Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE


Qual a importância dos microrganismos na indústria

alimentar?

Os microrganismossão essenciaisna produção de alimentos

Pão

Vinho

Queijo Cerveja

Vinagre

Iogurte


Qual a importância dos microrganismos na indústria

alimentar?

Desde a Antiguidade que o Homem recorre aos

microrganismos.

A produção de compotas e picles permite conservar os

alimentos por longos períodos de tempo, pois os elevados teores de açúcar e

ácidos inibem o crescimento da maioria dos

microrganismos contaminantes.

A salga e a seca

permitem desidratar os alimentos e

inibir o crescimento

de microrganism

os.

As referências ao vinho remontam há 3000 anos,

tornando-se um importante

produto comercial desde a Antiguidade.

Considera-se que a produção

de queijo (produzido a partir do leite

de cabra coalhado) foi iniciada pelos

árabes.


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

Algumas bactérias podem degradar o álcool em ácido acético, diminuindo o pH dos alimentos. É essencial na formação do vinagre.O ácido pirúvico pode ser degradado em álcool etílico,com a libertação de CO2.É essencial na produção debebidas alcoólicas e pão, sendo realizado por leveduras.A conversão do ácido pirúvico em ácido láctico é essencial na produção dos derivados do leite, como os iogurtes, por exemplo.


Que relação existe entre a actividade enzimática e a velocidade das reacções?

As enzimas diminuem a energia de activação das reacções, sem afectar a quantidade de energia livre

(ΔG).

As enzimas permitem aumentar a velocidade de reacção, sendo essenciais no metabolismo de todos

os seres vivos.No entanto, mesmo na presença de enzimas, a

velocidade atinge um valor máximo, a partir do qual se mantém constante.


Como actuam as enzimas nas reacções?

As enzimas catalizam as reacções químicas, aumentando a velocidade de conversão dos substratos em produtos, sem se consumirem nas reacções.

Ocorre uma diminuição da concentração dos substratos (reagentes), que são

degradados.

Pelo contrário, ocorre a síntese 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.



O centro activo da enzima apenas reconhece os

reagentes (substratos) específicos.

Ocorrem interacções entre os reagentes e o

centro activo da enzima.

Estas interacções permitem um

correcto posicionamento dos

reagentes que reagem, originando

os produtos.

Após a reacção, os produtos libertam-se e

a enzima fica livre para reagir com mais

reagentes, não se gastando neste

processo.



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 para

determinados substratos.

Este modelo de actuação enzimático designa-

-se por modelo de chave-fechadura.


Qual a importância de conhecer os factores que afectam a actividade

enzimática?

Concentração enzimática

Concentração do

substrato

Temperatura pH Cofactores

Diversos Factores que afectam a actividade

enzimática


Com o aumento da concentração de substrato aumenta a velocidade da reacção.

Para concentrações elevadas, todos

os centro activos ficam saturados, com estabilização

da velocidade máxima da

reacção.

O aumento do teor de enzimas permite

aumentar a velocidade de conversão dos substratos em

produtos.


O pH influencia a carga dos aminoácidos

que compõem a enzima.

A maioria das enzimas, nomeadamente as

humanas, actuam para valores óptimos de

temperaturas próximos de 37 ºC.

Para temperaturas

elevadas ocorre a desnaturação definitiva das

enzimas.

Como a carga é importante na

estrutura tridimensional

dos centros activos,

influenciará a actividade das

enzimas.


Muitas enzimas necessitam de outros compostos (cofactores)

para actuarem

Orgânicos

Apoenzima

Cofactores

Inorgânicos


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

enzimas?

Existem compostos que se ligam à enzima, afectando a

sua funcionalidade:

Naturais

Artificiais

Inibidores

Indutores

Inibição competitiva

O inibidor liga-se ao centro activo, competindo com o substrato, e diminuindo a actividade da enzima.

Inibição não competitiva

O inibidor liga-se numa região distinta do centro activo – a região alostérica, diminuindo a actividade da enzima.

Indução

A ligação do indutor provoca modificações no centro activo,

permitindo a actuação enzimática.


Numa via metabólica, uma série de enzimas participam na conversão de um substrato a um

produto final.

Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias

metabólicas?

O produto de uma reacção

enzimática é o

substrato da reacção seguinte.

O produto final liga-se à primeira enzima, inibindo-

-a e diminuindo a actividade de

toda a via.

