biodesafios

Poluição da água

Poluição das águas é um tipo de poluição causado pelo lançamento de esgoto residencial ou industrial não tratados em cursos de água (rios, lagos ou mares) ou ainda pelo lançamento de fertilizantes agrícolas, em quantidade demasiada alta que o corpo da água não pode absorver naturalmente. A poluição altera as características da água enquanto a contaminação pode afetar a saúde do consumidor da água. Assim uma água pode estar poluída sem estar contaminada.

Lançamento de esgoto
Os materiais orgânicos presentes no esgoto (excrementos etc.) nutrem as bactérias aeróbias decompositoras. Por serem aeróbias, consomem o oxigênio diluído na água, podendo matar por asfixia a fauna ali existente (principalmente os peixes). Juntamente com essas bactérias, podem existir ou não os agentes patogênicos: vermes (esquistossomose, etc.), protozoários (giárdias e amebas, etc.), vírus (hepatite etc.) e bactérias (leptospirose, cólera, febre tifóide etc.).


Como as bactérias aeróbias continuam a se multiplicar, e se a poluição continua elevada, a certa altura elas próprias morrem asfixiadas por esgotamento do oxigênio dissolvido na água, sendo substituídas então por um novo tipo de bactéria: as bactérias anaeróbicas, que não necessitam de oxigênio, exalando do metabolismo substâncias de muito mau cheiro, como o gás sulfídrico.


Eutrofização é o fenómeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio, normalmente causada pela descarga de efluentes agrícolas, urbanos ou industriais) num corpo de água mais ou menos fechado, o que leva à proliferação excessiva de algas, que, ao entrarem em decomposição, levam ao aumento do número de microorganismos e à conseqüente deterioração da qualidade do corpo d'água (rios, lagos, baías, estuários, etc).


As principais fontes de eutrofização são as atividades humanas industriais, domésticas e agrícolas – por exemplo, os fertilizantes usados nas plantações podem escoar superficialmente ou dissolver-se e infiltrarem-se nas águas subterrâneas e serem arrastados até aos corpos de água mencionados. Ao aumento rápido de algas relacionado com a acumulação de nutrientes derivados do azoto (nitratos), do fósforo (fosfatos), do enxofre (sulfatos), mas também de potássio, cálcio e magnésio, dá-se o nome de "florescimento" ou "bloom" – dando uma coloração azul-esverdeada, vermelha ou acastanhada à água, consoante as espécies de algas favorecidas pela situação.

Bioacumulação - é o processo através do qual os seres vivos absorvem e retêm substâncias químicas no seu organismo; pode ser de uma forma directa através do ambiente que os envolve (bioconcentração) e indirectamente a partir da alimentação (biomagnificação). Este processo implica várias etapas na cadeia alimentar e diferentes tipos de alimentação. À medida que se sobe no nível trófico maior será a quantidade de químicos acumulados no ser vivo uma vez que este, para além dos compostos que o seu organismo já absorveu, vai ainda concentrar os que provêm da alimentação. Verifica-se que nos animais predadores os valores de concentração são mais elevados que nos animais de que estes se alimentam.


Bioampliação - consiste no aumento da concentração da substância tóxica, de nível trófico para nível trófico, ao longo das cadeias alimentares.

Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO)
Quantidade de oxigénio dissolvido necessário para a decomposição dos materiais orgânicos presentes num certo volume de água.

É um indicador da quantidade de matéria orgânica biodegradável presente na água.

Quanto maior a concentração de matéria orgânica na água, maior será a quantidade de oxigénio utilizada pelos decompositores.

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Poluição da atmosfera

Tendo em conta que os problemas que advêm da atmosfera representam perigo para os organismos têm-se vindo a desenvolver estudos sobre o efeito estufa e a consequente destruição da camada de ozono, para além de provocar as chuvas ácidas, fenómenos estes que contribuem grandemente para a poluição atmosférica.

Efeito estufa
O clima tem evoluído aos longo dos tempos, sendo a sua evolução natural, no entanto nos últimos tempos o Homem é o grande responsável uma vez que a população mundial tem vindo a aumentar e consequentemente, registou-se um aumento de 25 % de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera.

Este aumento deve-se especialmente à combustão de combustíveis fósseis, há desflorestação, ao número crescente de indústrias e ao consumismo desmesurado.

O efeito estufa provoca um desequilíbrio no sistema natural da Terra pelo que é urgente se reduzirem as emissões dos gases prejudiciais e propor alternativas.

Os gases responsáveis pelo aquecimento global da Terra, encontram-se na combustão de combustíveis fósseis, como o petróleo e seus derivados, e nas cidades cerca de 40 % deve-se à queima de gasolina e de óleo a diesel, facto que se traduz pelo número de veículos automóveis que aí circulam.

Os veículos automóveis são responsáveis pela libertação de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2), óxidos de azoto (NOx), dióxido de enxofre (SO2), derivados de chumbo e hidrocarbonetos.

As indústrias também são responsáveis por este fenómeno uma vez que emitem enxofre, chumbo e outros materiais pesados, bem como resíduos sólidos que ficam suspensos no ar, por sua vez a concentração de oxigénio vai sendo cada vez menor o que vai provocar doenças graves no sistema nervoso, cancro, problemas respiratórios.

