Reação química: a ação dos fermentos químicos e biológicos

 

Objetivo(s) 

Ao término das atividades os alunos deverão ser capazes de:

a) identificar as diferenças entre a ação dos fermentos químicos e dos fermentos biológicos;

b) equacionar e identificar uma reação química;

c) compreender os princípios de densidade de um corpo;

d) entender como a temperatura contribui para o crescimento das massas comestíveis;

e) reconhecer a ação de microrganismos decompositores.

Ano(s) 

8º

9º

Tempo estimado 

Quatro aulas de 50 minutos

Material necessário 

Recursos didáticos 

• Material dos alunos
• Caderno e caneta 

Material para as experiências

-Forno

-Fósforos de segurança, ou isqueiro, ou acendedores de fogão

-Pia com torneira

-1 tigela grande para a preparação das massas em momentos distintos

-2 assadeiras

-1 canecão ou panela para amornar a água

-1 xícara de chá

-1 colher de sopa

-1 par de luvas térmicas para pegar panelas quentes

-Balança sensível digital (opcional)

-Detergente;

-Esponja

-Palha de aço e panos de prato

Ingredientes para a primeira experiência:

-4 ovos

-3 xícaras de farinha de trigo

-3 xícaras de açúcar

-1 colher de fermento em pó

-1 xícara de água morna

-Meia colher de manteiga ou margarina para untar a assadeira

Ingredientes para a segunda experiência:

-21 colheres de farinha de trigo, mais uma para polvilhar a assadeira

-3 colheres de manteiga ou margarina, mais meia colher para untar a assadeira

-2 tabletes de fermento biológico

-3 ovos

-1 xícara de leite

-1 pitada de sal de cozinha

-1 pacote de queijo ralado

Desenvolvimento 

1ª etapa 

Introdução 

Por que deixamos a massa descansar antes de colocá-la no forno? Por que os bolos e os pães têm bolhas no seu interior? Não será nenhuma surpresa se você ouvir de seus alunos perguntas como estas? Um modo simples para respondê-las é ensinar-lhes sobre o processo de fermentação em massas comestíveis, aplicando conceitos químicos (estudo de reações), físicos (estudo da densidade) e biológicos (ação de microrganismos decompositores).

A confecção de bolos e pães na escola servirá para esses objetivos e ainda poderá resultar numa saborosa merenda. A tarefa é dividida em três etapas. Na primeira, será utilizado o fermento em pó, mais conhecido como fermento químico. Na segunda, o fermento biológico, conhecido como fermento de padaria. Na terceira, serão analisadas semelhanças e diferenças entre o uso dos dois tipos de fermento e respondidas as questões iniciais.

Organização da sala

Se não houver disponibilidade de material e de espaço físico adequado, desenvolva você a atividade, enquanto os alunos assistem à demonstração. Se a turma puder participar, divida os alunos em dois grupos, um para o preparo do bolo e outro para o preparo dos pãezinhos, em momentos diferentes. Convém lembrar que o manuseio com o fogo deve ser realizado apenas por você, sendo destacadas as recomendações apropriadas. Se a escola não contar com laboratório equipado com forno e fogão, podem ser utilizados os equipamentos da cozinha.

Em primeiro lugar, levante conhecimentos e dúvidas sobre a ação de fermentos na confecção de massas comestíveis e outras observações que poderão enriquecer a atividade, registrando-as se possível, para confrontá-las no final da atividade. Em seguida, apresente os objetivos do experimento e diferencie os tipos de fermentos.

Atenção: No final deste plano de aula, há um texto disponível para download que pode ser utilizado para iniciar a discussão.

2ª etapa 

Preparando um bolo 

Ingredientes: 

-4 gemas

-3 xícaras de farinha de trigo

-3 xícaras de açúcar

-1 colher de fermento em pó (fermento químico)

-1 xícara de água morna

-½ colher de manteiga para untar a assadeira

Procedimento: 

Junte as gemas e o açúcar e misture bem com uma colher até formar uma massa homogênea. Acrescente a farinha de trigo e a água morna, bata bem até homogeneizar novamente. Por fim, acrescente o fermento e mexa sem parar. Coloque a massa em assadeira untada e leve ao forno pré-aquecido até dourar. Oriente, então, os alunos quanto a lavagem e a secagem do material, enquanto o bolo está no forno. Essa etapa é importante, é higiênica, representa organização e evita acidentes.

Após o preparo do bolo, peça para os alunos fazerem uma análise e o registro de alguns parâmetros do bolo, tais como coloração, consistência, tamanho (na verdade, volume), presença e tamanho dos furinhos existentes na massa. E, claro, uma análise qualitativa, ou seja, comer o bolo. Peça, também, para eles verificarem o prazo de validade do produto.

