Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

Apresentação em tema: "Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE"— Transcrição da apresentação:

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2 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

3 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

4 Qual a importância dos microrganismos na indústria alimentar?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Qual a importância dos microrganismos na indústria alimentar? Os microrganismos são essenciais na produção de alimentos Pão Vinho Queijo Cerveja Vinagre Iogurte

5 Qual a importância dos microrganismos na indústria alimentar?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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 microrganismos. 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.

6 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
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 de bebidas 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.

7 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
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.

8 Como actuam as enzimas nas reacções?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como actuam as enzimas 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. As enzimas catalizam as reacções químicas, aumentando a velocidade de conversão dos substratos em produtos, sem se consumirem nas reacções.

9 Como actuam as enzimas nas reacções?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como actuam as enzimas nas reacções? 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.

10 Como actuam as enzimas nas reacções?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como actuam as enzimas nas reacções? 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.

11 Concentração do substrato
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Qual a importância de conhecer os factores que afectam a actividade enzimática? Diversos Factores que afectam a actividade enzimática Concentração do substrato Temperatura pH Cofactores Concentração enzimática

12 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
O aumento do teor de enzimas permite aumentar a velocidade de conversão dos substratos em produtos. Para concentrações elevadas, todos os centro activos ficam saturados, com estabilização da velocidade máxima da reacção. Com o aumento da concentração de substrato aumenta a velocidade da reacção.

13 O pH influencia a carga dos aminoácidos que compõem a enzima.
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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. Como a carga é importante na estrutura tridimensional dos centros activos, influenciará a actividade das enzimas. Para temperaturas elevadas ocorre a desnaturação definitiva das enzimas.

14 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
Muitas enzimas necessitam de outros compostos (cofactores) para actuarem Cofactores Inorgânicos Orgânicos Apoenzima

15 Inibição não competitiva
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como é que as células, nomeadamente os microrganismos, regulam a actividade das enzimas? Inibidores Indutores Existem compostos que se ligam à enzima, afectando a sua funcionalidade: Naturais Artificiais Inibição competitiva Inibição não competitiva Indução O inibidor liga-se ao centro activo, competindo com o substrato, e diminuindo a actividade da enzima. O inibidor liga-se numa região distinta do centro activo – a região alostérica, diminuindo a actividade da enzima. A ligação do indutor provoca modificações no centro activo, permitindo a actuação enzimática.

16 Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias metabólicas?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias metabólicas? O produto final liga-se à primeira enzima, inibindo- -a e diminuindo a actividade de toda a via. O produto de uma reacção enzimática é o substrato da reacção seguinte. A elevada actividade da via metabólica provoca o aumento da concentração do produto final. Numa via metabólica, uma série de enzimas participam na conversão de um substrato a um produto final.

17 Actualmente, é usual a introdução de aditivos na maioria dos alimentos
Como resolver os problemas de alimentação ao nível da produção, melhoramento e conservação de alimentos? Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Actualmente, é usual a introdução de aditivos na maioria dos alimentos Desde a Antiguidade que o Homem dispõe de técnicas de conservação de alimentos: Os aditivos visam melhorar a textura, a consistência, estabilizar os alimentos, conservá-los por mais tempo ou realçar o seu sabor.  salga;  soluções de açúcar;  tratamento térmico;  desidratação (secagem);  acidificação (produção de picles);  fumagem.

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Para além dos aditivos, pode-se optar: Criação de atmosferas modificadas Congelamento Liofilização Irradiação Vácuo Baixas pressões Elevadas concentrações de gases

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O tratamento térmico permite destruir os microrganismos e respectivas estruturas reprodutoras (esporos, por exemplo). Pasteurização O leite não sofre alterações significativas no seu sabor e composição nutricional. O leite é aquecido a 62,8 ºC durante 30 minutos. Os organismos patogénicos são destruídos. O aquecimento a 72,8 ºC durante 15 segundos permite destruir as estruturas reprodutoras mais resistentes, como os esporos.

20 “Revolução biotecnológica”
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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 Revolução Verde “Revolução biotecnológica” Melhoramento tradicional, com selecção dos indivíduos reprodutores, cujo cruzamento permitirá obter descendentes com as características pretendidas. Aumento da produção por processos de: mecanização; fertilizantes químicos; pesticidas; introdução de novas espécies. 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.).

21 Como se processa a cultura de células e tecidos vegetais in vitro?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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. Cuidados a ter ! 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.

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23 Quais são as principais modificações na criação de animais?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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.

24 Como tem variado a produção de organismos geneticamente modificados?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como tem variado a produção de organismos geneticamente modificados? A maioria dos OGM são organismos vegetais, essencialmente plantas com interesse económico.

25 Uso de pesticidas (biocidas)
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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. Controlo natural O controlo de pragas pode processar-se: Uso de pesticidas (biocidas)

26 Como implementar um programa de controlo biológico de pragas?
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE Como implementar um programa de controlo biológico de pragas? A aplicação de programas de controlo obriga ao conhecimento dos ciclos de vida: diminuir a população de pragas; afectar o desenvolvimento de um dos estádios de vida; diminuir os impactes económicos.

27 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
Nesta espécie, a aplicação do biocida apenas afecta o desenvolvimento da fase larvar (espectro de acção).

28 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
Intensidade de actuação Tempo de actuação A persistência dos diferentes biocidas depende da sua acção. A sua aplicação tem de ser em simultâneo com a fase larvar, durante os meses de Verão.

29 Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE
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.

30 Feromonas tem diversas vantagens:
Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE 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.