Quanto à agricultura, as substâncias são originadas a partir do cultivo de arroz, agricultura, queima de resíduos agrícolas e de florestas, entre outras fontes.

A incineração de resíduos e a deposição de resíduos sólidos nas terras constituem outras fontes de gases com efeito de estufa.

Os gases de estufa (dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), CFC´s (CFxClx)) absorvem alguma da radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e radiam por sua vez alguma da energia absorvida de volta para a superfície. Como resultado, a superfície recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que a que recebe do Sol e a superfície fica cerca de 30ºC mais quente do que estaria sem a presença dos gases «de estufa».


Chuva ácida
A Chuva ácida é caracterizada por um pH abaixo de 4,5. É causada pelo enxofre proveniente das impurezas da queima dos combustíveis fósseis e pelo nitrogênio do ar, que se combinam com o oxigênio para formar dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio. Estes se difundem pela atmosfera e reagem com a água para formar ácido sulfúrico e ácido nítrico, que são solúveis em água. Um pouco de ácido clorídrico também é formado.


As chuvas normais têm um pH de aproximadamente 5,6, que é levemente ácido. Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando o ácido carbónico, segundo a reacção:



Camada de ozono
O ozono é um gás que existe na atmosfera, constituído por três atómos de oxigénio (O3). É produzido pela energia das descargas eléctricas, que quebra as ligações entre os dois átomos do oxigénio molecular (O2), libertando o oxigénio atómico (O) que fica livre para se ligar com o O2, formando-se, deste modo, a molécula triatómica de ozono.

Apesar de estar presente em reduzida quantidade, os seus efeitos estão longe de ser negligenciáveis. Na troposfera (estrato da atmosfera, desde a superfície até aos 10 km de altitude), o ozono em elevadas concentrações pode exercer um efeito tóxico nos animais, originando problemas respiratórios e irritação ocular, e um efeito corrosivo em diversos materiais. Misturado com outros gases e partículas, ele é responsável pela formação do smog (nevoeiro fotoquímico que cobre os grandes centros urbanos e industriais, resultado da poluição atmosférica). Contudo, este gás acumula-se, principalmente, numa camada com cerca de 15 km de espessura, na estratosfera (estrato compreendido entre os 10 e os 50 km de altitude), designada por "camada de ozono". É aqui que ele desempenha o papel de escudo protector, de filtro a favor da vida. Com efeito, absorvendo grande parte (mais de 95%) das radiações ultravioleta (parte do espectro electromagnético das radiações emitidas pelo sol, que têm efeitos funestos), ele preserva da sua acção nefasta todas as formas vivas.


Para se agir adequadamente contra a poluição atmosférica é necessário:

- Medir e conhecer a concentração dos poluentes no ar;
- Definir as fontes poluentes;
- Definir a qualidade do ar;
- Analisar os valores limite;
- Observar a evolução da qualidade do ar;
- Planejar acções que promovam melhor qualidade do ar, tais como: reordenar actividades socio-económicas, localizar fontes poluentes, alterar o percurso rodoviário e reduzir as emissões de poluentes atmosféricos.

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Poluição dos solos

A poluição do solo consiste numa das formas de poluição, que afeta particularmente a camada superficial da crosta terrestre, causando malefícios diretos ou indiretos à vida humana, à natureza e ao meio ambiente em geral. Consiste na presença indevida, no solo, de elementos químicos estranhos, de origem humana, que prejudiquem as formas de vida e seu desenvolvimento regular.

A poluição do solo pode ser de duas origens: urbana e agrícola.

Poluição de origem urbana
Nas áreas urbanas o lixo jogado sobre a superfície, sem o devido tratamento, são uma das principais causas dessa poluição. A presença humana, lançando detritos e substâncias químicas, como os derivados do petróleo, constitui-se num dos problemas ambientais que necessitam de atenção das autoridades públicas e da sociedade.

Poluição de origem agrícola
A contaminação do solo, nas áreas rurais, dá-se sobretudo pelo uso indevido de agrotóxicos, técnicas arcaicas de produção (a exemplo do subproduto da cana-de-açúcar, o vinhoto; dos curtumes e a criação de porcos).


Aterros sanitários
Uma das formas de se lidar com os resíduos urbanos é a destinação de locais de depósito para os mesmos, denominados aterros. Nestes lugares todo o lixo urbano é depositado, sem qualquer forma de tratamento ou reciclagem.


Lixeira
Lixeira é um repositório onde se armazena lixo temporariamente. É muito comum em centros urbanos onde os lixos jogados na rua podem causar a proliferação dos animais transmissores de doenças.

Compostagem
Conjunto de técnicas aplicado para controlar a decomposição de materiais orgânicos, com a finalidade de obter, no menor tempo possível, um material estável, rico em húmus e nutrientes minerais; com atributos físicos, químicos e biológicos superiores (sob o aspecto agronómico) áqueles encontrados na(s) matéria(s) prima(s).


Reciclagem
A reciclagem é o reaproveitamento dos materiais como matéria-prima para um novo produto. Muitos materiais podem ser reciclados e os exemplos mais comuns são o papel, o vidro, o metal e o plástico. As maiores vantagens da reciclagem são a minimização da utilização de fontes naturais, muitas vezes não renováveis; e a minimização da quantidade de resíduos que necessita tratamento final, como aterramento, ou incineração. O conceito de reciclagem não deve ser confundido com o de reutilização.