3ª etapa 

Preparando pãezinhos 

Ingredientes:

-21 colheres de sopa de farinha de trigo

-3 colheres de manteiga ou margarina

-2 tabletes de fermento biológico (fermento de padaria)

-3 ovos inteiros

-1 gema de ovo

-1 ½ xícara de leite

-1 pitada de sal de cozinha

-1 pacote de queijo ralado

Procedimento: 

Em uma tigela, coloque todos os ingredientes, exceto uma gema, uma colher de farinha e ½ colher de manteiga, que serão usados para pincelar os pães e untar a assadeira. Misture e amasse bem os ingredientes da tigela. Faça pequenas bolinhas do tamanho da colher de sopa e coloque-as em assadeira untada com manteiga e farinha de trigo polvilhada. Reserve uma porção do tamanho de uma bolinha de gude e coloque-a em um copo com água. Dissolva a gema em uma xícara e, com as costas da colher, lambuze os pãezinhos. Aguarde o crescimento. Quando a bolinha colocada no copo subir à tona, leve a assadeira ao forno médio e deixe assando até que fiquem dourados. Faça o mesmo procedimento de limpeza. Peça a mesma análise e registro dos parâmetros feitos para o bolo, para comparação.

4ª etapa 

Comece a aula pedindo para os alunos listarem as diferenças e semelhanças que encontraram entre o bolo e os pãezinhos. Discuta com os alunos a forma da atuação do fermento químico. Peça a eles que observem o rótulo do produto identificado como fermento em pó e relacione os produtos presentes. O da marca Royal, por exemplo, possui como ingredientes o amido de milho ou fécula de mandioca, fosfato monocálcico, bicarbonato de sódio e carbonato de cálcio.

Questione: Qual a finalidade da cada produto? Qual a sua importância? Como atuam no bolo? Explique que o amido de milho e a fécula de mandioca, são polissacarídios, ou seja, carboidratos substância formada por seqüência de açúcares, os amidos.

O amido mais conhecido é o de milho que comercialmente é encontrado na forma de maisenas. Assim como a maisena, esses amidos têm por finalidade dar consistência, evitando que as bolhas da fermentação escapem durante o processo. O fosfato monocálcico é pouco solúvel à temperatura ambiente, mas sua solubilidade aumenta com a elevação da temperatura. Ele atua corrigindo o pH do meio para que o fermento não reaja prematuramente. Ele age como conservante do produto.

Como o ácido carbônico é muito fraco e decompõe-se facilmente, torna-se compreensível a forma de produção do dióxido de carbono. Podemos entender então que, quando aquecido, o carbonato decompõe-se em dióxido de carbono que é o gás que forma as bolhas. Alguns fabricantes usam o bicarbonato de amônio no lugar do bicarbonato de sódio. O efeito é o mesmo, pois é o ânion presente nas duas substâncias o responsável pelo processo.

Tomando o bicarbonato de amônio, a equação após o aquecimento pode ser representada da seguinte forma:

Após a produção do gás, o calor faz com que ele expanda dando volume à massa. Questione: Por que adiciona-se o fermento no final da receita? A resposta é simples. Se o contato com a água faz com que o fermento reaja e libere gás, logo, sua adição deve ser pouco antes da colocação no forno. Para comprovar a ação do fermento, divida os alunos em trios, peça que coloquem um pouco de água em uma pequena porção do fermento e que observem. Questione: Por que nas embalagens de fermento aparecem os dizeres Conservar em lugar fresco e seco. Fechar bem após o uso. ? Evidentemente, espera-se que o aluno conclua que a umidade do ar pode inutilizar o fermento, fazendo-o reagir. Caso a resposta não seja favorável, proponha deixar uma porção de fermento ao ar livre e depois de alguns dias testá-la em água. Questione: Pode-se usar o bicarbonato de sódio vendido em farmácia no lugar do fermento em pó? A resposta deverá ser positiva, uma vez que o composto ativo do fermento em pó é o próprio bicarbonato de sódio.

5ª etapa 

Discuta com os alunos a forma da atuação do fermento biológico. Dê a eles o nome do fungo responsável pelo processo, o Saccharomyces cerevisae. Trace um paralelo entre a fabricação de pães e o processo da produção de álcool a partir do açúcar. Em ambos os casos há a produção de álcool, pois o açúcar é transformado graças às enzimas invertase e zimase que catalisam as reações.

Peça aos alunos que observem o rótulo do produto identificado como fermento biológico e identifique os componentes presentes. A marca Itaiquara, por exemplo, apresenta em seu rótulo apenas o Saccharomyces cerevisae.. Questione: Qual a finalidade do fermento? Por que o produtor, normalmente, é uma usina de açúcar e álcool? Como eles atuam na massa do pão?

