biotecnologia e inovaÇÃo na prÁtica
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S E T E L A G O A S
2020
BIOTECNOLOGIA E INOVAÇÃO NA PRÁTICA Orientador: Ubiraci G. P. Lana
Coorientadora: Gracielle T. C. P. Coelho
CARLA PRISCILA SOUZA COSTA
FUNDAÇÃO EDUCACIONAL MONSENHOR MESSIAS
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SETE LAGOAS – UNIFEMM MESTRADO PROFISSIONAL EM BIOTECNOLOGIA E GESTÃO DA
INOVAÇÃO
ROTEIRO DE AULA
11
Prefácio
O mundo está cada vez mais dinâmico, as distâncias se encurtam em
relação ao espaço tempo. Biotecnologia e inovação são instrumentos constantes em
nosso cotidiano, mas nem sempre os percebemos. Essa cartilha traz cinco aulas
experimentais que poderão ser utilizadas nos três anos do ensino médio, auxiliando
assim na mediação do ensino aprendizagem de maneira concreta, visando facilitar a
construção do conhecimento. Todas as aulas experimentais estão baseadas nas 10
competências gerais (Figura 1) da nova BNCC, que são elas:
Figura 1: Competências gerais da BNCC
Fonte: Brasil (2019)
12
Atividade proteolítica de enzimas presentes em produtos de limpeza...................52
Simuladores online de sequenciamento genético.....................................................65
Utilização de resíduos orgânicos para produção de biogás e fertilizante natural,
através de biodigestores..............................................................................................76
Produção de fermento natural.....................................................................................90
Extração de DNA de plantas.....................................................................................100
Sumário
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BIOTECNOLOGIA E INOVAÇÃO NA PRÁTICA
ROTEIRO DE AULA EXPERIMENTAL PARA ENSINO MÉDIO
SETE LAGOAS
2020
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Atividade proteolítica de enzimas presentes em produtos
de limpeza
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Competência básica segundo BNCC 2019
1. Conhecimento: valorizar o conhecimento crítico científico sobre o mundo físico,
social e cultural.
2. Pensamento científico, crítico e criativo: exercitar a curiosidade intelectual e
utilizar as ciências com criticidade.
Duração: 100 minutos
Roteiro
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Material e métodos
• 5 diferentes produtos de limpeza.
• 7 béckrsou copinhos de café transparentes.
• 7 canudos plásticos.
• 1 pipeta, bécker fracionado ou copinho de remédio que meça 10 mL.
• 1 pacote de gelatina incolor.
• 200 mL de água.
• Colher de chá ou balança.
• Forno micro-ondas ou outra fonte de calor.
• Amaciante de carne.
• Canetinha.
➢ Selecione cinco produtos de limpeza, que nesse caso são sugeridos: detergente
em pó, detergente líquido, sabão em barra, desinfetante e produto multiuso ou
simulares. Dissolva os sólidos (1/2 colher de chá ou 5 mg) em 3 mL de água. Coloque
cada produto em um bécker com identificação e reserve.
Figura 1. Exemplos de produtos de limpeza que podem ser utilizados para avaliação de
atividade proteolítica
Fonte: adaptado https://www.tendaatacado.com.br/limpeza
Material e métodos
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➢ Em seguida, em outro recipiente dissolver aos poucos o pó de um pacote de
gelatina incolor em 200 mL de água em temperatura ambiente e colocar essa solução
no forno de micro-ondas por 30 segundos, em potência alta.
➢ Após o aquecimento e total solubilização da gelatina, adicionar 10 mL da mesma
em cada um dos béckers com os produtos de limpeza.
➢ Para comparação, preparar dois controles: um negativo e outro positivo,
descritos no quadro abaixo.
A ocorrência ou não da atividade proteolíticas das enzimas serão avaliadas
por meio da textura da gelatina.
Se após a mistura dos materiais de limpeza ela estiver se enrijecido
como o controle negativo significa que não tem enzimas proteolíticas.
Se sua textura estiver parecida com o controle positivo significa que
tem a presença das enzimas proteolíticas.
➢ Para analisar a viscosidade inicial do meio (antes de ir à geladeira),
introduzir levemente, em cada béquer, um canudo plástico e demarque, no próprio tubo,
até onde os canudos se inseriram.
➢ Retire os canudos e deixe os tubos à temperatura ambiente por 10 min.
Após esse período, cada béquer deverá ser colocado na geladeira por 25 minutos para
solidificar.
O controle negativo, produzido apenas com gelatina e água, funciona como o
“padrão de não ocorrência de proteólise”. Preparar com 3 mL de água e 10 mL de
gelatina já solubilizada.
O controle positivo, feito com amaciante de carne que contém a enzima
proteolítica papaína que hidrolisa a gelatina, funciona como o “padrão de ocorrência
de proteólise”. Misturar 3 mL de amaciante de carde e 10 mL de gelatina já
solubilizada.
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➢ Retirar da geladeira após os 25 minutos e introduzir novamente os
canudos. Anotar com canetinha de outra cor até onde os canudos se inseriram nos
tubos.
Os produtos que contém enzimas proteolíticas deixarão a gelatina com
textura líquida.
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Analisando
1. O que são enzimas proteolíticas?
2. Quais produtos de limpeza apresentam enzimas proteolíticas? Como é
possível chegar a essa conclusão?
3. Relacione a finalidade de uso de cada um dos produtos com a presença
ou ausência de enzimas proteolíticas.
4. Além das descritas no texto, quais são as outras finalidades das enzimas
proteolíticas?
5. Somente enzimas proteolíticas seriam eficientes na remoção de manchas
de gordura? Explique.
6. Para retirada de manchas de tomate Qual dos produtos testados seriam
mais eficientes na remoção de manchas de tomate? Como chegou a essa conclusão?
7. As reações que utilizam as enzimas proteolíticas são mais rápidas ou
mais lentas em relação aquelas que não têm a presença de tais substâncias?
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Você sabia que a célula é uma unidade formadora dos seres vivos? E que elas
produzem enzimas?
A célula é uma estrutura comandada pelo ácido desoxirribonucleico que
chamamos de DNA, fundamental para o fluxo da informação genética que envolve os
processos de replicação, transcrição e tradução. Na transcrição e tradução do DNA, são
usados como estruturas auxiliares e fundamentais os ácidos ribonucleicos (RNAs), que
ajudam na conclusão das tarefas que darão origem às proteínas (JUNQUEIRA;
CARNEIRO, 2004).
A produção de proteínas (síntese de polipeptídios) requer as informações
contidas no DNA. Nas células eucariontes praticamente toda a síntese proteica ocorre
no citoplasma. A RNA polimerase (RNAp) quebra as ligações entre as duas fitas de
DNA para que o RNA mensageiro (RNAm) consiga transcrever as informações contidas
e levá-las ao citoplasma, (Figura 2) (NELSON; COX, 2014).
Figura 2. Principais etapas para produção de proteínas
Fonte: adaptado https://www.youtube.com
1- RNAp separa as fitas de DNA e o RNAm é sintetizado;
1 2
3 4
Aminoácido +
RNAt
RNAm Ribossomo +RNAr
RNAp
P
RNA
m
Aminoácid
o + RNAt
RNAm Proteína
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2- Depois de transcritos, os RNAm se direcionam ao citoplasma onde é feita a tradução
das informações. Essa tradução tem a participação dos ribossomos, RNA ribossomal
(RNAr), RNA transportados (RNAt) e aminoácidos;
3- Os aminoácidos são transportados até o ribossomo com o auxílio do RNAt, que é
selecionado de acordo com a fita do RNAm;
4- E assim é produzida a proteína (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2000).