Incineração
A incineração é a queima do lixo em aparelhos e usinas especiais. Apresenta a vantagem de reduzir bastante o volume de resíduos. Além disso, destrói os microrganismos que causam doenças, contidos principalmente no lixo hospitalar e industrial.

Depois da queima, resta um material que pode ser encaminhado para aterros sanitários ou mesmo reciclado.

Certos resíduos, no entanto, liberam gases tóxicos aos serem queimados. Nesses casos, para evitar a poluição do ar, é necessário instalar filtros e equipamentos especiais – o que torna o processo mais caro.

Com a incineração é possível reduzir o volume de resíduos através da combustão, com temperaturas da ordem dos 1100 ºC. Trata-se de um sistema útil na eliminação de resíduos combustíveis, não tendo vantagens para outros materiais como, por exemplo, vidros e metais.


Diferentes produtos tóxicos aparecem misturados com o lixo. Quando acumulados e com o passar do tempo infiltram-se no solo. Esta situação é agravada quando chove. A água da chuva atravessa o lixo, dissolve os produtos tóxicos nele existentes e, por infiltração ou escoamento, polui as águas subterrâneas (e a partir destas as águas de abastecimento), os ribeiros, os rios e os lagos.


Para defender e preservar a qualidade do solo devemos:

- Tratar lixos e resíduos domésticos e industriais.

- Colocar o lixo nos recipientes próprios.

- Proteger as florestas.

- Utilizar sempre que possível materiais reciclados e preferir produtos ecológicos.

- Colaborar na reciclagem de vidro, papel, cartão, alumínio e plásticos, fazendo a separação dos lixos.

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Clonagem da Dolly

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Micropropagação de plantas

A micropropagação consiste na produção rápida de milhares de clones de uma planta, a partir de uma única célula vegetal somática ou de um pequeno pedaço de tecido vegetal (explante).

As técnicas a que a micropropagação recorre baseiam-se em métodos modernos de cultura de tecidos vegetais in vitro. Deste modo, a micropropagação é utilizada para multiplicar plantas jovens, produzidas pelos métodos convencionais de produção de plantas, e mesmo plantas genéticamente modificadas.

É também utilizada para fornecer um número elevado de plântulas destinadas à plantação, que foram clonadas a partir de uma planta em stock que não produza semente ou que não responda bem à obtenção de clones por multiplicação vegetal. No entanto, a micropropagação é utilizada sobretudo em plantas ornamentais, como nas orquídeas, e em árvores para madeira, como nos pinheiros.

Para que se criem plântulas por micropropagação, é necessário obter uma ou várias células indeferênciadas (células totipotentes) do parênquima ou um explante da planta-mãe. Esta pequena quantidade de tecido que forma o explante pode ser tão pequeno como um pequeno conjunto de células, e é colocádo num meio de cultura adequado ao seu crescimento, contendo nutrientes e hormonas, nomeadamente sacarose como fonte de energia e hormonas de crescimento.

O tecido da planta começa então a crescer, formando uma massa de células indeferênciadas denominada tecido caloso. Este tecido continua a crescer e a diferenciar-se em novos tecidos específicos, originado uma plântula.


Uma planta pode originar milhares de clones a partir de um único explante, bastando para isso subdividir o tecido caloso as vezes desejadas, à medida que este vai crescendo.


Pretransplante

Esta fase consiste em tratar as "plântulas-proveta" produzidas, de modo a incentivar o crescimento da raiz e a "resistentificação" da planta. Este procedimento é realizado In Vitro ou num ambiente esterelizado de um tubo de ensaio.

O cescimento da raiz nem sempre ocorre durante as primeiras fases da cultura de tecidos vegetais, e é obviamente uma exigência para um crescimento da planta bem sucedido após o processo de micropropagação. Para que se favoreça o crescimento das raízes, recorre-se à transferência das plântulas para um meio In Vitro que contém auxinas.

"Resistentificação" refere-se à preparação da planta para uma crescimento num ambiente natural. Até esta fase, as plântulas desenvolveram-se em condições ideais, concebidas para a incentivação de um crescimento rápido. Devido a isto, uma plântula que não passe por esta fase e que seja logo exposta num ambinte natural, irá estar mais susceptível a doenças e o seu uso da água e da energia será ineficiente.

A "resistentificação" normalmente envolve uma exposição lenta das plântulas a ambientes com muita humidade, com pouca luz e de temperatura amena, o que seria considerado uma ambiente para um crescimento normal das espécies em questão.

A fase do pretransplante nem sempre é realizada, pelo que é incorporada na fase da transferência da cultura para um meio natural, sendo então acrescentado a essa fase o tratamento (Ex: Vitro) para o crescimento das raizes e para a obtenção de resistência.


Transferência da cultura
Na fase final da micropropagação, as plântulas são transferidas para o solo, ou, o mais comum, transferidas para vasos com um composto orgânico para um crescimento contínuo atrvés dos métodos convencionais.


