Hieróglifos egípcios sugerem que há mais de 5000 anos que a levedura é utilizada em processos fermentativos, quer na produção de pão, quer na de bebidas alcoólicas. Curiosamente, só em 1857 Louis Pasteur provou que a fermentação resulta da acção de organismos vivos.
As leveduras (pertencentes ao grupo dos fungos) são organismos eucarióticos unicelulares que existem no solo, ar, plantas, frutos e alimentos. A espécie mais comum é a Saccharomyces cerevisae, conhecida vulgarmente como levedura de padeiro ou da cerveja. São conhecidas pelo seu papel milenar na produção de pão, vinho e cerveja, devido à sua capacidade de produzir álcool (principalmente o etanol, presente em bebidas fermentadas) e dióxido de carbono (que permite a expansão da massa do pão) a partir de açúcares.
Generalidades
As leveduras constituem um grupo de microrganismos unicelulares, que se reproduzem assexuadamente por brotamento ou por cissiparidade e que desenvolvem a fermentação alcoólica. O conceito de levedura, aqui apresentado é muito vago e admite inúmeras excepções. São largamente encontradas na natureza: são comuns no solo, na superfícies de órgãos dos vegetais, principalmente em flores e frutos, no trato intestinal de animais, em líquidos açucarados, e numa grande série de outros locais.
As leveduras apresentam grande importância sob vários aspectos
Industrialmente, apresentam os seguintes pontos de interesse:
1. São agentes de fermentação alcoólica, na produção do álcool industrial e de todas as bebidas alcoólicas destiladas ou não destiladas.
2. São utilizadas na panificação.
3. São, pelo menos potencialmente, importantes fontes de proteína e de factores de crescimento, passíveis de serem utilizadas na alimentação animal e, mesmo, humana.
4. Como agentes de fermentação são prejudiciais à conservação de frutos, e de sucos vegetais. Algumas espécies, são patogénicas a plantas, animais e ao homem.
Morfologia e Estrutura
As leveduras são, geralmente, unicelulares Saccharomyces cerevisiae e outras leveduras comuns apresentam forma oval ou cilíndrica. Outras formas encontradas no grupo são: apiculada ou em forma de limão, esférica (Torulopsis) elíticas, elipsóides ou filamentosas (pseudo-micelio constituido por células unidas entre si).
Células das Leveduras
As células vegetativas da maioria das leveduras industriais variam em tamanho, de 4 a 8 micras de largura por 7 a 12 de comprimento, havendo, evidentemente, espécies maiores e espécies menores que as citadas. Forma e tamanho das células, mesmo em espécies monomorfas, podem variar de acordo com o nutriente, as condições ambientais, o estado fisiológico ou a idade.
Estrutura: As leveduras apresentam membrana celular bem definida, pouco espessa, em células jovens; rígidas em células adultas, de constituição variável, com predominância de hidratos de carbono, e menor quantidade de proteínas e graxas. Internamente delimitando o citoplasma, existe a membrana citoplasmática, mais evidente em células adultas, por plasmolise. No geral, as leveduras se apresentam sem cápsula, se bem que algumas espécies de Torulopsis se apresentem com cápsula, constituída de hidratos de carbono.
Citoplasma - de células adultas apresenta inúmeros vacúolos e granulações variadas. Entre estas, são encontradas:
A) - Grânulos metacromáticos, constituídos de polimetafosfato inorgânicos, e de função em parte conhecida.
B) - Glicogênio, hidratos de carbono encontrado em células adultas.
C) - Grânulos lipóides, em quantidade variável com a espécie de levedura, a idade da célula e o substrato.
D) - Mitocôndrios - se apresentam com aspecto filamentoso, constituídos de lipoproteínas com pequena quantidade de ácido ribonucleico, e contendo enzimas respiratórias.
O núcleo é bem definido, pelo menos em células em vias de reprodução; pequeno, esférico ou reniforme, de localização variável, associado a vacúolo nuclear.
Reprodução
Assexuada
As leveduras se multiplicam por brotamento, processo pelo qual na superfície da célula adulta (célula mãe) desenvolve-se uma pequena saliência (célula-filha) que se transformará numa nova célula.
Alguns gêneros e espécies se dividem por cissiparidade semelhante às bactérias. Encontramos algumas leveduras que foram blastosporos, pequenos esporos formados na extremidade de um esterigma, ou ainda artrosporos, formado pela fissão de uma célula em vários pontos.
Sexuada
As leveduras se reproduzem assexuadamente por esporos endógenos (Ascoporos), contido no interior da célula - mãe, agora transformada em asca. Os ascoporos são geralmente em número de 4 a 8, variando de acordo coma espécie envolvida: são esférico em Saccharomyces cerevisiae, anelados ( anel de Saturno ) em Hansenula saturnus alongadas com flagelos em nematospora, etc...
