Leveduras

O que são?

As leveduras são fungos, como os bolores mas diferenciam-se deles por apresentarem-se, usualmente e predominantemente, sob forma unicelular. Uma levedura típica é composta por células ovais, que se multiplicam assexuadamente geralmente por gemulação. Como são células simples, as leveduras crescem e reproduzem-se mais rapidamente do que os bolores. Também são mais eficientes na realização de alterações químicas, por causa da sua maior relação área/volume. A maioria das leveduras, não vive no solo mas adaptou-se a ambientes com alto teor de açúcares, tal como néctar das flores e a superfície de frutas. As leveduras também se distinguem das algas, pois não efectuam a fotossíntese, e também não são protozoários porque possuem uma parede celular rígida. São facilmente diferenciadas das bactérias em virtude das suas dimensões maiores e das suas propriedades morfológicas.As leveduras não constituem um grupo definido de microorganismos, embora apresentem uniformidade morfológica.

Existem, aproximadamente, 350 espécies diferentes de leveduras, separadas em cerca de 39 géneros.

As leveduras fermentativas são exploradas pelo homem há milhares de anos, na produção de cerveja e do vinho e na fermentação do pão, embora, somente no século dezanove tenha sido reconhecida a natureza biológica dos agentes responsáveis por estes processos.As leveduras são classificadas em todas as três classes de fungos superiores: ascomicetos, basidiomicetos e fungos imperfeitos.

São largamente encontradas na natureza: são comuns no solo, na superfícies de órgãos dos vegetais, principalmente em flores e frutos, no trato intestinal de animais, em líquidos açucarados, e numa grande série de outros locais. Podem ser parasitas, simbiontes, sendo, em sua grande parte, sapróbios.

Crescem onde existe matéria orgânica disponível, viva ou morta, geralmente apreciando calor e umidade. Água, solo, troncos, folhas, frutos, sementes, excrementos, insetos, alimentos frescos e processados, têxteis e inúmeros outros produtos fabricados pelo homem constituem substratos para o desenvolvimento de fungos.

Podem-se reproduzir por reprodução sexuada ou assexuadamente:

• Assexuadamente:As leveduras multiplicam-se por brotamento, processo pelo qual na superfície da célula adulta (célula mãe) desenvolve-se uma pequena saliência (célula-filha) que se transformará numa nova célula. Alguns géneros e espécies dividem-se por cissiparidade semelhante às bactérias. Encontramos algumas leveduras que foram blastosporos, pequenos esporos formados na extremidade de um esterigma, ou ainda artrosporos, formado pela fissão de uma célula em vários pontos.

• Sexuadamente: As leveduras reproduzem-se por esporos endógenos (Ascoporos), contidos no interior da célula - mãe, agora transformada em asca. Os ascoporos são geralmente de 4 a 8, variando de acordo com a espécie envolvida: são esféricos em Saccharomyces cerevisiae, anelados ( anel de Saturno ) em Hansenula saturnus alongadas com flagelos em nematospora, etc.

Porque são nossas amigas?

Apresentam grande importância sob vários aspectos:

São agentes de fermentação alcoólica, na produção do alcoól industrial e de todas as bebidas alcoólicas destiladas ou não destiladas. É exemplo a levedura da cerveja.
A levedura de cerveja é um fermento natural utilizado na fermentação do mosto (uma mistura de cevada, água e lúpulo) para produzir cerveja. As leveduras de cervejas são do gênero Sacharomyces, sendo a principal a espécie Sacharomyces cerevisiae.

• são utilizadas na panificação. É a levedura do pão que permite, quando adicionada à massa, que esta cresça e depois seja levada ao forno e forme o pão. O pão cresce devido a todo um processo de transformação realizado pela levedura, que quando misturada com a massa, que contém açúcares, vai começar a se reproduzir e a realizar a glicólise. De seguida dá-se a transformação do ácido pirúvico(produto resultante da glisólise) em etanol, tendo sido libertado, para que esta transformação ocorra, um gás, dióxido de carbono): é este gás que, ao criar bolhas na massa, vai provocar o aumento de volume da mesma.

• são, pelo menos potencialmente, importantes fontes de proteína e de factores de crescimento, passíveis de serem utilizadas na alimentação animal e, mesmo, humana.

Muitas espécies de fungos têm sido testadas e utilizadas para a produção de substâncias de interesse industrial ou médico:

• O etanol, ácido cítrico, ácido glucônico, aminoácidos, vitaminas, nucleotídeos e polissacarídeos são exemplos de metabólitos primários produzidos por fungos, enquanto que os antibióticos constituem importantes metabólitos secundários.