As proteínas intracelulares e extracelulares permitem que o DNA determine
as características dos indivíduos hereditariamente, através da comunicação entre as
células e processos metabólicos, que desencadearam respostas específicas
(MARTINS; SILVA, 2006; CARVALHO, 1997). Além disso, elas exercem diversas
funções no metabolismo dos seres vivos e podem atuar como enzimas (REETA, 2015).
As enzimas
As enzimas são moléculas que trazem em seu nome um prefixo que indica a
reação que elas catalisam mais e um sufixo “ase”. Desta forma, a lipase é a enzima que
quebra lipídios, protease quebra proteínas, lactase quebra lactose e assim por diante
(NATURE, 2010). Em várias reações bioquímicas são usadas enzimas que tem
natureza proteica, tendo como função ser um catalisador biológico. São de imensa
importância biotecnológica, aceleram reações específicas e tem grande versatilidade
(AEHLE, 2017). No organismo humano, as células dependem das milhares de enzimas
que catalisam as reações do metabolismo, ligando-se a substratos e reunindo-os para
que a reação ocorra efetivamente em menor tempo (NATURE, 2010).
As enzimas aceleram as reações químicas sem ser consumida e seu
funcionamento consiste em diminuir a energia de ativação dos regentes, diminuindo
assim o tempo da reação (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2000) (Figura 3).
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Figura 3. Representação de reação química com e sem catalisador
Fonte: adaptado https://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/705.htm.
As reações catalisadas têm menor energia de ativação que a não catalisada.
Assim, as reações ocorrem mais rapidamente, pois a enzima liga-se aos reagentes
facilitando a transformação em produto (Figura 4) (Nature, 2010).
Figura 4. Caminho de uma reação química. Em verde uma reação catalisada por
enzimas e em vermelho a mesma reação sem o catalisador.
Fonte: adaptado https://www.nature.com/scitable/ebooks/essentials-of-cell-biology-
14749010/122996980
Reações catalisadas sempre tem
curva de reação menor.
Quanto maior o pico da reação mais demorada
ela será.
Quanto menor o pico
da reação mais rápida
ela será.
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Existem enzimas que são capazes de degradar ligações peptídicas de
cadeias proteicas, que são chamadas, proteases. Uma reação catalisada pode ser
representada por hidrólise de cadeia, onde cadeias polipeptídicas e aminoácidos podem
ser gerados como produtos imediatos da reação (NELSON; COX, 2014). Entre os
importantes processos biológicos que são feitos através delas, estão a morte celular, a
coagulação sanguínea, a digestão proteica e a diferenciação tecidual. Até as proteínas
que constituem as estruturas de nossas células são regularmente degradadas por
proteases e, seus produtos, reaproveitados pelo organismo. Já nos vegetais, as
enzimas proteolíticas estão diretamente relacionadas com os processos de germinação
da semente, amadurecimento, diferenciação celular e morte celular (LIMA et al., 2008).
Com o conhecimento da natureza das enzimas e do seu poder catalítico, seu
uso estendeu-se gradualmente a várias áreas, como na produção de alimentos, na
fabricação de detergentes e nas indústrias têxtil e médico-farmacêutica (CABRAL,
2013; REETA; PATEL, 2015), também como amaciantes de carnes, na estabilização de
cervejas e vinhos, fabricação de couro, auxiliares digestivos e produção de hidrolisados
proteicos (AEHLE, 2017). Nos detergentes em pó essas enzimas passaram a ser
utilizadas a partir da década de 60 (Figura 5).
Figura 5. Linha do tempo de avanços tecnológicos do sabão
Fonte: adaptado Polyorganic Tecnologia Ltda. https://polyorganic.com.br/porque-usar-
enzimas-em-alvejantes-e-detergentes-em-po-para-roupas
Adição de enzimas ativas: maioria extraída de microrganismos
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Grande parte das enzimas utilizadas comercialmente (aproximadamente
90%) é de origem microbiana extracelular, tendo como exemplos proteases, pectinases,
celulases e hemiceluloses (CABRAL, 2013; REETA; PATEL, 2015). Detergentes
comuns e os fabricados antes da década de 60 possuiam tensoativos iônicos, que são
moléculas com característica dupla, onde parte de sua estrutura possui alta afinidade
com a água, podendo assim ser arrastada pela mesma, e a outra parte afinidade com
substâncias apolares, como óleos e gorduras (BORSATO; MOREIRA; GALÃO, 2004).
Assim a limpeza é feita através do arraste da sujeira por emulsão.
A nova linha de detergentes para a higienização e limpeza, passou a utilizar
em suas fórmulas tamponantes sequestrantes, dispersantes, alcalinizantes, anti-
redeposintantes, auxiliares de remoção de sujeiras específicas, oxidantes (alvejantes) e
as enzimas (DALTIN, 2011). A indústria de detergentes é a maior indústria individual
para o uso de enzimas, necessitando de 25-30% do total produzido. Cerca de metade
dos detergentes disponíveis no mercado contêm enzimas em suas formulações, no
entanto, raramente a informação é publicada nas formulações (REETA; PATEL, 2015).
25
REFERÊNCIAS
AEHLE, W. Enzymes in Industry: Production and Applications, 2007. Disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9783527617098 julho 2019.
BORSATO, D., MOREIRA, I., GALÃO, O. F. Detergentes naturais e sintéticos: um guia técnico, Londrina, EDUEL, 2°edição, 2004.
CARVALHO, W. A. et al. Biologia molecular dos receptores farmacológicos e seus sistemas efetores de interesse em anestesiologia. Revista Brasileira de Anestesiologia, v. 47, n. 2, p. 152-167, 1997.
CABRAL, J. M. S.; AIRES-BARROS, M.R.; GAMA, M.; Engenharia Enzimática, Lidel Edições Técnicas: Lisboa, 2003.
DALTIN, D. Tensoativos: química, propriedades e aplicações, São Paulo, Blucher, 2011.
JUNQUEIRA.L.C; CARNEIRO, José. Biologia celular e Molecular. 7ª Edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000.
JUNQUEIRA.L.C; CARNEIRO, José. Histologia básica. 10ª Edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004.
LIMA, S. L. T. et al. Estudo da Atividade Proteolítica de Enzimas Presentes em Frutos, química nova na escola nº 28, maio de 2008.
MARTINS; SILVA J. Bioquímica da Informação Genética, Fac. Med. Univ. Lourenço Marques 1972/73 (reediçãofac-simile em cinco volumes), Publ. Ciência e Vida, Lisboa, 2006.
NATURE EDUCATION. Protein function. Cambridge. Disponível em: <http://www. nature.com/scitable/topicpage/protein-function-14123348>. Acesso em: 22 jul. 2019.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios da bioquímica de Lehninger. Tradução: Ana Beatriz Gorini da Veiga ... et al.]; revisão técnica: Carlos Termignoni– 6. ed. – Dados eletrônicos. – Ed. Artmed Porto Alegre, 2014.
REETA R. S.; ANIL K. P.; LEYA, T; MANDAVI G; BALENDU S. G.; ASHOK P. (2015). Industrial Enzymes. 10.1016/B978-0-444-63453-5.00015-X.