Vantagens da Micropropagação

- Produz plantas livres de doenças.
- Produz plântulas enraizadas prontas para a plantação e crescimento, o que é melhor do que o recurso a sementes e a estacas.
- Possui uma fecundidade extremamente elevada, pelo que se obtêm milhares de plantas enquanto que através das técnicas convencionais se obtém apenas entre dezenas a centas de plantas no mesmo período de tempo.
- É o único método viável para a regeneração de células genéticamente modificadas e para células resultantes da fusão de protoplastos.
- É um bom método de multiplicar plantas que não produzam sementes ou que apenas produzam em quantidades pouco lucrativas.
- A micropropagação produz plantas mais resistentes, com um crescimento mais rápido do que as plantas produzidas através de métodos convêncionais.

Desvantagens da Micropropagação

- É um processo muito dispendioso e pode ter um custo laboral superior a 70%.
- Uma planta infectada pode produzir clones infectados. Isto é incomum, já que as plantas em stock são seleccionadas e vedadas com cuidado para evitar isto.

A maior desvantagem é o custo. A maioria das plantas irão naturalmente produzir sementes, que normalmente são livres de doenças e que crescerão rápidamente sob boas condiões. O número de semente produzidas varia, mas é normalmente aceitável para a multiplicação e é de graça. Por esta razão, muitos criadores de plantas nunca recorrerão à micropropagação devido ao seu custo proibitivo.

A mecanização do processo irá eliminar a maior parte dos custos laborais associados. No entanto, este objectivo tem provado grandes dificuldades até hoje, apesar das tentativas activas para desenvolver esta tecnologia.

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Tipos de conservação de produtos

Conservação pelo calor

O uso de calor para conservar alimentos tem por objetivo a redução da carga microbiana e a desnaturação de enzimas. Vários tipos de tratamento térmico podem ser aplicados, a depender da termossensibilidade do alimento e da sua suscetibilidade à deterioração, bem como da estabilidade requerida do produto final. Um tratamento térmico seguro deve ser selecionado com base no binômio tempo-temperatura requerido para inativar os microorganismos patogênicos e deterioradores mais termorresistentes em um dado alimento e da embalagem.

Existem diferentes tipos de tratamento pelo calor, desde os mais conhecidos, como a pasteurização e esterilização, até os menos conhecidos da grande população, como o branqueamento.


Pasteurização

O método da pasteurização leva este nome em homenagem a Louis Pasteur, o primeiro a perceber que havia a possibilidade e inativação de microorganismos deterioradores em vinho por meio da aplicação de calor.

A pasteurização tem como objetivo principal a destruição de microorganismos patogênicos associados ao alimento em questão. Um objetivo secundário é aumentar a vida de prateleira do alimento, reduzindo as taxas de alterações microbiológicas e enzimáticas. Os produtos pasteurizados podem conter, ainda, muitos organismos vivos capazes de crescer, o que limita sua vida de prateleira. Assim, a pasteurização é, muitas vezes, combinada com outros métodos de conservação e muitos produtos pasteurizados são estocados sob refrigeração.

Microorganismos patogénicos são os que causam doenças a quem ingere o alimento, por meio da ingestão de alimento contendo carga microbiana ou toxinas produzidas pelos microorganismos.



Esterilização Comercial

Para alimentos, quando dizemos esterilização estamos nos referindo, na verdade, à esterilização comercial, ou seja, não atingimos a temperatura que tornaria o alimento completamente estéril. Se isso ocorresse, o alimento tratado não se tornaria interessante para o consumo do ponto de vista nutricional e sensorial.

Segundo Potter & Hotckiss (1995), a esterilização comercial refere-se a um tratamento térmico que inativa todos os microorganismos patogênicos e deterioradores que possam crescer sob condições normais de estocagem. Os alimentos comercialmente estéreis podem conter um pequeno número de esporos bacterianos termorresistentes, que não se multiplicam no alimento. A maior parte dos alimentos enlatados é comercialmente estéril, tendo uma vida de prateleira de pelo menos dois anos. Mesmo após períodos mais longos de estocagem, sua deterioração, geralmente, ocorre devido a alterações não microbiológicas.

Para reduzirmos os danos sensoriais e nutricionais aos alimentos tratados pelo calor, o melhor é submetermos os alimentos ao menor tempo de exposição ao calor que for possível e utilizarmos temperaturas mais altas. Isso minimiza as possíveis perdas nutricionais e sensoriais e atinge bons resultados no que se refere à segurança microbiológica.


Conservação pelo frio

A conservação pelo frio é uma das mais utilizadas no dia-a-dia da população. Os congelados vêm se tornando cada vez mais freqüentes na mesa do brasileiro e a refrigeração doméstica é a principal arma da população contra a deterioração dos alimentos e conseqüente desperdício.

Enquanto na conservação pelo calor trabalhamos com a morte de microorganismos e inativação de enzimas, na conservação pelo frio o fator que controlamos é a proliferação microbiana e reações químicas, como as reações enzimáticas.

Sabemos que existem microorganismos que podem estar presentes nos alimentos em contagens toleráveis. Isso significa que, dependendo do tipo de alimento e do tipo de microorganismo, podemos consumí-lo com certa carga microbiológica sem prejuízos para a qualidade do alimento e, em conseqüência, para a nossa saúde.

