BIOENERGÉTICA III FERMENTAÇÃO E USO BIOTECNOLÓGICO DE PROCESSOS BIOENERGÉTICOS
Profª. M.Sc. Mary Ann Saraiva Fornelos
1. FERMENTAÇÃO – VISÃO GERAL
NADH
NADH
NAD
NAD Ac. Lático
TIPOS DE FERMENTAÇÃO 1.1. LÁTICA C3H4O3 NADH 1.2. ALCOÓLICA C3H4O3 NADH 1.3. ACÉTICA C3H4O3 H 2O
NAD C3H6O3 (ácido lático)
NAD
C2H5OH (etanol)
CO2
CH3COOH(ác. acético) CO2 + NADH
CÂIMBRA
•Excesso de ácido lático; •Menor irrigação sanguínea – reduz O2 •Perda de K+ (transpiração ou diarréia)
COMO A CÉLULA MUSCULAR DEGRADA O ÁCIDO LÁTICO DA FERMENTAÇÃO O ácido lático produzido na fermentação lática muscular é transportado via sangue para o fígado, sendo convertido em piruvato e, depois, em glicose. Essas reações são denominadas ciclo de Cori.
2. RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA •C6H12O6 + 4 NO3 (glicose)
(nitrato)
6CO2 + 6H2O + 2N2 + Energia
COMPARAÇÃO ENTRE OS PROCESSOS CATABÓLICOS Processo de Condições de crescimento produção de energia
Fermentação
Aeróbica ou anaeróbica
Respiração anaeróbica
Anaeróbica
Respiração aeróbica
Aeróbica
Aceptor final de hidrogênios (elétrons)
Molécula orgânica, como o piruvato Molécula inorgânica, exceto o oxigênio Oxigênio
Moléculas de ATP produzidas por moléculas de glicose 2
Variável (menos que 32 e mais que 2)
30 ou 32
A DEGRADAÇÃO DO ÁLCOOL PELO ORGANISMO HUMANO Etanol
ADH Acetaldeído ALDH NAD+ >NADH NAD+ >NADH
Acetato
• ADH: converte etanol em acetaldeído, uma molécula orgânica ainda mais tóxica que o etanol e a fonte mais provável de diversos sintomas da ressaca. • ALDH: a enzima aldeído desidrogenase converte o acetaldeído tóxico em acetato não tóxico. • Num adulto, essa via metabólica pode desintoxicar de 7 a 14g de etanol por hora. Uma bebida alcóolica média tem entre 10 a 20g de etanol. É por isso que beber mais que um copo em um intervalo de 2h pode resultar em ressaca.
BIOENERGÉTICA E COMBUSTÍVEIS RADIAÇÃO SOLAR fotossíntese MOLÉCULAS ORGÂNICAS Uso do vegetal
biocombustíveis (indústria)
LENHA BIOETANOL
ETANOL COMO COMBUSTÍVEL VEICULAR • ELEVADO TEOR DE OXIGÊNIO (35%) COMBUSTÃO MAIS LIMPA HÁ IMPACTOS AMBIENTAIS NA PRODUÇÃO?
Cana-de-açúcar: usos tecnológicos múltiplos • A cana-de-açúcar é um importante insumo industrial e energético e seu aproveitamento inclui tecnologias que envolvem: • a produção de bioetanol • etanol de materiais lignocelulósicos, mediante sua hidrólise ou gaseificação, • produção de plásticos biodegradáveis.
PRODUÇÃO DE BIOGÁS
BIODIGESTORES NA GERAÇÃO DE ENERGIA • 1º ESTÁGIO - Bactérias Fermentativas: transformam, por hidrólise, polímeros em monômeros, e estes, em acetato, hidrogênio, dióxido de carbono, ácidos orgânicos de cadeia curta, aminoácidos e outros produtos, como glicose. • 2º ESTÁGIO - Bactérias Acetogênicas: convertem os produtos gerados pelas bactérias fermentativas em acetato, hidrogênio e dióxido de carbono. • 3º ESTÁGIO - Bactérias Metanogênicas: utilizam como substrato os produtos finais do segundo grupo. Algumas usam o acetato, transformando-o em metano e dióxido de carbono, enquanto outras produzem metano através da redução do dióxido de carbono.