Apresente o processo de fermentação colocando a mão na massa

Faça algumas experiências e explique para a turma as diferentes aplicações da fermentação na produção de alimentos, bebidas e medicamentos

Objetivos

- Entender o processo de fermentação

- Compreender os processos fermentativos que ocorrem na produção de alguns alimentos, bebidas e medicamentos

- Conhecer a história de alguns processos de fermentação e suas utilizações

- Explicar o processo de expansão de gases ocorrido com o produto da fermentação

- Mostrar a reação que ocorre com os açúcares para formação dos produtos de fermentação

Conteúdos

- Fermentação: processos químicos e biológicos

- História dos processos de fermentação

- Expansão de gases

- Reações de fermentação de açúcares

Anos                                    Ensino Médio

Tempo estimado           Duas aulas

Materiais necessários

- Imagens de produtos obtidos por fermentação: pão, vinagre, vinho, uma seringa que represente a penicilina, combustível etanol;

- Duas garrafas PET de 600ml;

- Duas bexigas;

- 1 colher;

- Fermento químico;

- Farinha de trigo;

- Açúcar;

- Copo;

- Dois recipientes contendo água em temperatura ambiente e água aquecida;

- Tabela periódica.

Leia mais

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Desenvolvimento
1ª. Etapa

Inicie a aula apresentando imagens de alguns alimentos e remédios aos alunos, como: pão, vinho, vinagre, combustível etanol e o medicamento penicilina. Questione o que eles têm em comum.

Escreva no quadro a palavra fermentação e explique que ela deriva do latim, fervere (ferver), devido ao aparecimento de bolhas durante a produção do gás dióxido de carbono (CO2) pela ação das leveduras sobre algumas substâncias. Divida o outro lado do quadro em duas partes: processos químicos e processos biológicos. Enfatize que sempre ocorrem reações químicas durante os processos fermentativos e eles podem ser divididos em químicos e biológicos.

Explique à turma que a fermentação é um dos métodos mais antigos utilizados para preservação de alimentos e é originária do Oriente (China e Japão). Volte às imagens dos alimentos e fale que o vinagre foi provavelmente descoberto 10000 a.C na China e, depois, surgiram as bebidas alcoólicas fabricadas pelos antigos egípcios, germanos e israelitas. Destaque a curiosidade de que o conhecimento desses processos surgiu devido às necessidades de conservação de alimentos ou simplesmente por meio de observações, como no caso do médico escocês Alexander Fleming (1881 - 1955). Fleming trabalhava com culturas de bactérias e uma vez que saiu de férias, esqueceu algumas placas com colônias desses microorganismos no seu laboratório. Quando voltou, notou a formação de um bolor e que nas regiões emboloradas não havia mais bactérias. Acidentalmente, descobriu então que o fungo produzia uma substância responsável pelo efeito bactericida: a penicilina. (Sugestão de fonte para pesquisa: verbete da Wikipedia sobre penicilina)

Assim como o medicamento penicilina, o pão, o vinagre e outros alimentos são obtidos por fermentação biológica. Ela ocorre quando um composto orgânico é degradado, isto é, quebrado em moléculas menores e produz CO2 por meio da ação de seres vivos: fungos, bactérias, plantas e até mesmo o organismo humano! No caso do organismo humano, estuda-se a fermentação em processos bioquímicos que degradam a glicose para a obtenção de energia.

Fale sobre outros alimentos como o iogurte - obtidos pela fermentação do leite realizada por bactérias, os lactobacilos. No caso do vinagre, as bactérias responsáveis pela fermentação acética produzem a reação química da oxidação parcial do etanol (C2H6O), obtendo assim o ácido acético (CH3COOH), como apresentado pela reação a seguir:

Após esta introdução, comente com seus alunos que a fermentação está presente no cotidiano deles, principalmente na produção de alimentos como o pão, por exemplo.

