nalgumas cadeias de glúten que rodeiam as bolhas gasosas, provocadas por grandes quantidades de gás acumulado. Quando a massa atinge o volume desejado , é metida no forno , a temperaturas entre os 200ºC e os 220ºC , e inicia-se a fase da cozedura. Nesta fase verifica-se um grande aumento de volume da massa , pois à medida que o calor vai sendo conduzido através da massa , a temperatura desta vai aumentando , assim como a actividade das leveduras , o que resulta num aumento da produção de dióxido de carbono e expansão das bolhas de gás. Aos 60ºC ocorre a morte térmica das leveduras e a actividade enzimática entra em declínio . A esta temperatura , o amido começa a gelatinar e as proteínas a coagular. A água presente na rede glutínica é excluída e vai participar na gelatinização do amido. No pão, a gelatinização do amido não é completa, pois existe uma quantidade de água limitada. A temperatura e o tempo de cozedura são importantes. A gelatinização inicia-se por volta dos 65ºC. Com a desnaturação e coagulação do glúten , a cerca de 72ºC , a espuma solidifica , fixando a estrutura do miolo , que perde a capacidade de reter dióxido de carbono.

Gelatinização do amido 4

Algumas alterações que ocorrem na massa panar à medida que a sua temperatura vai aumentando:

Protocolo Experimental

Material

Métodos

Registo dos Resultados

Gobelé Ao fim de 20min Ao fim de 40min Ao fim de 60min

A 0.5 cm 1.5 cm Cresceu

B 0 cm 0 cm Igual

C 0 cm 0.5cm Cresceu

D 0 cm 0 cm Igual

Observações: Pode ser observado um ligeiro crescimento no gobelé D e B, devido às

alterações físicas resultantes das alterações de temperatura (aumento da temperatura

causa a dilatação da massa , enquanto que baixas temperaturas causam a contracção

da massa).

- Três gobelés de 50 cm3. – Marcador para vidro.

- Quatro gobelés de 250 cm3. – 200 g de farinha.

- Folha de alumínio. – 9 g de fermento de padeiro (levedura).

- Estufa regulada para 30 graus Celsius. – Água (aproximadamente 40 cm3).

- Quatro varetas

- Papel de limpeza.

1. Identifique cada um dos gobelés de 250 cm3 com A, B, C e D.

2. Pese 50 g de farinha, adicione a levedura e cerca de 40 cm3 de água aos gobelés A, B e C.

3. Proceda de igual modo para o gobelé D, mas sem adicionar a levedura.

4. Com uma vareta misture o conteúdo dos gobelés até este obter um aspecto de massa.

5. Com a folha de alumínio, cubra os quatro gobelés.

6. Com um marcador para vidro, marque a altura da massa em cada gobelé.

7. Coloque os gobelés A e D na estufa a 30 graus Celsius, o gobelé B no frigorífico e o gobelé C à

temperatura ambiente.

8. Assinale a altura da massa em cada gobelé ao fim de 20, 40 e 60 minutos e registe os resultados.

z

Discussão dos Resultados

Questões orientadoras

1. Qual o produto desejado na fermentação do pão?

2. De que forma ocorre a fermentação na produção de pão?

3. Qual foi o gobelé com levedura que menos cresceu? E o que mais cresceu? Justifique. Que podemos

concluir?

4. Por que razão o gobelé sem leveduras não apresenta crescimento da massa?

5. Por que razão os gobelés A e C apresentam bolhas de ar ? Porque é que o mesmo não se verifica nos

gobelés B e D?

1. O produto desejado é o CO2

2. O amido da farinha é hidrolisado em açúcares simples que são posteriormente

transformados em CO2 e etanol. O CO2 é o produto desejado, uma vez que faz crescer a

massa, dando ao pão uma textura porosa. A fermentação inicia-se com a adição das

leveduras (fermento de padeiro) e termina quando o calor do forno as mata. O calor provoca

a expansão do gás, a evaporação do álcool e dá estrutura ao pão.

3. O gobelé B foi aquele em que se observou um menor crescimento, enquanto que o gobelé A

apresentou o crescimento mais elevado. Este facto deve-se à existência de temperaturas

óptimas de actuação das enzimas existentes nas leveduras. Deste modo, podemos concluir

que a temperatura ideal das enzimas da levedura Saccharomyces cerevisiae é de

aproximadamente 37ºC.

Influência da Temperatura 3

4. As leveduras promovem o crescimento da massa, logo como este gobelé não as possuía, não

foi possível observar um crescimento. Uma vez que não ocorre fermentação, não irá existir a

libertação de CO2. Sem CO2 não existe a expansão da massa, porém as variações térmicas

podem levar a um crescimento reduzido da massa, sendo que a massa regressa ao volume

normal quando exposta à temperatura ambiente (inferior à temperatura da estufa)

5. A e C apresentam bolhas de ar, que resultam da libertação de CO2 produzido durante a

fermentação alcoólica por parte das leveduras. Aqueles que não apresentam bolhas de ar

são o B e o D. No caso do B, como este foi exposto a temperaturas muito baixas, as enzimas

das leveduras tornaram-se inactivas, não realizando fermentação, logo não existe a

produção de CO2. No caso do gobelé D, como este não possuía leveduras , não ocorreu a

fermentação que permitia a formação do gás.

Conclusão

Bibliografia

Com a realização desta actividade laboratorial podemos confirmar que as leveduras responsáveis

pela produção do pão possuem temperaturas óptimas que condicionam a sua actividade. Através do

gobelé A e do gobelé de controlo D foi possível concluir que a temperatura óptima ronda os 37ºC. O

gobelé B permitiu observar que as temperaturas baixas inibem o crescimento da massa. O gobelé C

verificou que à temperatura ambiente a actividade das leveduras é limitada , confirmando

novamente que a temperatura óptima aproxima-se dos 37ºC.

http://www.cienciaviva.pt/projectos/pollen/sessao6pao.pdf ( acedido a 24/ 04 / 2012)

Matias, Osório; Martins, Pedro; Biologia 12 Parte 2; Areal Editores 2011, 1º Edição

Silva Osório, Lígia; Preparar os Testes – Biologia – 12º ano; Areal Editores 2010