Todos os microorganismos têm temperaturas ótimas para o seu crescimento e reprodução, sendo assim, o princípio básico da conservação pelo frio é manter a temperatura abaixo da ideal para o crescimento e proliferação microbiana. Da mesma, forma as reações químicas ocorrem em temperaturas ideais, sendo assim, o princípio para minimizá-las é o mesmo, manter a temperatura abaixo da ideal.

Existem dois tipos de conservação pelo frio: a refrigeração e o congelamento. Cada um se adequando ao tipo de alimento e ao tempo de conservação que se deseja atingir.


Refrigeração

Para que os alimentos estejam refrigerados é necessário mantê-los sob temperaturas entre 0˚C e 7˚C. Neste caso os impactos sobre as propriedades nutricionais e sensoriais são mais brandos, com estas temperaturas, porém, conseguimos atingir menores tempos de conservação.


Congelamento

Para o congelamento ser eficiente, necessitamos de temperaturas de -18˚C ou inferiores. Existem microorganismos que ainda crescem a temperaturas de -10˚C o que acarreta um perigo para o congelamento mal monitorado. Sabemos porém que sob temperatura de -18˚C ou menores ocorre a inibição total de microorganismos.


Conservação pelo controle de umidade

A disponibilidade de água é um dos fatores mais importantes para a manutenção da vida no nosso planeta, assim como a presença de macronutrientes como carboidratos, proteínas, lipídeos; micronutrientes como vitaminas e minerais e a qualidade do ar. O conjunto desses fatores, em quantidade e qualidade adequadas, é responsável pela manutenção do equilíbrio fisiológico da vida.

Assim como nós, os microorganismos necessitam de água para a sua manutenção. Ela, como solvente universal, serve, por exemplo, para transportar os nutrientes para todo o espaço intracelular e para solubilizar nutrientes que na sua forma original não poderiam ser aproveitados pelos microorganismos.

A conservação por controle de umidade consiste na retirada de água do alimento, ou seja, a sua desidratação. O objetivo principal da redução da atividade de água de alimentos é a redução das taxas de alterações microbiológicas. Existem, ainda, outros objetivos adicionais, como a redução de alterações químicas, a redução de custos com embalagem, transporte e distribuição, além da conveniência.


Conservação pela adição de solutos

A adição de solutos é outra forma de controle de umidade, entretanto, neste método não há retirada de água. O que ocorre quando adicionamos um soluto no alimento é a “captura” da água livre no alimento pelo soluto, tornando a água indisponível para a sua utilização por microorganismos e reações químicas.

Os solutos mais utilizados com esta finalidade são o açúcar e o sal. No dia-a-dia utilizamos este tipo de conservação, mas nem sempre sabemos os princípios físico-químicos presentes nos métodos.

Na produção de geléias caseiras utilizamos a adição de açúcar, além do caráter conservativo, este método é, também, forma de produção de outro alimento, que, muitas vezes, se torna o meio de ganhar dinheiro para muitas pessoas.

Já o sal, é utilizado, por exemplo, para a produção da carne de sol e carne seca. Um método utilizado em grande parte das vezes pela carência de refrigeração e congelamento, hora por parte de equipamentos, hora por parte de disponibilidade energética.

A carne é um dos principais alimentos que supre as necessidades nutricionais de proteínas, portanto, quando não se pode lançar mão da refrigeração e do congelamento, se faz necessário encontrarmos alternativas para a conservação da mesma para que haja disponibilidade para o consumo frequente.


Conservação por defumação

O processo de defumação baseia-se na exposição do alimento à fumaça proveniente da queima incompleta de madeira, serragem, carvão, etc. Este processo é utilizado, principalmente, para carnes bovinas, pescado e embutidos.

A fumaça resultante da queima da madeira contém compostos químicos formados durante o processo, como os aldeídos, fenóis e ácidos alifáticos, que têm poder bactericida.

Além do efeito dos compostos químicos formados durante o processo, a exposição do alimento a altas temperaturas tem papel coadjuvante, uma vez que age como tratamento pelo calor e como desidratante, diminuindo, portanto, o teor de água dos alimentos. Ocorre também a formação de uma “casca” externa que atua como um “isolante” que dificulta a entrada de novos contaminantes.

A seguir algumas das vantagens da defumação:

- durante o processo, a camada superficial do produto fica impregnada dos componentes da fumaça, que lhe dão certa protecção contra os microorganismos;
- confere marcado poder conservador, devido ao calor alcançado e a penetração, no produto, dos componentes da fumaça; a combinação da fumaça e do elevado grau de calor (60 graus), pode diminuir cerca de dez mil vezes, a população bacteriana da superfície;
- o sal presente e a desidratação resultante da defumação, ajudam a conservação do alimento.


Conservação por fermentação

A conservação por fermentação baseia-se no antagonismo entre espécies microbianas, em que uma ou mais espécies inibem as demais, por meio da competição por nutrientes e da produção de metabólitos antimicrobianos a partir de substratos presentes no alimento. Tais metabólitos, geralmente ácidos orgânicos, álcoois e CO2, limitam o crescimento da flora patogênica e/ou deterioradora.

A fermentação necessita, em alguns casos, de métodos complementares de conservação como a pasteurização, no caso da cerveja, e no caso de laticínios há necessidade de armazenamento em refrigeração.