Além da aplicação em indústrias de fermentação, novos aspectos biotecnológicos têm sido explorados, inclusive de carácter ambiental, ou seja, os fungos podem actuar como agentes benéficos à melhoria do meio ambiente:

• Tratamento de resíduos líquidos e biorremediação de solos poluídos;

• Mineralogia e biohidrometalurgia;

• Produção de biomassa, incluindo proteína comestível;

• Tecnologia de combustíveis, particularmente na solubilização de carvão;

• Emprego em controle biológico

Mas há também leveduras inimigas...

Algumas espécies, são patogénicas, isto é, são seres capazes de produzir doenças infecciosas aos seres hospedeiras como plantas, animais e ao homem.
As leveduras patogênicas mais nocivas ao homem – que provocam doenças aos seres cujo sistema imunitário está enfraquecido, causando infecções a diversos níveis do corpo – são a Candida albicans (representada na fig.), C. glabrata, C. krusei e a C. parapsilosis;

• Podem se manifestar como pragas na agricultura como por exemplo nas frutas e nas plantas, pois são atraídas por meios com açúcar;

• Como agentes de fermentação são prejudiciais à conservação de frutos, e de sucos vegetais.

Alguns tipos e aplicações de leveduras:

• Saccharomyces cerevisiae, S. ellipsoideus e S. calbergensis, são agentes normais da fermentação alcoólica utilizada na fabricação de vinhos, cervejas e fermentos.

• Zygosaccharomyces, tem capacidade de se desenvolverem em líquidos com alta concentração de açúcar. E por isso, responsáveis pela deterioração de mel, melaço e xaropes.

• Schizosaccharomyces, muito comum na superfícies de frutos, no solo, no bagaço e em substratos.

• Picchia, Hansenula e Debaryomyces responsáveis pela formação de filme na superfície de líquidos de origem vegetal, ácidos.

• Endomyces vernalis , utilizável na síntese de produtos graxos.

• Endomyces fiberliger, levedura capaz de produzir amilase.

pH

O que é o pH? Definição
O pH ou potencial de hidrogénio iónico, é um índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio. O conceito foi introduzido por S. P. L. Sørensen em 1909. O "p" deriva do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o ião de hidrogénio (H+). Às vezes é referido do latim pondus hydrogenii. O "p" equivale ao simétrico do logaritmo de base 10 da actividade dos iões a que se refere, ou seja,

em que [H⁺] representa a actividade de H⁺ em mol/dm³.

A equação é simplesmente uma definição concebida com o objectivo de simplificar a representação numérica de [H⁺]. Como se pode ver, o pH é dado por um número positivo. Se não o sinal menos a afectar o logaritmo, o pH seria um numero negativo devido aos valores normalmente muito pequenos de [H⁺]. Repare-se que o termo [H⁺] na equação acima apenas diz respeito à parte numérica da concentração do ião de hidrogénio, pois não se pode determinar o logaritmo em unidades. Assim, tal como a constante de equilíbrio, o pH de uma solução é uma quantidade adimensional. Como o pH é simplesmente uma forma de exprimir a concentração do ião hidrogénio, as soluções ácidas e básicas a 25º C podem ser identificadas através dos seus valores de pH, como se segue:

. Soluções ácidas: [H⁺] > 1,0 x 10 ^-7 M, pH < 7,00

. Soluções básicas: [H⁺] < 1,0 x 10 ^-7 M, pH > 7,00

. Soluções neutras: [H⁺] = 1,0 x 10 ^-7 M, pH = 7,00

Do mesmo modo pode-se definir o pOH em relação à concentração de íons OH^-. A partir da constante de dissociação da água que tem o valor de 10^-14 à temperatura de 298 K (25 ºC ), pode-se determinar a relação entre o pOH e o pH. Assim pela definição de K_w tem-se a relação entre as duas atividades:

K_w =[H⁺][OH^-]

Ao aplicar logaritmos, obtém-se a relação entre o pH e o pOH:

pK_w=pH+pOH=14

Como medir o pH

• Analiticamente:

O valor de pH de uma solução pode ser estimado se souber a concentração em íons H⁺. Exemplo:

• Solução aquosa de Ácido clorídrico (HCl) 0,1 mol L^-1:

Este é um ácido forte, por isso encontra-se completamente dissociado e encontra-se suficientemente diluído para que a atividade seja próxima da concentração. Assim [H⁺]=0,1 mol L^-1 e pH=-log[0,1]=1. O mesmo se aplica a outros ácidos fortes.