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Simuladores online de sequenciamento genético
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Competências gerais segundo BNCC 2019
1 Pensamento científico crítico e criativo: exercitar a curiosidade intelectual e
utilizar as ciências com criticidade e criatividade.
2 Cultura digital: compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de forma crítica,
significativa e ética.
Duração: 150 minutos
Roteiro
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Material
• Computador com internet
Acesse o endereço do BLAST: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
Para essa aula utilizaremos a ferramenta Basic Local Alignment Search Too l
(BLAST), que faz o alinhamento de sequências genéticas que estão no banco
de dados do NCBI e é utilizada por cientistas do mundo inteiro para a
identificação de sequências genéticas, usando o alinhamento genético.
A sequência deve ser informada no campo indicado. Após digitada a
sequência o BLAST realiza buscas no banco de dados, gerando o resultado que estiver
com melhor grau de semelhança.
Vamos conhecer um pouco da ferramenta digital
Na página inicial do BLAST (Figura 1) você encontrará algumas ferramentas,
incluindo a Basic BLAST. Ao selecionar o programa blastn, surgirá uma página que
possui vários campos de preenchimento entre eles teremos:
Figura 1. Página inicial do BLAST
Fonte: Adaptado https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
Material e métodos
Proteínas Nucleotídeos
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➢ Enter Query Sequence: neste campo, adicionamos a sequência que se
deseja identificar no banco de dados ( representado em laranja na figura).
➢ Choose Search Set: aqui selecionaremos o organismo que
queremos identificar para restringir a consulta. Ex: para sequências humanas
devemos selecionar a opção “Human genomic + transcript”. Para sequências de
outras espécies, como exemplo a bactéria E. coli, o campo selecionado deve ser
“Others (nr etc)” e acrescente “Escherichia coli” no campo “Organism” (Figura 2).
Figura 2. Página do tblastn
Fonte: adaptado https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM
=tblastn&PAGE_ TYPE =BlastSearch&LINK_LOC=blasthome
➢ Program Selection: Neste campo é determinada a precisão do
alinhamento buscado, esses se diferem pelo algoritmo matemático da sequência
informada com a existente no banco de dados.
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➢ Highly similar sequences (megablast): compara as sequências com o uso
de percentagem de identidade > 95%. Essa ferramenta se torna importante quando
temos dois organismos de mesma espécie.
➢ More dissimilar sequences (dis contiguous megabla st): utiliza a
ocorrência de mismacht sendo utilizado em comparações entre espécies distintas.
➢ Somewhat similar sequences (blast): promove um alinhamento lento.
(AMARAL; REIS; SILVA, 2007).
Após selecionar os parâmetros mais eficazes para sua busca, clique no
botão “BLAST” assim a busca será iniciada. Após a varredura estar completa,
aparecerá uma tabela no campo “Graphic summary” com os resultados da consulta no
banco de dados mundial, sendo a classificação de acordo com as comparações feitas
no alinhamento fornecido, dividido em cinco cores (Color Key for Alignment Score).
Cada linha colorida, representa um resultado do alinhamento. Scores acima
200 são considerados com bastante semelhança, ou seja, a sequência digitada é
matematicamente relevante e similar a alguma sequência do banco de dados. Para
indicar a sequência mais próxima da que foi buscada devemos observar o valor máximo
de score (Max score) na seção “Descriptions”, que tem uma tabela com essa indicação.
Na maioria das buscas, a primeira sequência é também a com maior valor de score,
então essa é a que nos interessa. Nesta tabela aparecem outras colunas, uma delas é
a Query cover que demostra a cobertura do código genético informado comparado ao
da base de dados em porcentagem. Assim, poderemos saber se são 100% idênticos à
sequência que apresentamos.
Para identificar aminoácidos o processo é parecido, mas agora
escolhemos o blastp (Figura 3.)
➢ No campo “Program Selection”, a opção a ser escolhida é a “blastp
(protein-protei n BLAST)”, nesse caso a espécie do ser vivo não interfere nos
resultados pois ele simplesmente compara sequência de aminoácidos
(HENIKOFF,1992).
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Figura 3. Pagina do blastp.
Fonte: adaptado https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM=blastp&
PAGE_TYPE=BlastSearch&BLAST_SPEC=&LINK_LOC=blasttab&LAST_PAG
E=tblastn
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Analisando
1) Defina nucleotídeos e aminoácidos.
2) Qual a relação entre as proteínas e o DNA?
3) Como são sintetizadas as proteínas?
4) Você já ouviu falar na ferramenta BLAST? Se não faça uma pesquisa sobre ele.
5) Você está com uma sequência de nucleotídeos, entretanto, você desconhece a
origem da mesma. Você utiliza o programa “nucleotídeo blast” na tentativa de identificar
esta sequência. Quais as opções de “Choose Search Set” e “Program Selection” você
irá utilizar e por quê?
6) Por que existe um comitê de ética para o uso de material genético que é descrito
na RESOLUÇÃO Nº 340, DE 8 DE JULHO DE 2004?
7) A sequência abaixo é das bases nitrogenadas g=guanina, c = citosina, t= timina
e a= adenina. Qual organismo se refere? Pesquise sobre esta espécie.
8) >seq1
gcagcccaggcaggtttcaacgcaggtgatgggcaccgctacttcaacatccccgggtcgcgcacagcagacatggctg
aggtggagaccaccaccaacgtgggcgtgcccggccgctgggcgtttagaatcgatgatgcccaggtgcgcgtggggg
gctgcggccatacaacctctgtgtgcctggtcctgcgtccatgcctcaatggtggcaagtgcattgatgactgtgtcacgggc
aatccctcttacacctgttcctgtctcgctggcttcacaggccggagatgccacctggatgtgaacgagtgtgcttcccacccc
tgtcagaatggtgggacctgcacccatggtgtcaacagcttcagctgccagtgcccagccggcttcaagggacccacctgt
gaatcggcccaatct
9) A sequência de aminoácidos informada a seguir foi obtida a partir de fígado de
rato. Qual a proteína relacionada?
>seq 01
MLKFRTVHGGLRLLGIRRTSTAPAASPNVRRLEYKPIKKVMVANRGEIAIRVFRACTELG
IRTVAIYSEQDTGQMHRQKADEAYLIGRGLAPVQAYLHIPDIIKVAKENNVDAVHPGYGF
LSERADFAQACQDAGVRFIGPSPEVVRKMGDKVEARAIAIAAGVPVVPGTDAPITSLHE
AHEFSNTYGFPIIFKAAYGGGGRGMRVVHSYEELEENYTRAYSEALAAFGNGALFVEK
FIEKPRHIEVQILGDQYGNILHLYERDCSIQRRHQKVVEIAPAAHLDPQLRTRLTSDSVKL
AKQVGYENAGTVEFLVDRHGKHYFIEVNSRLQVEHTVTEEITDVDLVHAQIHVAEGRSL
33
PDLGLRQENIRINGCAIQCRVTTEDPARSFQPDTGRIEVFRSGEGMGIRLDNASAFQGA
VISPHYDSLLVKVIAHGKDHPTAATKMSRALAEFRVRGVKTNIAFLQNVLNNQQFLAGT
VDTQFIDENPELFQLRPAQNRAQKLLHYLGHVMVNGPTTPIPVKASPSPTDPVVPAVPI
GPPPAGFRDILLREGPEGFARAVRNHPGLLLMDTTFRDAHQSLLATRVRTHDLKKIAPY
VAHNFSKLFSMENWGGATFDVAMRFLYECPWRRLQELRELIPNIPFQMLLRGANAVGY
TNYPDNVVFKFCEVAKENGMDVFRVFDSLNYLPNMLLGMEAAGSAGGVVEAAISYTG
DVADPSRTKYSLQYYMGLAEELVRAGTHILCIKDMAGLLKPTACTMLVSSLRDRFPDLP
LHIHTHDTSGAGVAAMLACAQAGADVVDVAADSMSGMTSQPSMGALVACTRGTPLDT
EVPMERVFDYSEYWEGARGLYAAFDCTATMKSGNSDVYENEIPGGQYTNLHFQAHS
MGLGSKFKEVKKAYVEANQMLGDLIKVTPSSKIVGDLAQFMVQNGLSRAEAEAQAEEL
SFPRSVVEFLQGYIGVPHGGFPEPFRSKVLKDLPRVEGRPGASLPPLDLQALEKELVD
RHGEEVTPEDVLSAAMYPDVFAHFKDFTATFGPLDSLNTRLFLQGPKIAEEFEVELERG
KTLHIKALAVSDLNRAGQRQVFFELNGQLRSILVKDTQAMKEMHFHPKALKDVKGQIGA
PMPGKVIDIKVVAGAKVAKGQPLCVLSAMKMETVVTSPMEGTVRKVHVTKDMTLEGDD
LILEIE
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O que é genética?
