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A lendária descoberta de Louis Pasteur: por que a cerveja e o vinho fermentam de maneira tão diferente?
No campo da bioquímica, a teoria da fermentação refere-se ao estudo histórico dos processos naturais de fermentação, especialmente as fermentações alcoólicas e de ácido láctico. Louis Pasteur foi um contribuidor importante, formulando uma teoria do processo de fermentação baseada puramente em microrganismos, e seus resultados experimentais lançaram as bases para a ciência da fermentação. A descoberta de Pasteur não afetou apenas a teoria da fermentação, mas também promoveu o desenvolvimento da teoria dos microrganismos patogênicos, tornando a teoria da geração espontânea uma coisa do passado. Antes da investigação de Pasteur, embora os humanos utilizassem a tecnologia de fermentação há milhares de anos, os processos biológicos e químicos subjacentes não eram totalmente compreendidos.
Visão geral da fermentação
A fermentação é um processo metabólico anaeróbico que converte açúcares em ácidos, gases ou álcoois, especialmente em um ambiente privado de oxigênio. Leveduras e muitos outros microrganismos comumente usam fermentação para realizar a respiração anaeróbica necessária. Até o corpo humano sofre fermentação durante exercícios prolongados. Por exemplo, durante a maratona, o ácido láctico se acumula nos músculos. Embora a fermentação produza menos ATP do que a respiração aeróbica, ela o faz em um ritmo muito mais rápido.
A fermentação tem sido usada conscientemente pelos seres humanos desde 5.000 a.C. Resíduos microbianos semelhantes ao processo de vinificação foram encontrados em frascos escavados nas montanhas Zagros, no Irã.
Antecedentes históricos
Antes da pesquisa de Pasteur, havia alguns conceitos preliminares concorrentes sobre fermentação. Justus von Liebig, um cientista que teve grande influência na teoria da fermentação, acreditava que a fermentação era principalmente um processo de decomposição causado pela exposição da levedura ao ar e à água. Em contraste, Charles Caniard de la Tour e o teórico celular Théodore Schwann acreditavam que a fermentação alcoólica dependia de processos biológicos na levedura Saccharomyces cerevisiae.
Pasteur observou algumas propriedades extraordinárias, como a capacidade do álcool amílico, um subproduto do ácido láctico e da fermentação alcoólica, de "girar o plano da luz polarizada" e "arranjos atômicos assimétricos". Essas características eram características dos compostos orgânicos, mas se tornaram obstáculos para suas pesquisas.
Pasteur observou os microrganismos responsáveis pela fermentação alcoólica através de um microscópio em 1856, enquanto era professor de ciências na Universidade de Lille. Diz a lenda que os alunos de química de Pasteur lhe pediram ajuda para superar suas falhas na vinificação. Ao realizar experimentos em uma vinícola, ele percebeu que a espuma do fermento ficava mais longa quando o ácido láctico era produzido, enquanto era mais redonda e mais cheia quando o álcool era produzido. Entre diversas observações, ele examinou partículas em videiras que revelaram a presença de células vivas que, quando embebidas em suco de uva, provocavam um processo ativo de fermentação alcoólica. Essas observações forneceram uma hipótese preliminar para seus experimentos futuros.
Teoria da Geração Espontânea de Pasteur
Nas décadas de 1860 e 1870, Pasteur criticou a teoria de Pouchet e conduziu seus próprios experimentos. Seu primeiro experimento envolveu ferver água com fermento selado em um dispositivo hermético. Ele descobriu que a alimentação de ar esterilizado em alta temperatura mantinha a mistura inalterada, enquanto a introdução de poeira atmosférica revelava a presença de microorganismos e aparecimento de mofo. Isso o levou a concluir que a poeira no ar carregava microrganismos responsáveis pela “formação espontânea” que observou.
As experiências de Pasteur confirmaram que o crescimento de bactérias em soluções nutritivas era apoiado por um processo biológico, desafiando a teoria da geração espontânea.
Aplicativo atual
Atualmente, o processo de fermentação desempenha um papel importante em diversas aplicações na vida diária, incluindo medicamentos e na produção de bebidas e alimentos. Atualmente, muitas empresas como a Genencor International estão envolvidas na produção de enzimas no processo de fermentação, com receitas anuais superiores a 400 milhões de dólares. Além disso, muitos medicamentos, como antibióticos, também são produzidos através do processo de fermentação. Por exemplo, medicamentos esteróides podem ser preparados fermentando a diosgenina, um esteróide vegetal, utilizando enzimas fornecidas pelo Rhizopus nigricans.
A levedura é amplamente utilizada na produção de diversas bebidas alcoólicas. Exemplos de bebidas alcoólicas destiladas, incluindo a aguardente clássica, e alimentos como o iogurte também são produtos de fermentação, que é uma fermentação que contém as bactérias do ácido láctico Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus. . laticínio.
Com o avanço da ciência, a pesquisa de Pasteur nos trouxe uma compreensão dos diferentes mecanismos microbianos por trás da fermentação da cerveja e do vinho. No entanto, os humanos ainda sabem muito pouco sobre as capacidades potenciais dessas leveduras e microrganismos. tecnologias antigas?