• Solução aquosa de hidróxido de Sódio (NaOH) 0,1 mol L^-1:

Esta é uma base forte, por isso encontra-se completamente dissociada e encontra-se suficientemente diluída para que a atividade seja próxima da concentração. Assim [OH^-]=0,1 mol L^-1 e pOH=-log[0,1]=1. Logo pH=14-1=13

• Solução aquosa de ácido fórmico (HCOOH) 0,1 mol L^-1:

Este é um ácido fraco, que não está completamente dissociado. Por isso deve-se determinar primeiro a concentração de H⁺.
Para ácidos fracos deve-se ter em conta a constante de dissociação do ácido:

K_a = [H⁺][A^-] / [HA]

A constante de dissociação do ácido fórmico tem o valor de K_a = 1,6 × 10⁻⁴. Assim considerando que [A^-]é igual a x, [HA] há-de ser a parte que não se dissociou, ou seja 0,1-x. Se desprezarmos a ionização da água, concluímos que a única fonte de H⁺ é o ácido, assim [H⁺]=[A^-]. Substituindo as variáveis obtém-se:

A solução é [H⁺]=x=3,9×10⁻³. Através da definição de pH, obtém-se pH=-log[3,9×10⁻³]=2,4.

• O pH pode ser determinado experimentalmente:

• por adição de um indicador de pH na solução em análise. A cor do indicador varia constante o pH da solução.

Um indicador de pH é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução e que permite saber se essa solução é ácida ou alcalina. Normalmente, em da adição do indicador de pH, a cor da solução varia, dependo do seu pH.
Os indicadores de pH, são frequentemente, ácidos ou bases fracas. Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH ligam-se aos íões H⁺ ou OH^-. A ligação a estes iões provoca uma alteração da configuração eletrônica dos indicadores, e consequentemente, altera-lhes a cor.

Indicadores Ácidos: possuem hidrogênio (s) ionizável (eis) na estrutura, quando o meio está ácido (pH<7),>7), os hidrogênios do indicador são fortemente atraídos pelos grupos OH^-(hidroxila) para formarem água, e neste processo são liberados os aniões do indicador (que possuem coloração diferente da coloração da molécula).

Indicadores Básicos: possuem o grupo ionizável OH^- (hidroxila), portanto, em meio alcalino (pH>7) as moléculas do indicador "são mantidas" não-ionizadas, e em meio ácido (pH<7)>

Indicadores comuns são a fenolftaleína, o alaranjado de metila e o azul de bromofenol.

Uma das causas de erro no uso dos indicadores é o facto da viragem dos mesmos ser gradual e se dar em um certo intervalo de pH. Outra causa de erro é devido ao fato da mudança de cor do indicador ocorrer em um pH diferente do pH do ponto de equivalência, fazendo com que o volume do titulante no ponto final seja diferente do volume do titulante no ponto de equivalência. Na prática procura-se escolher um indicador de cause o menor erro possível. É necessário frisar que não há necessidade de se eliminar o erro, isto é, não é preciso fazer com que o ponto final coincida exatamente com o ponto de equivalência.

• Através de um pHmetro:

O método mais avançado e preciso para determinação do pH é fundamentado na medição da força eletromotriz (f.e.m.) de uma célula eletroquímica que contém uma solução de pH desconhecido como eletrólito, e dois eletrodos. Os eletrodos são conectados aos terminais de um voltímetro eletrônico, a maioria das vezes denominado, simplesmente, medidor de pH. Quando convenientemente calibrado com uma solução-tampão de pH conhecido, pode-se ler diretamente na escala do aparelho o pH da solução de teste.
A f.e.m. de uma célula eletroquímica pode ser definida como o valor absoluto da diferença de potenciais de eletrodo entre os dois eletrodos. Os dois eletrodos utilizados na construção da célula eletroquímica tem funções diferentes na medição e devem ser escolhidos cuidadosamente. Um dos eletrodos, denominado eletrodo indicador, adquire um potencial que depende do pH da solução. Na prática, o eletrodo de vidro é utilizado como eletrodo indicador. O segundo eletrodo, por sua vez, deve ter um potencial constante independente do pH da solução, com o qual, portanto, o potencial do eletrodo indicador pode ser comparado em várias soluções; daí este segundo eletrodo ser denominado eletrodo de referência. Na medição do pH, o eletrodo de calomelano (saturado) é utilizado como eletrodo indicador.