Ciclo Vital
Os fungos, na sua fase vegetativa, a de maior duração, são geralmente haplóide; a fase diplóide, compreendida entre a cariogamia e a meiose é geralmente muito curta. As leveduras, porém, apesar de pertencerem ao grupo dos fungos, comporta-se de maneira variável, a esse respeito, dependendo da espécie envolvida.
Classificação
Atualmente, a classificação das leveduras se baseia nas características reprodutiva (sexuada ou assexuada), bem como, na capacidade de utilização de certos hidratos de carbono.
A família Sporobolomycetaceae apresenta blastosporos, considerados por algumas micologistas como sendo o basidiosporo. Pertencem a esta família os gêneros Sporobolomyces e Bullera .Por fim a família Cryptococcaceae agrupa levedura que se reproduzem unicamente por brotamento ou por cissiparidade. Os principais representantes pertencem aos gêneros Torulopsis e Rhodotorula.
Apresentam maior interesse que os demais, os seguintes gêneros e espécies de leveduras.
Saccharomyces cerevisiae, S. ellipsoideus e S. calbergensis, agentes normais da fermentação alcoólica.
Zygosaccharomyces, com capacidade de se desenvolverem em líquidos com alta concentração de açúcar. E por isso, responsáveis pela deterioração de mel, melaço e xaropes.
Schizosaccharomyces, Muito comum na superfícies de frutos, no solo, no bagaço e em substratos.
Picchia, Hansenula e Debaryomyces responsáveis pela formação de filme na superfície de líquidos de origem vegetal, ácidos.
Saccharomyces, leveduras apiculadas, indesejáveis na fermentação da uva para produção de vinho.
Endomyces vernalis , utilizável na síntese de produtos graxos.
Endomyces fiberliger, levedura capaz de produzir amilase.
Generalidades
As leveduras constituem um grupo de microrganismos unicelulares, que se reproduzem assexuadamente por brotamento ou por cissiparidade e que desenvolvem a fermentação alcoólica. O conceito de levedura, aqui apresentado é muito vago e admite inúmeras excepções. São largamente encontradas na natureza: são comuns no solo, na superfícies de órgãos dos vegetais, principalmente em flores e frutos, no trato intestinal de animais, em líquidos açucarados, e numa grande série de outros locais.
As leveduras apresentam grande importância sob vários aspectos
Industrialmente, apresentam os seguintes pontos de interesse:
1. São agentes de fermentação alcoólica, na produção do álcool industrial e de todas as bebidas alcoólicas destiladas ou não destiladas.
2. São utilizadas na panificação.
3. São, pelo menos potencialmente, importantes fontes de proteína e de factores de crescimento, passíveis de serem utilizadas na alimentação animal e, mesmo, humana.
4. Como agentes de fermentação são prejudiciais à conservação de frutos, e de sucos vegetais. Algumas espécies, são patogénicas a plantas, animais e ao homem.
Morfologia e Estrutura
As leveduras são, geralmente, unicelulares Saccharomyces cerevisiae e outras leveduras comuns apresentam forma oval ou cilíndrica. Outras formas encontradas no grupo são: apiculada ou em forma de limão, esférica (Torulopsis) elíticas, elipsóides ou filamentosas (pseudo-micelio constituido por células unidas entre si).
Células das Leveduras
As células vegetativas da maioria das leveduras industriais variam em tamanho, de 4 a 8 micras de largura por 7 a 12 de comprimento, havendo, evidentemente, espécies maiores e espécies menores que as citadas. Forma e tamanho das células, mesmo em espécies monomorfas, podem variar de acordo com o nutriente, as condições ambientais, o estado fisiológico ou a idade.
Estrutura: As leveduras apresentam membrana celular bem definida, pouco espessa, em células jovens; rígidas em células adultas, de constituição variável, com predominância de hidratos de carbono, e menor quantidade de proteínas e graxas. Internamente delimitando o citoplasma, existe a membrana citoplasmática, mais evidente em células adultas, por plasmolise. No geral, as leveduras se apresentam sem cápsula, se bem que algumas espécies de Torulopsis se apresentem com cápsula, constituída de hidratos de carbono.
Citoplasma - de células adultas apresenta inúmeros vacúolos e granulações variadas. Entre estas, são encontradas:
A) - Grânulos metacromáticos, constituídos de polimetafosfato inorgânicos, e de função em parte conhecida.
B) - Glicogênio, hidratos de carbono encontrado em células adultas.
C) - Grânulos lipóides, em quantidade variável com a espécie de levedura, a idade da célula e o substrato.