Genética é uma parte da ciência que estuda a hereditariedade e os
mecanismos de transmissão e mutações das características de uma espécie que são
passados de geração em geração, além da importância delas na constituição dos seres
e na construção de biotecnologias. A genética é a base para o desenvolvimento de
biotecnologias e também fomenta as ferramentas para a construção das técnicas de
biologia molecular (CASAGRANDE, 2006). Simplificadamente, é ela que determina o
fenótipo dos seres vivos, todos eles desde a cor dos cabelos até seu biótipo físico.
A genética se iniciou com Gregor Johann Mendel) que era um frade
agostiniano. Seu objeto de estudo foram ervilhas, onde descreveu, em 1865, o que
chamamos hoje de herança mendeliana (CÉSAR; SEZAR; CALDINI, 2010).
Figura 1. Gregor Mendel, considerado o iniciador da genética.
Fonte: adaptado https://pontobiologia.com.br/entendendo-leis-mendel/
Vários outros estudiosos discorreram sobre a herança genética antes e
depois de Mendel. Até que em 1900 começaram a dar crédito para a genética e
começaram os experimentos sucessivos utilizando os princípios mendelianos (DUDEK,
2009).
Eu estudei sete características das ervilhas para criar
minhas leis.
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No início do século XX, a genética passou a fazer parte da medicina, quando
Garrod e outros estudiosos perceberam que as leis de hereditariedade mendelianas
eram suficientes para explicar a repetição de alguns transtornos nas famílias. Durante
os 100 anos posteriores, a genética passou de uma pequena subespecialidade médica,
onde se preocupava apenas com transtornos, para uma especialidade importante, onde
se trata e realiza diagnóstico das mais variadas doenças, sejam elas comuns ou raras.
Isso se tornou ainda mais visível no início do século XXI, quando concluiu o Projeto
Genoma Humano (PGH), que foi um empreendimento internacional para decifrar a
sequência completa do genoma humano, que é a soma total de informações genéticas
(THOMPSON; THOMPSON, 2008).
O PGH teve como objetivo o sequenciamento dos 3,1 bilhões de bases
nitrogenadas. Uma sequência de nucleotídeos forma o DNA que em conjunto formam o
genoma. O DNA é constituído por três componentes (Figura 2), a molécula de fosfato, o
1915 - Aplicam os princípios básicos de Mendel em vários
organismos;
1925 - Thomas Hunt Morgan apresenta os conceitos
mendelianos que são amplamente aceito pela sociedade
acadêmica;
1940 - Inicia-se investigação sobre as propriedades físicas
dos genes;
1950 - Suspeitam que o DNA é parte dos cromossomos
onde contém os genes.
1955- Descoberta da dupla hélice do DNA e começa a era
molecular da genética.
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açúcar desoxirribose e as bases nitrogenadas. As bases nitrogenadas podem ser de
quatro tipos: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). A ordenação dos
nucleotídeos no DNA faz com que uma molécula se diferencie da outra (GOÉS;
OLIVEIRA, 2014).
Figura 2. Estrutura das moléculas de RNA e DNA
Fonte: Adaptado https://www.diferenca.com/dna-e-rna/.Acesso em: 03 agosto 2019.
A cada três bases nitrogenadas do DNA que é transcrito em RNAm, são
traduzidas um aminoácido, que aglomeradas formam proteínas (CASAGRANDE, 2006).
A partir do sequenciamento genético foram criadas ferramentas para comparar os
trechos de DNA ou o conjuntos de aminoácidos, que permite a identificação da espécie
que pertence ou a proteína produzida (Figura 3).
Para diferenciar DNA do RNA basta observar a
estrutura da molécula e a presença da base
nitrogenada Uracila, que só está presente no RNA
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Figura 3. Proteínas produzidas a partir das bases nitrogenadas
Fonte: adaptado romeo.if.usp.br. Acesso em: 23 jul. 2019
O alinhamento de sequências consiste no processo de comparar duas ou
mais sequências (de nucleotídeos ou aminoácidos) de forma a se observar seu nível de
similaridade. Para tanto as ferramentas de bioinformática utilizam algoritmos
matemáticos que permitem obter as melhores comparações. O alinhamento de
sequências permite localizar trechos conservados entre genomas, comparar uma
sequência desconhecida que foi recém-identificada, com bancos de dados de
sequências com funções conhecidas ou ainda permitem a montagem de sequências
obtidas a partir da sobreposição de fragmentos de sequências menores (SOARES,
2013 pág. 1).
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REFERÊNCIAS
AMARAL, A. M.; REIS, M. S.; SILVA, F. R. (editores). O programa BLAST: guia prático de utilização Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia / --Brasília, DF: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2007.24 p. --(Documentos/ Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 1676 -1340; 224).
CASAGRANDE, G. L. A genética humana no livro didático de biologia. 2006. 103 f. Dissertação (Mestrado em Educação Científica e Tecnológica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006.
CÉSAR, Junior da Silva; SEZAR, Sasson; CALDINI, Nelson Junior. Coleção Biologia, 3 volumes 9a Edição. Ed. Saraiva, 2010.
DUDEK, R. W.; WILEY, J. E. Genética humana básica. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2009. 177 p. ISBN 978-85-277-1595-9
GÓES, A. C. S.; OLIVEIRA, B. V. X. Projeto Genoma Humano: um retrato da construção do conhecimento científico sob a ótica da. Revista Ciência Hoje Ciênc.Educ., Bauru, v. 20, n. 3, p. 561-577, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1516-73132014000300004
HENIKOFF, S.; HENIKOFF, J.G. (1992). “Amino Acid Substitution Matrices from Protein Blocks”. PNAS 89 (22): 10915–10919. doi:10.1073/pnas.89.22.10915. PMC 50453. PMID 1438297
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39
Utilização de resíduos orgânicos para produção de biogás
e fertilizante naturais através de biodigestor.
40
Competência gerais segundo BNCC 2019
1. Conhecimento: valorizar o conhecimento crítico científico sobre o mundo físico,
social e cultural.