Além do objetivo de conservação a produção dos ácidos, álcoois e CO2 são responsáveis por conferir características sensoriais agradáveis aos alimentos. A partir da percepção disso o mercado passou a utilizar a fermentação em maior escala para este fim, em detrimento da finalidade conservativa.


Conservação por irradiação

Quando irradiamos os alimentos, na verdade, estamos submetendo-os a doses minuciosamente controladas de uma radiação particular, a radiação ionizante.

O objetivo é aumentar a vida útil de produtos alimentícios para auxiliar em processos de distribuição e comercialização. Além disso, o incremento em tempo de conservação também é sentido pelo principal ator no cenário comercial, o consumidor.

A irradiação de alimentos não causa prejuízos ao alimento no que tange a formação de novos compostos químicos que poderiam transmitir doenças ao ser humano quando da sua ingestão. Porém, como em todo processo de conservação, existem perdas no alimento de ordem nutricional e organoléptica.

A propriedades organolépticas são as propriedades que podem ser percebidas pelos sentidos do consumidor, como a cor, o sabor, a texturas, e o odor.

As pesquisas são necessárias, então, para determinarmos a dose de irradiação, que deve ser aplicada a cada tipo de alimento que maximize o seu tempo de conservação e, ao mesmo tempo, minimize as perdas de ordem nutricional e organoléptica.

Para medir as perdas nutricionais podemos lançar mão da bromatologia, que estuda as quantidades de nutrientes como os carboidratos, proteínas, lipídeos, cinzas (minerais) e vitaminas e para as propriedades organolépticas trabalhamos com as análises sensoriais.

Quando irradiamos os alimento, a primeira coisa que analisamos é qual é o alimento que vai ser tratado por irradiação e qual o objetivo que queremos alcançar no final do processo.

O tratamento por irradiação pode ser aplicado para inibir brotamento, (para bulbos e tubérculos), retardar a maturação e senescência, ou seja, envelhecimento (frutas e legumes), redução de carga microbiológica (carnes, frutas e legumes), eliminação de parasitas e pragas (grãos, cereais, frutas e especiarias) e esterilização (alimentos prontos para o consumo, conservados em temperatura ambiente). Na figura temos o exemplo de cebolas não irradiadas e cebolas irradiadas, esta foto foi tirada depois de seis meses da irradiação.

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Complexo enzima-substrato

As enzimas são proteínas especializadas na catálise de reações biológicas. Elas estão entre as biomoléculas mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade e poder catalítico, que são muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas.

Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto.

As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações.

As enzimas são, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular.


O substrato, ou substratos, liga-se à enzima num sítio especial desta, chamado o sítio activo. A aproximação do substrato em relação ao sítio activo conduz a uma ligeira alteração da forma da molécula da enzima, a nível do sítio activo, por forma a que esta se adapte à molécula de substrato, enquanto este se orienta no sítio activo. Completada esta ligação do substrato ao sítio activo, temos formado o complexo enzima-substrato; dá-se a reacção e a libertação dos produtos, e a molécula da enzima retoma a sua forma inicial.

Esta teoria, a teoria do encaixe induzido, permite explicar a especificidade de grupo. A especificidade absoluta é explicada pela teoria da fechadura-chave, em que não há alterações significativas da forma da molécula da enzima durante o processo de formação do complexo enzima-substrato, pelo que uma enzima só pode ligar-se a um único substrato, ou conjunto específico de substratos se a reacção envolve mais de um substrato.


Além do substrato ou substratos, podem ligar-se à molécula da enzima outras moléculas, geralmente de natureza não proteica: os coenzimas, que transportam grupos químicos e iões que são removidos ou adicionados ao substrato; os cofactores, geralmente catiões divalentes como o Mg++; e ainda os efectores alostéricos.


COFACTORES ENZIMÁTICOS E COENZIMAS

Cofactores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima. Estes cofactores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima mas, na ausência deles, a enzima é inativa.

A fração protéica de uma enzima, na ausência do seu cofactor, é chamada de apoenzima.

Enzima + Cofactor, chamamos de holoenzima.



Coenzimas são compostos orgânicos, quase sempre derivados de vitaminas, que atuam em conjunto com as enzimas. Podem atuar segundo 3 modelos:

- Ligando-se à enzima com afinidade semelhante à do substrato.

- Ligando-se covalentemente em local próximo ou no próprio sítio catalítico da apoenzima.

- Atuando de maneira intermediária aos dois extremos acima citados.


Alguns modelos procuram explicar a especificidade substrato/enzima:

- Modelo Chave/Fechadura que prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura. No exemplo da figura abaixo, uma determinada região da proteína - o módulo SH2 - liga-se à tirosina fosfatada, que se adapta ao sítio ativo da enzima tal como uma chave faz a sua fechadura.

- Modelo do Ajuste Induzido que prevê um sítio de ligação não totalmente pré-formado, mas sim moldável à molécula do substrato; a enzima se ajustaria à molécula do substrato na sua presença.