Explique que para fazer pão, tanto em escala industrial como em casa, é utilizado um fermento biológico chamado "levedura", que é um fungo e, ao entrar em contato, com os açúcares da massa, transforma esses açúcares em CO2. Durante o descanso da massa, o gás formado aumenta o volume duas vezes, provocando o crescimento do pão.

Converse com os estudantes sobre o fato de que, durante o crescimento do pão, a massa crua é colocada em uma espécie de "estufa" onde a temperatura é mantida constante, porém elevada. O que a temperatura faz com esse gás formado (CO2)? Questione a turma sobre o porquê desse crescimento. Anote sempre no quadro as respostas deles, mas não responda de imediato, para que todos possam pensar e, com base nisso, reelaborar suas ideias. Após essa conversa, complete a conclusão deles, colocando no quadro a fórmula:

pV= nRT

Pergunte se alguém lembra o que essa fórmula diz e explique que, segundo a fórmula de Clapeyron, é possível obter a explicação do crescimento da massa. Sendo o número de mols do gás (n) CO2 constante após o processo de fermentação, R é a constante dos gases ideais e (p) a pressão do sistema constante (pressão atmosférica). Sendo assim, com o aumento da temperatura (T), aumenta-se o volume do gás (V), aumentando assim o tamanho do pão.

Outro processo de fermentação muito interessante para ser exemplificado é o processo de fermentação alcoólica, responsável pela produção de bebidas como cerveja e vinho. Explique que o mesmo fermento utilizado para a fabricação do pão, é também utilizado para a produção de bebidas alcoólicas, e que essas metabolizam os açúcares extraídos dos cereais ou da uva, produzindo muitos compostos, incluindo o álcool e dióxido de carbono.

De forma simplificada, podemos representar a equação da fermentação alcoólica da seguinte forma:

2ª. Etapa

Para ilustrar os fenômenos presentes no processo de fabricação de pães, apresente dois experimentos: 

·                       Corte duas garrafas PET de 600 ml e coloque em cada uma três colheres de fermento químico e duas colheres de açúcar. Depois, peça a um aluno que acrescente água na temperatura ambiente em uma garrafa e água aquecida em outra. Feche as duas garrafas com bexigas. Esse experimento simula os dias de inverno com temperaturas baixas e o calor que emana do fogão, onde as cozinheiras têm por hábito deixar a massa descansando em dias de frio. Ocorre que, durante o processo de fermentação, acelerado em temperaturas mais quentes, há a liberação de gás carbônico. Dessa forma, na garrafa que recebeu água aquecida, o gás será liberado mais rapidamente e a bexiga encherá primeiro.

·                       Peça a um aluno que coloque uma bolinha de massa em um recipiente com água. A bolinha afundará, já que sua densidade é maior do que a da água. Porém, quando o fermento fizer efeito, a bolinha sobe para a superfície. Explique que, quando a fermentação ocorre, a bolinha se enche de gás carbônico e aumenta de volume, o que diminui sua densidade (densidade = massa / volume). Então, ela flutua. Esse experimento é usado por produtores de pão para saber se a massa já está no ponto para ir ao forno.

Avaliação

Após os experimentos, separe os alunos em duplas e, como avaliação, peça que eles respondam às seguintes questões: 

1. Explique os motivos de usarmos os seguintes ingredientes no experimento: 

a)            Água aquecida. 

b)            Açúcar. 

c)             Farinha de trigo. 

2. Por que a massa do pão cresce antes de ser levada ao forno? 

3. Por que a massa do pão cresce depois de levada ao forno se o calor mata as leveduras? 

4. Na preparação de bolos e pães, costuma-se usar o chamado fermento químico em substituição ao fermento biológico. Qual é o principal constituinte deste tipo de fermento? O que há de comum e de diferente na ação deste fermento em relação ao fermento biológico?

Raquel Vichessi
Bacharel em Química pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)

Igor Rocha
Bacharel e Licenciado em Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/plano-de-aula-quimica-fermentacao-743063.shtml