2. Pensamento científico crítico e criativo: exercitar a curiosidade intelectual e utilizar
as ciências com criticidade e criatividade.
Duração: 100 minutos
Roteiro
41
Materiais
• 1 galão de água de 20 litros vazio, para o biodigestor;
• 1 câmara de pneu vazia, para o armazenamento de biogás;
• 2 metros de tubulação de plástico maleável de diâmetro ¼’’ (6 mm);
• 1 Conector tee de diâmetro ¼’’ (6 mm);
• 1 válvula com registro de diâmetro ¼’’ (6 mm);
• 1 metro de tubo PVC de diâmetro ¾’’ (20 mm);
• 2 cap em PVC de diâmetro ¾’’ (20 mm);
• 1 tubo de cola tipo Super bonder;
• Areia fina;
• 1 sacola plástica;
• 1 rolo de fita adesiva;
• 1 pincel grande;
• 1 lata pequena de tinta cor preta;
• 1 balde de plástico de 20 litros;
• 1 funil de plástico;
• Equipamento de solda (opcional).
Preparo do substrato
• Restos de alimentos utilizados na alimentação dos alunos durante o intervalo.
Material e métodos
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ETAPAS DA CONSTRUÇÃO
1. Meça e corte o tubo de PVC de ¾’’ (20 mm) para que fique 10 cm do fundo do
galão de água com a mesma altura do gargalo do galão.
2. Encaixe o tubo de PVC de ¾’’ (20 mm) na abertura, não encoste o tubo no
fundo do galão, deixe 10 cm acima do fundo.
3. Conecte no tubo PVC de ¾’’ (20 mm) um dos cap, na extremidade que está para
fora do galão.
4. Para a entrada de matéria orgânica, deve ser feito uma abertura na parte
superior do galão com diâmetro igual ao do tubo de PVC de ¾’’ (20 mm), use uma
furadeira para fazer a abertura de circunferência correta.
5. Para a saída dos restos de matéria orgânica já digerida, faça uma abertura de 2
cm na lateral do galão, no lado oposto ao tubo de entrada e 15 cm abaixo da parte de
cima do galão.
6. Conecte o outro cap na extremidade do tubo que ficará para fora e encaixe o
restante do tubo de PVC de ¾’’ (20 mm).
7. Para fixar os tubos e evitar a entrada de ar no biodigestor, use cola de PVC.
8. Já para a saída de biogás, deve ser realizada uma abertura com diâmetro de 0,6
cm na lateral do gargalo do galão.
9. A tubulação maleável de ¼’’ (6 mm) deve ser encaixada e fixada como foi
realizado anteriormente, com cola PVC. Em sua extremidade que ficou para fora do
galão conecte um tee.
10. Em uma das pontas do tee conecte um pedaço da tubulação de ¼’’ (6 mm) e em
seguida conecte a câmara de pneu.
11. Na outra extremidade do tee conecte o restante da tubulação de ¼’’ (6 mm) e na
extremidade final da tubulação conecte a válvula com registro de ¼’’ (6 mm).
12. Feche completamente o bico do galão com sua tampa e passe fita adesiva ao
redor para vedar a entrada de ar.
13. Pinte toda a parte externa do galão com tinta preta, essa ação aumentara a
temperatura dentro do biodigestor evitando que a incidência de luz solar estimule a
criação de algas, prejudicando a produção de biogás.
43
14. Ao final seu biodigestor terá a seguinte aparência (Figura 1).
Figura 1: Esquema do biodigestor
Fonte: adaptado http://www.meritoverde.com.br/site/mini-biodigestor-economia-no-gas-
de-cozinha/
PREPARO DO SUBSTRATO
1. Sempre que iniciar a operação do biodigestor é preciso primeiramente preparar o
substrato.
2. Em de um balde plástico, coloque de 8 a 9 litros restos de alimento, depois
adicione água na mesma proporção, misture bastante até ficar homogêneo.
3. Nessa primeira carga, independente da matéria orgânica que será utilizada para
decomposição, sempre utilize dejetos suínos ou de gado para ocorrer a iniciação do
processo.
4. Verifique se a tubulação de saída está fechada com o cap e o mantenha assim.
5. Na tubulação de entrada remova o cap do biodigestor e com um funil despeje o
substrato do balde de forma lenta. Feche novamente a tubulação.
44
6. No próximo abastecimento a matéria orgânica já digerida deve ser retirada antes
de colocar o novo substrato
7. Este material pode ser utilizado como biofertilizante em plantas, mas não deve
ser usado em vegetais para consumo humano.
8. O biodigestor deve ser reabastecido diariamente com um total de 1,5 litros de
matéria orgânica misturado com água, após a primeira recarga. Utilize 0,750 litros de
água mais 0,750 kg de matéria orgânica, misture em um balde e depois coloque dentro
do biodigestor.
9. Deixe exposto ao sol durante 1 a 2 semanas. Após esse tempo, o biodigestor
passará a produzir de 3 a 7 litros de gás por dia.
EQUIPAMENTOS
A avaliação da produção é possível ao instalar um medidor de vazão na
tubulação maleável, antes da câmara de ar. Existem também filtros no mercado para
purificação do biogás, mas esse já é inflamável sem sua purificação, podendo inclusive
ser queimado.
45
Analisando
1) Por que a primeira carga do substrato deve conter fezes animais?
2) Qual o motivo de termos que descartar parte da matéria orgânica a cada semana
e reabastecer com mais matéria orgânica?
3) Qual o processo biológico envolvido?
4) Elabore mudanças no biodigestor para torná-lo mais eficiente.
5) Teste as mudanças e registre seus resultados.
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Matéria no ecossistema
O ecossistema pode ser considerado um sistema aberto que se caracteriza
pela existência da entrada de materiais, que podem variar de acordo com sua idade,
procedência e saída de energia, sendo variáveis de sistema para sistema e
dependendo da época do ano (BRANDIMARTE; SANTOS, 2014). Não existe um fim
para o ciclo da matéria (Figura 2), pois ocorre a entrada e saída de conteúdo do
ecossistema. Geralmente, a principal fonte de energia para sua manutenção e
continuidade provém dos raios solares, mas existem sistemas nos quais a principal
fonte de energia são a matéria orgânica morta ou dissolvida. Um exemplo desse
ecossistema são cavernas nas quais a luz solar é ausente ou muito reduzida
(BAUMANN; KARPE,1980).
Figura 2. Ciclo da matéria orgânica
Fonte: adaptado Ribeiro (2006)
A biomassa tem grande potencial de crescimento para produção de energia
no mercado nacional e internacional. Ela é considerada uma grande candidata para a
47
diversificação da matriz energética podendo propiciar a redução da dependência de
combustíveis fósseis (ANEEL, 2008). Grande parte dos resíduos produzidos não é
destinada a um depósito sanitário adequado, ficando a biomassa desperdiçada. O
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, em 2008, indicou que, cerca de 51% dos
resíduos sólidos gerados no Brasil eram destinados à lixões a céu aberto ou
vazadouros, 22,5% destinados a aterros controlados e somente 27,7% à aterros
sanitários (IBGE, 2010). Mudanças na forma de consumo e estilo de vida atuam de
forma conjunta com desenvolvimento econômico, o crescimento da massa demográfica,
a urbanização, o desenvolvimento tecnológico e revolução nos modos de produção e
consumo energia (GOUVEIA, 2012).
