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Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE.

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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

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

5 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

6 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 CO 2. 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

7 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

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

9 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

10 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

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

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

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

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

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

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

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

18 Elevadas concentrações de gases Baixas pressões Vácuo Para além dos aditivos, pode-se optar: Criação de atmosferas modificadasCongelamentoIrradiaçãoLiofilização Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

19 Pasteurização O tratamento térmico permite destruir os microrganismos e respectivas estruturas reprodutoras (esporos, por exemplo). O aquecimento a 72,8 ºC durante 15 segundos permite destruir as estruturas reprodutoras mais resistentes, como os esporos. Os organismos patogénicos são destruídos.O leite não sofre alterações significativas no seu sabor e composição nutricional. O leite é aquecido a 62,8 ºC durante 30 minutos. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

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

21 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. 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. Cuidados a ter ! Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

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23 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

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

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

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

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

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

29 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

30 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. Unidade 4 – PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE


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