Os subprodutos da Fermentação da Cerveja
Os principais objetivos das leveduras (assim como de todos os outros seres vivos) são manter-se vivas e se reproduzir. Quando adicionadas ao mosto cervejeiro, as leveduras utilizam uma via metabólica alternativa (fermentação) para sobreviver ao ambiente sem oxigênio. Durante esse processo, várias outras vias são ativadas, levando à produção de ésteres (sabores frutados), diacetil (sabores amanteigados), fenóis (especiarias) e álcoois, entre outros. Este artigo explicará por que as leveduras geram estes subprodutos e quais são eles.
Antes de entrarmos na discussão principal, é importante compreender as reações catabólicas, anabólicas e de oxirredução.
ATP
O trifosfato de adenosina (ATP) pode ser entendido como a “moeda” de troca de energia de uma célula. O ATP é composto por uma base adenina, um açúcar ribose e uma cadeia de grupos fosfato ligados à ribose. A energia é armazenada na ligação entre a ribose e o fosfato e é liberada quando essa ligação é hidrolisada.
Cada vez que uma célula realiza uma reação catabólica, o balanço de energia é positivo, convertendo difosfato de adenosina (ADP) em ATP (uma forma de energia mais alta).
Quando a célula precisa realizar uma reação anabólica, o ATP é convertido em ADP, reduzindo a energia metabólica.
NAD
Reações de oxirredução sempre envolvem dois processos: uma parte é oxidada, e a outra sendo reduzida. O nucleotídeo de nicotinamida e adenina (NAD) é um cofator essencial para essas reações. Quando um composto precisa ser oxidado, ele pode fornecer átomos de hidrogênio para o NAD, transformando NAD⁺ em NADH.
O contrário também é verdadeiro. Um composto que precisa ser reduzido receberá átomos de hidrogênio do NADH, liberando NAD⁺.
Há um número limitado de NAD em uma célula de levedura, e as reações NAD⁺ para NADH e NADH para NAD⁺ precisam estar equilibradas.
Metabolismo das Leveduras
Podemos resumir todas as atividades das leveduras em três ações principais: formação de ATP, reciclagem de NAD e síntese de compostos para novas células (multiplicação celular). As leveduras consomem açúcar e outros compostos para gerar energia na forma de ATP. Durante várias reações, o NAD⁺ é convertido em NADH, que precisa ser reciclado de volta a NAD⁺ para que o sistema metabólico continue funcionando.
Glicólise
A glicólise é o processo em que 2 moléculas de ácido pirúvico são produzidas a partir de 1 molécula de glicose. Nas etapas iniciais, 2 ATPs são consumidos, mas nas etapas finais, 4 ATPs são produzidos, resultando em um saldo de 2 ATPs. Dois NAD⁺ são necessários nesse caminho metabólico.
Etanol
Quando a levedura não tem oxigênio ou quando o efeito Crabtree é ativado (devido ao alto teor de açúcar), o ácido pirúvico é convertido em acetaldeído e, em seguida, em etanol, reciclando 1 NADH para NAD⁺. Essa via não é a mais eficiente para as leveduras, já que o etanol é tóxico, mas é essencial para a produção de NAD⁺. Outro beneficio na geração da fermentação alcolica é a eliminação da competição, pois as bactérias do meio possuem uma tolerância a etanol muito mais baixa que da levedura, logo, em baixas concentrações de etanol a levedura consegue sobreviver e se manter livre de competidores.
Acetil-CoA
A coenzima A acetilada (acetil-CoA) é a base para muitas vias secundárias que produzem álcoois superiores, ésteres, diacetil, fenóis e glicerol. A oxidação do piruvato leva à formação de acetil-CoA, consumindo um NAD⁺.
Álcoois Superiores
Os álcoois superiores estão associados à síntese de proteínas. Duas rotas levam à formação desses álcoois: carboidratos ou subprodutos da assimilação de aminoácidos. Durante a síntese de proteínas e ácidos nucleicos para novas células, as leveduras utilizam nitrogênio dos aminoácidos, transformando seus esqueletos de carbono em oxoácidos, depois aldeídos e, finalmente, álcoois superiores.
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