Por isso novas tecnologias estão sendo elaboradas com o objetivo de
resolver ou pelo menos ajudar a diminuir a crescente crise energética, buscando a
utilização de energias baratas, abundantes e limpas como a biomassa
(GOLDEMBERG, 2008). Ela é uma bioenergia rica em carbono, podendo ser toda e
qualquer matéria orgânica advinda de animal ou vegetal, podendo também ser
aproveitados os nutrientes dos dejetos e resíduos orgânicos domésticos. Os processos
de transformação da biomassa em energia são os mais variados, incluindo
transesterificação, extração, combustão, fermentação e biodigestão (Figura 3), entre
outros (DEUBLEIN; STEINHAUSER, 2008; BARRERA, 1993).
Figura 3. Funcionamento de um biodigestor
Fonte: adaptado https://www.slideshare.net/GraziRuas/ciclos-biogeoqumicos-aula
514122015-605109
O manejo sustentável dos resíduos se faz necessário para a preservação do meio
Matéria orgânica
48
ambiente e também proteção e promoção da saúde humana (GOUVEIA, 2012). A
Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS) prevê como meta a não produção de
resíduos, mas para tanto é necessária uma educação social. Prevê também a
reciclagem e reutilização de resíduos sólidos, levando para descarte apenas os rejeitos
que representam a porção não reutilizável (BRASIL, 2010). Uma opção para diminuir a
quantidade de resíduos orgânicos que chegam até os depósitos de lixo é o uso de
biodigestores. Além disso, o uso de biogás traz vários fatores favoráveis, sendo fonte
de energia renovável, reduz a emissão de gases do efeito estufa como CO2 e CH4, e
também de óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos (KOMIYAMA et al., 2006).
O que são biodigestores?
O Biodigestor é um equipamento utilizado para produzir gás natural, rico em
metano, por meio da digestão anaeróbica, onde um grupo de bactérias metanogênicas
atua sobre os materiais orgânicos (Figura 4) (BEZERRA et al., 2014). Esse
equipamento pode ser usado principalmente nas zonas rurais, pela disponibilidade das
biomassas exigidas, que fornecem biogás e biofertilizante, principalmente no Brasil,
onde se apresentam uma agricultura intensa e condições climáticas favoráveis para
explorar essa técnica.
Figura 4. Curva de taxa relativa de biodigestor
Fonte: adaptado Bicalho (2007)
Após o pico da reação ela tende a cair sua taxa de
digestão
49
Usualmente, os biodigestores são alimentados com matéria orgânica, que
são os resíduos sólidos que contêm os nutrientes e micronutrientes vitais para o
crescimento dos microrganismos durante a digestão (REIS, 2012). Essa digestão
depende da temperatura dentro do biodigestor que pode variar, variando também os
microrganismos ótimos para a decomposição, sendo as metanogênicas mais comuns
(Figura 5).
Figura 5. Atividade relativa de produção de CH4.
Fonte: adaptado Bicalho (2007)
Por que os biodigestores são importantes?
Biodigestores são importantes, pois o processo de digestão anaeróbia
promove a diminuição da carga orgânica, convertendo o carbono em CH4, redução dos
sólidos e microrganismos patogênicos dos efluentes. Além disso, proporciona e
estimula a reciclagem de nutrientes e da matéria orgânica levando à diminuição de
moscas e odores (COELHO et al., 2000).
Cada microrganismo tem uma temperatura
ótima para decomposição.
50
REFERÊNCIAS
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. Biomassa 4, parte 2- fontes renováveis. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par2_cap4.pdf>. Acessos em: 04 de jun. 2019.
ABRELPE, 2014. Panorama dos resíduos sólidos no Brasil, Associação Brasileira das Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Disponível em: <http://www.abrelpe.org.br/Panorama/panorama2014.pdf>. Acesso em: 18 jan. 2017.
BRASIL, 2010. Lei n° 12.305. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências.
BEGON, M.; TOWNSEND, C. R.; HARPER, J.L. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. Porto Alegre: Artmed, 2007. 740p.
BRANDIMARTE, A. L.; SANTOS, D. Y. A. Ocorrência e distribuição dos seres vivos como resultado das pressões ambientais. In: LOPES, S.G.B.C.; VISCONTI, M.A. (Coords). Diversidade biológica, história da vida na Terra e Bioenergética. São Paulo: USP/Univesp/Edusp, 2014a. p. 245-266.
BRANDIMARTE, A. L.; SANTOS, D. Y. A. Cadeias e redes alimentares. In: LOPES, S.G.B.C.; VISCONTI, M.A. (Coords). Diversidade biológica, história da vida na Terra e Bioenergética. São Paulo: USP/Univesp/Edusp, 2014b. p. 373-384.
CARIOCA, J. O. B.; ARORA, H. L.; Biomassa: Fundamentos e Aplicações Tecnológicas, Universidade Federal do Ceará – Banco do Nordeste; Fortaleza; 644p; 1984.
COELHO, S. T.; PALETTA, C. E. M.; VASCONCELOS, M. A.; Medidas mitigadoras para a redução de emissões de gases de efeito estufa na geração termelétrica; Dupligráfica; Brasília; 2000.
LUCONE, O. O; GOLDEMBERG, J. Crise financeira, energia e sustentabilidade no Brasil. Estudos avançados, 23 (65), 2009. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/ea/v23n65/a09v2365.pdf>. Acessos em: 04 de jun. 2019.
51
GOUVEIA, N. Resíduos sólidos urbanos: impactos socioambientais e perspectiva de manejo sustentável com inclusão social. 2012.
IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa Nacional de Saneamento Básico, PNSB -2008. Rio de Janeiro: IBGE; 2010.
RIBEIRO, R. Guia de compostagem caseira ,2006
SPEECE, R. E.; Rewiew: environmental requirements for anaerobic of biomass; Advances in Solar Energy; 1983.
52
Produção de fermento natural
53
Competência básica segundo BNCC 2019
1. Pensamento científico crítico e criativo: exercitar a curiosidade intelectual e
utilizar as ciências com criticidade e criatividade.
2. Repertório cultural: valorizar as diversas manifestações artísticas e culturais.
3. Argumentação: Argumentar com base em fatos dados e informações confiáveis.
Duração: Seis aulas de 15 minutos
Roteiro
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Materiais
• 500 g de farinha de trigo sem fermento;
• 300 mL de água mineral;
• 1 Frasco Reagente Boca Larga Autoclavável - Capacidade 500 mL;
• 1 Pinça para copo;
• 1 almofariz (gral);
• Parafilme.
Métodos
• Misture 150 g de farinha e água com as mãos até formar uma bolinha
homogênea. Em seguida, coloque a bolinha dentro do frasco reagente com água
mineral, tampe o pote, guarde-o em temperatura ambiente protegido do sol.
1. Aproximadamente 24 h depois, revista o fundo de um gral com farinha de trigo.
2. Retire a bolinha da água utilizando, a pinça para copo, role-a dentro do gral até
ficar encoberta de farinha de trigo seca.
3. Troque a água do frasco reagente e retorne com a bolinha para seu interior.
4. Repita os procedimentos 1, 2 e 3 por 5 dias, se a bola de farinha se desfizer não
jogue fora, misture mais trigo e continue o processo.
5. No sexto dia preencha o gral com a bolinha retirada do frasco reagente.
6. Adicione 80 mL de água, sendo 60 mL da água contida no frasco reagente e 20
mL de água mineral.
7. Adicione 100 g de farinha de trigo e misture bem.
8. Tampe com parafilme e observe no dia seguinte.
Material e métodos
55
Analisando
1) O que foi produzido a partir da farinha de trigo?