- Evidências experimentais sugerem um terceiro modelo que combina o ajuste induzido a uma "torção" da molécula do substrato, que o "activaria" e o prepararia para a sua transformação em produto.

posted by Cristiana @ 5:50 da tarde 0 comments

Fermentação

Á fermentação do ponto de vista bioquímico é um processo anaeróbio de transformação de uma substância em outra, produzida a partir de microorganismos, tais como bactérias e fungos, chamados nesses casos de fermentos. Exemplo de fermentação é o processo de transformação dos açúcares das plantas em álcool, tal como ocorre no processo de fabricação da cerveja, cujo álcool etilico é produzido a partir do consumo de açúcares presentes no malte, que é obtido através da cevada germinada.

Outro exemplo é o da massa do [bolo,pao..] onde os fermentos (leveduras) consomem amido.

Esses fungos começam a digerir o açúcar da massa do pão, liberando CO2 (gás carbônico), que aumenta o volume da massa.

De um modo geral o termo fermentação também é usado na biotecnologia para definir processos aeróbios.

Há dois tipos de fermentação:

Fermentação Aeróbica: ocorre na presença de oxigênio do ar, como por exemplo em: Ácido cítrico, Penicilina.
Fermentação Anaeróbica: ocorre na ausência de oxigênio, como por exemplo em: Iogurte, Vinagre, Cerveja, Vinho.


Na fermentação láctica, o ácido pirúvico oxida o NADH, formado durante a glicólise, originado ácido láctico (3C). O rendimento é também de 2 ATP, permanecendo a energia remanescente no ácido láctico.

Na fermentação alcoólica, o ácido pirúvico (3C) é descarboxilado e, assim, liberta CO2 e origina uma molécula de etanol (2C). Essa redução deve-se à transferência de um H do NADH, formado durante a glicólise, que passa à sua forma oxidada (NAD+), podendo ser novamente reduzido. O rendimento energético final é de 2 ATP, formados durante a glicólise, ficando grande parte da energia da glicose armazenada no etanol.

Fermentação Acética consiste na oxidação parcial, aeróbica, do álcool etílico, com produção de ácido acético. Esse processo é utilizado na produção de vinagre comum e do ácido acético industrial. Desenvolve-se também na deterioração de bebidas de baixo teor alcoólico e na de certos alimentos. É realizada por bactérias denominadas acetobactérias, produzindo ácido acético e CO2.

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Respiração Aeróbia

Etapas:

1- Glicólise: é o conjunto de reacções iniciais da degradação da glicose, semelhantes em todos os tipos de fermentação e na respiração aeróbia. Tem início com a activação da glicose, que recebe dois grupos fosfato, fornecidos pelo ATP, que se transforma em ADP;

2-Ciclo de Krebs:decorre na matriz da mitocôndria e consiste numa série de reacções complexas de descarboxilações e desidrogenações. Recebe o nome do bioquímico inglês que esclareceu o seu mecanismo em 1938.
Inicia-se com a combinação do grupo acetil com o ácido oxalacético, originando ácido cítrico. Este isomeriza-se transformando-se em ácido isocítrico. A sua desidrogenação origina ácido oxalsuccínico e os átomos de hidrogénio reduzem o NADP a NADPH2.
Uma descarboxilação liberta dióxido de carbono e forma ácido cetoglutárico. Este é novamente descarboxilado e desidrogenizado, originando ácido succínico e GTP (guanosina trifosfato, equivalente ao ATP) e reduzindo NAD a NADH2.
A desidrogenação transforma o ácido succínico em fumárico, com redução do FAD a FADH2. Este ácido reage com a água e forma ácido málico, que desidrogenizado recupera o ácido oxalacético, reduzindo NAD a NADH2.
Note-se que, por cada molécula de glicose decorrem 2 ciclos de Krebs pois formam-se 2 moléculas de ácido pirúvico no fim da glicólise;


3- Cadeia respiratória:decorre na membrana interna da mitocôndria e consiste na transferência de 12 átomos de hidrogénio, libertados durante a oxidação da glicose, para o oxigénio.
Esta transferência forma água e liberta energia. Em condições não celulares a libertação de energia seria explosiva mas este mecanismo gradual permite que esta seja utilizada. Cada conjunto completo de moléculas receptoras intermédias de hidrogénio (por vezes apenas o seu electrão, ficando o protão em solução) designa-se, então, cadeia respiratória. Além das moléculas de NAD e FAD, já referidas anteriormente, são fundamentais nesta cadeia os citocromos.
De cada vez que um electrão é transferido há libertação de energia mas apenas se forma ATP quando a energia é superior a 10000 calorias. Por vezes, a energia é suficiente para formar mais que uma molécula de ATP mas apenas uma é sintetizada.
O oxigénio, aceptador final de electrões, fica carregado negativamente e combina-se com os protões em solução, originando água;

4- Oxidação do ácido pirúvico - decorre ainda no citoplasma e produz acetilcoenzima A. Inicia-se aqui a diferença entre a fermentação e a respiração aeróbia, pois o ácido pirúvico vai ser descarboxilado (liberta uma molécula de dióxido de carbono) e transforma-se em ácido acético.
Este é desidrogenado (liberta hidrogénio que reduz NAD a NADH2) e combina-se com a coenzima A, formando acetilcoenzima A. O grupo acetil da acetilcoenzima A será transferido para o interior da mitocôndria, onde decorrem as etapas seguintes do processo.