D) - Mitocôndrios - se apresentam com aspecto filamentoso, constituídos de lipoproteínas com pequena quantidade de ácido ribonucleico, e contendo enzimas respiratórias.
O núcleo é bem definido, pelo menos em células em vias de reprodução; pequeno, esférico ou reniforme, de localização variável, associado a vacúolo nuclear.
Reprodução
Assexuada
As leveduras se multiplicam por brotamento, processo pelo qual na superfície da célula adulta (célula mãe) desenvolve-se uma pequena saliência (célula-filha) que se transformará numa nova célula.
Alguns gêneros e espécies se dividem por cissiparidade semelhante às bactérias. Encontramos algumas leveduras que foram blastosporos, pequenos esporos formados na extremidade de um esterigma, ou ainda artrosporos, formado pela fissão de uma célula em vários pontos.
Sexuada
As leveduras se reproduzem assexuadamente por esporos endógenos (Ascoporos), contido no interior da célula - mãe, agora transformada em asca. Os ascoporos são geralmente em número de 4 a 8, variando de acordo coma espécie envolvida: são esférico em Saccharomyces cerevisiae, anelados ( anel de Saturno ) em Hansenula saturnus alongadas com flagelos em nematospora, etc...
Ciclo Vital
Os fungos, na sua fase vegetativa, a de maior duração, são geralmente haplóide; a fase diplóide, compreendida entre a cariogamia e a meiose é geralmente muito curta. As leveduras, porém, apesar de pertencerem ao grupo dos fungos, comporta-se de maneira variável, a esse respeito, dependendo da espécie envolvida.
Classificação
Atualmente, a classificação das leveduras se baseia nas características reprodutiva (sexuada ou assexuada), bem como, na capacidade de utilização de certos hidratos de carbono.
A família Sporobolomycetaceae apresenta blastosporos, considerados por algumas micologistas como sendo o basidiosporo. Pertencem a esta família os gêneros Sporobolomyces e Bullera .Por fim a família Cryptococcaceae agrupa levedura que se reproduzem unicamente por brotamento ou por cissiparidade. Os principais representantes pertencem aos gêneros Torulopsis e Rhodotorula.
Apresentam maior interesse que os demais, os seguintes gêneros e espécies de leveduras.
Saccharomyces cerevisiae, S. ellipsoideus e S. calbergensis, agentes normais da fermentação alcoólica.
Zygosaccharomyces, com capacidade de se desenvolverem em líquidos com alta concentração de açúcar. E por isso, responsáveis pela deterioração de mel, melaço e xaropes.
Schizosaccharomyces, Muito comum na superfícies de frutos, no solo, no bagaço e em substratos.
Picchia, Hansenula e Debaryomyces responsáveis pela formação de filme na superfície de líquidos de origem vegetal, ácidos.
Saccharomyces, leveduras apiculadas, indesejáveis na fermentação da uva para produção de vinho.
Endomyces vernalis , utilizável na síntese de produtos graxos.
Endomyces fiberliger, levedura capaz de produzir amilase.
| Marcos na história do estudo e aplicação da levedura | |
|---|---|
| 6000-2000 AC | Produção de cerveja (Suméria e Babilónia); levedação do pão (Egipto) |
| 1680 | Observação microscópica de leveduras (por van Leeuwenhoek) |
| 1835 | Associação da fermentação alcoólica a leveduras |
| 1837 | Utilização do nome Saccharomyces cerevisiae para designar leveduras observadas no malte |
| 1839 | Identificação do açúcar como nutriente para o crescimento da levedura |
| 1857 | Estabelecimento da relação entre a fermentação e o metabolismo de leveduras (por Pasteur) |
| 1876 | "Estudos sobre a levedura da cerveja" (por Pasteur) |
| 1877 | Introdução do termo "enzima" (do Grego) em leveduras (Kühne) |
| 1880 | Isolamento de células de levedura e utilização de estirpes puras para produção de cerveja |
| 1883 | Recuperação de álcool e dióxido de carbono de extractos livres de células (Hansen) |
| 1915 | Produção de glicerol |
| 1920 | Revisão da fisiologia da levedura (por Guilliermond) |
| 1949 | Primeiro mapa genético da levedura da cerveja (por Lindegren); Demonstração da reprodução sexuada e sistema de reprodução na levedura |
| 1930-1960 | Taxonomia da levedura (por Kluyver) |
| 1978 | Primeira transformação de leveduras (por Hinnen, Hicks e Fink) |
| 1990-1994 | Produção do primeiro produto farmacêutico comercial (vacina da Hepatite C) partindo de células de levedura com o DNA recombinado |
| 1996 | Disponibilização da sequência completa do genoma da levedura |