2) Para quais fins pode ser utilizado?
3) Por que ocorre a produção de bolhas de gases?
4) Qual a composição dos gases dessas bolhas?
5) Como a fermentação natural é possível sendo que não colocamos seres vivos na
farinha?
6) Descreva o processo metabólico ocorrido.
7) Pergunte para seus parentes e amigos se conhecem o fermento natural e se já
utilizou alguma vez.
8) Sugestão de receita utilizando: https://ocadernodereceitas.com.br/tag/levain/
56
De onde vem o fermento biológico?
A partir do instante em que o homem domina o fogo, usa cereais e água para
fazer misturas e assar em pedra quente, já podemos começar a contar a história do
pão. Cronologia que passa pela percepção da existência do fermento natural, onde o
pão rudimentar se transforma passando a ter volume e leveza (CANELLA-RAWS,
2006). Os egípcios, atualmente são reconhecidos como o primeiro povo a produzir o
pão. Os pães eram uma mistura de água e farinha de cevada, cozida (Figura 1). Era
costume sempre guardar parte da massa usada em uma produção para ser incorporada
a próxima fornada de pães. Isso favorecia a macies devido às leveduras presentes no
ar que se depositavam e faziam a fermentação alcoólica (DIEGUES, 2014). Mas tudo
era feito por questão de tradição e não pelo conhecimento dos microrganismos
(MANCHESTER, 2007).
Figura 1. Origem do pão
Fonte: adaptado Foto do museu de agricultura do Cairo
Fonte: adaptado https://d-maps.com/m/africa/afrique/afrique15.pdf
Pães do antigo Egito que se encontram
fossilizados e estão em
exposição no museu do Cairo.
57
A produção de pães é era relatada também entre 8.000 A.C a 600 D.C, na
antiga Mesopotâmia no vale do rio Hindu (GUIMARÃES et al., 2014). Romanos
fabricavam fermento a partir de leveduras do vinho (Figura 2) e sua espuma era
adicionada às farinhas e água. Depois, com o início da fabricação da cerveja a espuma
da fermentação do vinho foi substituída pela da cerveja, o que melhorou sua qualidade
(GUARIENTI, 2004).
Figura 2. Colônia de leveduras utilizadas na fabricação de pães.
Fonte: adaptado Tecchio, 2019
Os pães e demais produtos advindos da fermentação são fabricados com o
uso de leveduras, mas temos também fermentos químicos, que necessitam de
temperatura adequada para que o corra a reação (CAUVAIN; YOUNG, 2009;
RESENDE, 2007). O fermento biológico que encontramos no comércio é composto
basicamente por cepas de Saccharomyces cerevisiae. Quando misturamos essas
cepas na farinha, os açúcares presentes são metabolizados pelas leveduras,
produzindo etanol e dióxido de carbono, que é responsável pelo crescimento da massa
(CAUVAIN; YOUNG, 2009).
Os fermentos naturais, que são uma mistura de farinha de trigo branca e
água, que se comporta como micro-habitat natural e espontâneo onde bactérias lácteas
O metabolismo das leveduras produz CO2
fazendo com que a massa do pão cresça.
58
heterofermentativas e leveduras coexistem no ambiente em equilíbrio dinâmico. Em
muitos países a fermentação natural é utilizada com frequência. Já no Brasil tem pouca
expressividade pelo fato de demandar tempo e mão de obra especializada para
padronização da produção de pães (VOGELMANN; HERTEL, 2011).
Os alimentos obtidos da fermentação natural têm gosto e odores específicos
devido à produção de ácido acético e láctico, proporcionando ótima qualidade e
durabilidade ao produto final, por isso vêm sendo otimizada (BIANCHINI, 2004). Cana
de açúcar e frutas como uva e maçã podem ser iniciantes de fermentação, sendo a
batata o insumo mais usado devido à sua rica fonte de carboidratos. A desvantagem da
batata é que os pães advindos de sua base não são aromáticos (APLEVICZ, 2014).
O processo de fermentação demostra a metabolização da glicose em etanol,
ácido lático e ácido acético (Figura 3), que fazem parte da “massa mãe” da fermentação
natural. Nessa massa temos leveduras com metabolismo ativo e cepas de bactérias
láticas (ORDOÑÉZ, 2015).
Figura 3. Etapas do processo de fermentação láctea
Fonte: adaptado DA SILVA,2019
59
REFERÊNCIAS
APLEVICZ, K. S. Fermentação natural em pães: ciência ou modismo. Aditivos e ingredientes, São Paulo (SP), v.105, p. 36-38, 2014.
BIANCHINI, M. C. Desenvolvimento de fermento natural seco para produção de panetone. 2004. Dissertação (Mestrado) -Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos. Campinas, 2004.
CAUVAIN, S. P.; YOUNG, L. S. Tecnologia da panificação. 2. ed. Barueri, SP: Manole, 2009. 418p
CANELLA-RAWLS, S. Pão: arte e ciência. 2.ed.rev. São Paulo: Editora Senac São Paulo, 2006. 320p.
DA SILVA, A. D. et al. Terra, Universo da Vida-Biologia 10; Porto editora 2019
DUIGUES, M. B. Histórias Interligadas: a gastronomia e a química no cotidiano. Out. 2014.Disponível em: <http://allchemy.iq.usp.br/oqsp/OQSP-2015-1-Michelle_Baruhm.pdf>. Acesso em: 31 de mai. 2017.
GUARIENTI, E. M. Fazendo pães caseiros. 1 ed. Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2004.
GUIMARÃES, A. D. et al. Tecnologia em gastronomia: levain, panificação e processo de fermentação natural. Maio 2014. Disponível em: http://famesp.com.br/novosite/wp-content/uploads/2014/tcc/famesp_annalia_d_guimaraes_ferreira.pdf>. Acesso em: 31 de maio 2017.
MANCHESTER, KL. Louis Pasteur, fermentação e um rival. S. Afr. j. sci., Pretória, v. 103, n. 9-10, p. 377-380, out. 2007. Disponível em <http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S003823532007000500008&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 04 de jun. de 2019.
ORDOÑÉZ, G. M. Tecnologías de elaboración de panes con masas madre: diseño y dimensionamiento de una línea de elaboración de pan con masa madre a escala piloto.2015. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, 2015.
60
TECCHIO, Charlie. SOLAMENTO, IDENTIFICAÇÃO E SELEÇÃO DE LEVEDURAS E BACTÉRIAS PARA PANIFICAÇÃO NATURAL,2019. Disponivel em: https://massamadreblog.com.br/know-how/info-tecnicas/isolamento-identificacao-e-selecao-de-leveduras-e-bacterias-para-panificacao-natural/. Acesso em: 01 jan 2020
KANDLER, O.; WEISS, N. Lactobacillus. In: SNEATH, P. H. A.; MAIR, N. S.; SHARPE, M. E.; HOLT, J. G. Bergey's manual of systematic bacteriology. Baltimore: Williams and Wilkins, 1986. p. 1209-1234.
VOGELMANN, S. A.; HERTEL, C. Impact of ecological factors on the stability of microbial associations ins sourdough fermentation. Food microbiology, v. 28, p.583-589, 2011.
61
62
Competência básica segundo BNCC 2019
1. Conhecimento: valorizar o conhecimento crítico científico sobre o mundo físico,
social e cultural.