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"Descobertas duas proteínas que destroem HIV"

Cientistas da Universidade Estadual de Ohio (EUA) descobriram um mecanismo celular contra o vírus da aids que pode abrir caminho para uma nova estratégia médica contra a doença.

Em artigo publicado hoje na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os cientistas do Centro Integral contra o Câncer (CCC, na sigla em inglês) afirmam que duas proteínas que normalmente reparam o DNA também podem destruir o DNA do Vírus de Imunodeficiência Humana (HIV) quando este invade uma célula.

Segundo os pesquisadores, o DNA do HIV é essencial para a sobrevivência e reprodução do vírus que causa a aids.

Atualmente, os tratamentos contra a doença usam uma combinação de medicamentos que não eliminam o HIV do corpo, mas neutralizam sua capacidade de propagação e multiplicação.

"Nossa descoberta identifica um novo alvo potencial para um remédio", segundo Richard Fishel, professor de virologia molecular, imunologia e genética molecular, e diretor do estudo.

O cientista acrescenta que os resultados dos experimentos realizados com as proteínas confirmam que estas participam da destruição do DNA do HIV.

"Esse processo reduz o volume do DNA do HIV que pode atingir os cromossomos e protege com isso as células de uma infecção", acrescentou.

A próxima tarefa será determinar a forma com que as proteínas destroem o DNA do vírus, o que poderia ajudar na criação de medicamentos que ajudariam essas proteínas a destruírem uma maior quantidade de DNA, afirmam.

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Noticias

Biotecnologia está em expansão em Portugal

posted by Cristiana @ 5:55 da tarde 1 comments

Engenharia Genética

A engenharia genética, de uma maneira geral, envolve a manipulação dos genes e a consequente criação de inúmeras combinações entre genes de organismos diferentes. Os primeiros experimentos envolveram a manipulação do material genético em animais e plantas com a transferência dos mesmos para microorganismos tais como leveduras e bactérias, que crescem facilmente em grandes quantidades. Produtos que primariamente eram obtidos em pequenas quantidades originados de animais plantas, hoje podem ser produzidos em grandes escala através desses organismos recombinantes.

Outros benefícios também foram obtidos com as técnicas da engenharia genética:

-A inserção de genes de uma determinada espécie em outra não correlacionada, pode vir a melhora esta última, que passa a apresentar determinadas características outrora não existentes.

-Produção de vacinas, melhora de características agrônomicas de plantas e da qualidade dos animais de corte, por exemplo, perfazem um quadro das melhoras trazidas com a utilização da tecnologia do DNA recombinante ou da chamada engenharia genética.

A tecnologia do DNA recombinante:

A identificação dos genes não é tudo. O próximo passo nessa tecnologia faz-se pela cópia dos mesmos e a sua inserção em outras células. Essas céluas podem ser bactérias ou outros microorganismos que crescem facilmente; ou células de plantas e animais, onde o determinado gene inserido traduz uma proteína requerida pelo organismo. Para esse trabalho, os cientistas se utilizam de novas técnicas bioquímicas, usando enzimas que quebram a fita de DNA em pontos específicos (enzimas de restriçao). Com isso o DNA pode ser manipulado, pois o fragmento quebrado pode ser inserido em outra fita de DNA (em outro organismo, por exemplo, que também tenha sofrido a quebra do seu DNA) - plasmídeo. Depois o fragmento de DNA e o vector são ligados através da ligases de DNA. A inserção de genes dentro de diferentes organismos pode ser feito facilmente com a utilização de plasmídios bacterianos _ pequenos círculos de DNA que são muito menores que o cromossomo bacteriano. Alguns desses plasmídios podem passar facilmente de uma célula para a outra. Esses plasmídios são capazes de sintetizar a proteína desejada, mediante a inserção de uma sequência específica de DNA. A insulina humana utilizada no tratamento da diabete pode agora ser produzida desta maneira.

O que são enzimas de restrição?

Os OGM são organismos cujo material genético (ADN) não foi modificado por multiplicação e/ou recombinação natural, mas pela introdução de um gene modificado ou de um gene pertencente a uma outra variedade ou espécie.

OGMs possuem alteração em trecho(s) do genoma realizadas através da tecnologia do DNA recombinante ou Engenharia genética.
Transgénicos são organismos geneticamente modificados. Na maior parte das vezes que se fala em OGM, estes são organismos transgénicos.

Exemplos da utilização da engenharia genética podem ser dados na produção de :

Melhora da qualidade das vacinas contra as doenças;
Produtos humanos puros e em quantidades comerciais como a insulina e hormonas de crescimento;
Produção de antibióticos por meios mais económicos ou outrora não existentes;
Plantas mais resitentes a pesticidas, doenças e a insetos;
Plantas com melhora em sua qualidade nutricional.

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Sistema Imunitário

Diapedese

Os anticorpos ligam-se a toxinas bacterianas e levam à sua posterior neutralização. As toxinas livres podem reagir com os receptores das células hospedeiras enquanto que o mesmo não acontece com o complexo anticorpo-toxina.

Estes dois tipos de imunidade encontram-se relacionados e actuam em simultâneo:

posted by Cristiana @ 5:12 da tarde 2 comments