A elevada actividade da via

metabólica provoca o

aumento da concentração do

produto final.


Como resolver os problemas de alimentação ao nível da produção, melhoramento e

conservação de alimentos?

Actualmente, é usual a introdução de aditivos na maioria dos alimentos

Os aditivos visam melhorar a textura, a consistência, estabilizar os alimentos,

conservá-los por mais tempo ou realçar o seu sabor.

Desde a Antiguidade que o Homem dispõe de técnicas de conservação de

alimentos:

salga; soluções de açúcar; tratamento térmico; desidratação (secagem); acidificação (produção de picles); fumagem.


Elevadas concentraçõe

s de gases

Baixas pressões

Vácuo

Para além dos aditivos, pode-se optar:

Criação de atmosferas modificadas

Congelamento Irradiação Liofilização


Pasteurização

O tratamento térmico permite destruir os microrganismos e respectivas estruturas

reprodutoras (esporos, por exemplo).

O aquecimento a 72,8 ºC durante 15 segundos permite destruir as estruturas reprodutoras mais resistentes, como os

esporos.

Os organismos patogénicos são destruídos.

O leite não sofre alterações significativas no seu sabor e composição nutricional.

O leite é aquecido a 62,8 ºC durante 30 minutos.


Que modificações têm ocorrido no

cultivo de plantas e na criação de

animais?

A modificação do cultivo de plantas permitiu aumentar a produção de

alimentos

Reprodução selectiva

Aumento da produção por processos de:

•mecanização; • fertilizantes químicos;• pesticidas;• introdução de novas espécies.

Melhoramento tradicional, com

selecção dos indivíduos

reprodutores, cujo cruzamento permitirá obter descendentes

com as características pretendidas.

A cultura de células e tecidos vegetais in vitro permitirá revolucionar toda a produção vegetal.

Produção de organismos transgénicos (resistentes a secas, solos salinos, com maiores rendimentos e capazes de resistir a doenças, etc.).

Revolução Verde “Revolução biotecnológica”


Como se processa a cultura de células e tecidos vegetais

in vitro?

Micropropagação A cultura de células no laboratório permite obter um elevado número de descendentes, geneticamente iguais e a custos

reduzidos.

A escolha do material a utilizar nas culturas é

fundamental no sucesso das experiências.

Todo o material deve ser esterilizado, devendo

trabalhar-se permanentemente em

condições de assepsia para evitar as contaminações

das culturas.

Cuidados a ter!



Quais são as principais modificações na criação

de animais?

Estão a ser criados animais geneticamente modificados para produzirem proteínas específicas no leite, com

interesse farmacológico ou nutricional.

Muitos animais encontram-se a ser geneticamente modificados para resistirem a agentes patogénicos.

As taxas de crescimento e reprodução têm aumentado, com o (ab)uso de antibióticos e hormonas de crescimento.


Como tem variado a produção de organismos

geneticamente modificados?

A maioria dos OGM são

organismos vegetais,

essencialmente plantas com

interesse económico.


Qual é a importância do controlo de pragas no aumento da produção de

alimentos?

Muitos organismos constituem-se como pragas, alimentando-se de plantas e animais, diminuindo

a disponibilidade de alimentos e agravando o problema da fome e subnutrição.

O controlo de pragas pode processar-se:

Controlo natural Uso de pesticidas (biocidas)


Como implementar um programa de controlo biológico de pragas?

A aplicação de programas de controlo obriga ao conhecimento dos ciclos de

vida:

• afectar o desenvolvimento de um dos estádios de vida;

• diminuir a população de pragas;

• diminuir os impactes económicos.


Nesta espécie, a aplicação do biocida apenas afecta o desenvolvimento da fase larvar (espectro de acção).


A persistência dos diferentes

biocidas depende da sua acção.

Intensidade de actuação

Tempo de actuação

A sua aplicação tem de ser em simultâneo com a fase larvar, durante os meses de Verão.


Em que consiste o controlo natural de pragas e quais as

principais vantagens?

Os métodos naturais baseiam-se:

nas relações bióticas entre os

organismos.

na captura com o uso de feromonas.

na esterilização de machos.


Uso de Feromonas tem

diversas vantagens:

são inócuas para o Homem e para o ambiente; respeitam o equilíbrio ecológico,

etc.

As feromonas atraem os insectos de uma dada espécie, sendo colocadas em difusores associados a

armadilhas, onde os insectos são aprisionados e acabam por morrer.


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