2. Pensamento científico crítico e criativo: exercitar a curiosidade intelectual e utilizar
as ciências com criticidade e criatividade.
3. Comunicação: utilizar diferentes linguagens.
Duração: 150 minutos
Roteiro
63
Materiais
• 50 g de folhas frescas da planta mama-cadela (Brosimum gaudichaudii Trécul);
• 10 g de NaCl;
• 20 mL de água destilada;
• 25 mL detergente aniônico [H3C[CH2]11OSO3] -[Na]+ (Incolor);
• 50 mL álcool etílico hidratado 92,8 inpm gelado;
• 1 almofariz e pistilo;
• 1 bécker de vidro de 100 mL;
• 1 tubo de ensaio;
• 1 bastão de vidro;
• 1 pipeta graduada;
• 1 funil;
• 1 papel filtro;
• termômetro digital;
• banho maria digital.
Material e métodos
64
Métodos
1. No almofariz macere 50 g de folhas frescas da planta mama-cadela até ficar
homogêneo.
2. Num bécker adicione: 10 g de NaCl, 20 mL de água, 25 mL de detergente
aniônico [H3C[CH2]11OSO3] -[Na]+ (Incolor) e 50 g das folhas da Brosimum gaudichaudii
Trécul já maceradas.
3. Com o bastão de vidro, misture vagarosamente para que não forme espuma.
4. Incube a solução por 30 minutos em água morna com temperatura de 30º C.
5. Use o funil revestido pelo papel filtro para coar a solução.
6. Da solução coada, com a pipeta, adicione 10 mL no tubo de ensaio.
7. Adicione delicadamente pela parede do tubo de ensaio 50 mL álcool etílico
hidratado 92,8 inpm a -20°C (previamente armazenado no freezer).
8. Mantenha a solução em repouso por 5 minutos.
9. Observe a nuvem branca de material genético dentro do tubo.
65
Analisando
1) Qual a finalidade de se extrair o DNA de um vegetal?
2) Em quais biomas pode ser encontrado o vegetal estudado?
3) Quais outros nomes populares dados a essa Angiosperma?
4) Pode se ingerir qualquer quantidade de medicamentos extraídos direto de
plantas? Explique.
5) Quais espécies endêmicas de sua região tem grande potencial econômico? Dê
exemplos.
66
As plantas
As plantas são utilizadas pela civilização desde
as épocas mais remotas da existência na terra. Romanos,
gregos e egípcios acumularam conhecimentos que
posteriormente foram passados aos europeus, através
dos Árabes (ALZUGARY; ALZUGARY, 1983). Os templos
serviam como local de cultivo de ervas, na Mesopotâmia,
as primeiras plantações de ervas medicinais que foram
conhecidas, são os ‘Jardins da Babilônia’ (DUNIAU,
2003).
Já o Brasil é reconhecido por deter de 15 a 20% de toda biodiversidade do
planeta e grande diversidade cultural trazida por povos
indígenas, caiçaras, quilombolas e seringueiros
(GROSS; JOHNSTON; BARBER,2005). Um dos
biomas brasileiros mais rico em biodiversidade é o
Cerrado, que ocupa 25% do território do país.
(DURIGAN; RATTER, 2016). Hoje essa área
representa apenas cerca de 12% com vegetação
intacta (Figura 1), os demais territórios foram
desmatados para uso agrícola (KLINK, 2013). Tendo mais de 11 mil espécies vegetais,
sendo 4.400 endêmicas, é um dos 35 hotspots mundiais e a única savana entre eles
(MEDEIROS, 2011; MITTERMEIER et al., 2011).
Hotspost
ecológico é uma região
biogeográfica que é
simultaneamente uma
reserva de biodiversidade,
que pode estar ameaçado
de destruição.
Em biologia, especificamente
na botânica e zoologia
chamam-se endemismos
grupos taxonômicos que se
desenvolveram numa região
restrita
67
Figura 1. Mapa de desmatamento do cerrado em 2018
Fonte: adaptado ICV, 2019
Sua vegetação tem elevado potencial para de aproveitamento econômico,
para melhor explorar esse ambiente é importante ter conhecimento de sua diversidade
genética (CRUZ; FERREIRA; PESSONI, 2011). Um dos usos para essa variedade
vegetal é a produção de medicamentos. Os brasileiros fazem mais uso de plantas
medicinais do que remédios industrializados. (DUNIAU, 2003).
Estudos sobre plantas medicinais ajudam a diminuir o custo do tratamento de
doenças nas regiões menos favorecidas, não somente em nosso país mais no mundo.
Além do combate essas também podem ser utilizadas na prevenção (BRASIL,2012).
Uma das plantas estudadas é a popularmente conhecida mama-cadela (Brosimum
gaudichaudii Trécul).
Não podemos nos esquecer que o cerrado é o
domínio morfoclimático predominante em Minas
Gerais
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Brosimum gaudichaudii Trécul
Tem ampla distribuição no território brasileira sendo uma árvore arbustiva
com até 4 m de altura (POZETTI, 2005). Seus frutos são alaranjados com muito látex
em sua poupa (DURIGAN et al., 2004). Seus frutos, poupa, raízes e folhas têm
propriedades medicinais, que ajudam no tratamento do vitiligo. Alguns princípios ativos
das plantas, são extraídos para fabricação de medicamentos industrializados, como a
furocumarina ou bergapteno. (ALMEIDA et al., 1998).
Figura 2. Brosimum gaudichaudii Trécul
Fonte: adaptado http://www.floresdocerrado.fot.br/ms377/f6.htm
Furocumarina
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REFERÊNCIAS
ALMEIDA, E. R.. Plantas Medicinais Brasileiras: Conhecimentos Populares e Científicos. São Paulo: Hemus, 1993.
ALZUGARY, D.; ALZUGARY, C. Plantas que curam. Rio de Janeiro: s. n., 1983.
CRUZ, C.D.; FERREIRA, F.M.; PESSONI, L.A. Biometria aplicada ao estudo da diversidade genética. Visconde do Rio Branco: Suprema, 2011
DUNIAU, M. C. M.. Plantas Medicinais: da Magia à Ciência. Brasport, 2003.
GROSS, T.; JOHNSTON, S.; BARBER, C. V. A Convenção sobre Diversidade Biológica: um guia para entender e participar. Marques FC. Fito 2000 – Lima, Peru. Boletim da Associação Catarinense de Plantas Medicinais. Noprelo 2001.
MEDEIROS, J. D. Guia de campo: vegetação do Cerrado 500 espécies. Brasília: MMA/SBF, 2011.
MITTERMEIER, C.G.; TURNER, W.R.; LARSEN, F.W.; BROOKS, T.M.; GASCON, C. Global biodiversity conservation: the critical role of hotspots. In: ZACHOS, F.E.; HABEL, J.C. (Eds.). Biodiversity hotspots: distribution and protection of priority conservation areas. Berlin: Springer-Verlag, 2011. p. 3-22.https://doi.org/10.1007/978-3-642 -20992-5_1.
POZETTI, G.L. Brosimum gaudichaudii Trecul (Moraceae): da planta ao medicamento. Revista de Ciências Farmacêuticas Básica e Aplicada, v. 26, n. 3, p. 159 -166, 2005
BRASIL. Ministério da Saúde (MS). Secretaria de Atenção à Saúde. Departamento de Atenção Básica. Práticas integrativas e complementares: plantas medicinais e fitoterapia na Atenção Básica Brasília; 2012.