Explique que o fungo atua diretamente nos açúcares normalmente presentes nos ingredientes. No leite, por exemplo, atua sobre a lactose. Como existe açúcar para que se prolifere, o fungo se multiplica e aumenta o ataque, fazendo com que a produção final de gás cresça. Como um dos produtos finais é o etanol, é compreensível que a produção do fermento biológico seja feita em usinas de açúcar e álcool. Explique que esse fungo é um ser anaeróbico facultativo, na presença de oxigênio ele obtém energia da respiração celular (isso ocorre na superfície da massa) e na ausência desse gás, faz fermentação alvoólica (no interior da massa do pão).

Da mesma forma que o fermento químico, a produção do gás carbônico implica na formação de bolhas, uma das semelhanças que eles devem ter anotado. Uma vez que o calor aumenta a atividade do fermento, fica evidente que o descanso em locais pré-aquecidos seja recomendado. Ainda com relação ao calor, pode-se questionar sobre a necessidade de manter o fermento em refrigeradores a temperaturas entre 5 e 7 graus centígrados.

Compare as datas de validade e questione: Por que o prazo de validade desse tipo de fermento estende-se a pouco mais de um mês? Fica evidente que um produto derivado de organismo vivo tenha sua vida útil reduzida. Um assunto interessante a ser abordado é a facilidade com que os fungos atuam. Pode-se propor deixar um pedaço de pão umedecido em local arejado e escuro e depois fazer um acompanhamento diário até verificar a ação de bolores.

Uma ampliação interessante é questionar o hábito de se reservar e colocar uma bolinha da massa do pão em um copo com água enquanto o restante da massa descansa. Convém salientar que, durante o período de descanso da massa, a bolinha permanecerá no fundo do copo, mas, num determinado instante, ela se torna menos densa e vem à tona. Isso se explica pela formação das bolhas no interior da massa, fazendo com que a densidade da massa crescida seja inferior à da água, é nesse instante que quem preparou a massa coloca-a no forno. Pode-se medir o volume da bolinha da massa antes do processo em uma proveta graduada de 100 centímetros cúbicos. Nesse caso, recomenda-se deixar a bolinha na própria proveta e aguardar a subida. Para se obter a medida da bolinha, encha a proveta com água até metade de seu volume.

Em seguida, acrescente a bolinha e meça o novo volume a partir da quantidade de água deslocada. Calcule a diferença entre as duas medidas para que se encontre o volume da bolinha. Registre o tempo que a bolinha levou para subir.

Atenção: neste ponto, uma atividade complementar pode ser desenvolvida com os alunos se a sua escola possuir uma balança de precisão. Os detalhes dessa atividade estão no arquivo disponível para download no final deste plano de aula.

Avaliação 

Peça aos alunos que relatem o observado passo a passo. Verifique o empenho dos alunos e o crescimento dos interesses. Primeiramente, observe que algumas idéias pré-concebidas vão se diluindo. Posteriormente, tente diagnosticar se está havendo a construção de raciocínio e a progressão na quantidade de informações adicionais que são assimiladas e questionadas. Colete as conclusões sobre as atividades e coloque-as em discussão. Avalie cada etapa trabalhada, atribua conceitos que permitam traçar posteriormente um perfil do desempenho de cada grupo.

Contextualização 

A compreensão de que os fermentos são usados para dar volume e leveza às massas permite que os alunos consigam ampliar a visão da aplicabilidade desses produtos. Dessa forma, permite a criação de modelos e possibilita a busca de fórmulas alternativas para a execução das etapas do processo. Como resultado, os alunos capacitam-se a explicar muitos fenômenos, antecipando suas manifestações. Esse tipo de atividade permite a reflexão sobre acontecimentos a partir de conceitos e procedimentos sem partir de verdades prontas, mas buscando em fatos do cotidiano os fenômenos ali implícitos.

Lembretes 

O objetivo desta atividade é mostrar como os fermentos agem, portanto, não entra-se no mérito da ação enzimática nem no aprofundamento em mecanismos de reações ou em reações mais complexas. Mesmo o processo de pasteurização não foi abordado, porém, caso você queira, pode-se solicitar aos alunos pesquisas a respeito.

Aprofundamento do conteúdo

O estudo de outras atividades em que se explora o uso de fermentos pode enriquecer o trabalho. Queijos que dependem da atividade de fermentos, bebidas fermentadas e a produção da penicilina permitem um aprofundamento muito curioso e interessante. Mesmo o estudo dos trabalhos de Alexander Fleming e a descoberta ocasional da penicilina permitem uma vastidão dos estudos de método científico e das descobertas acidentais. O lado negativo dos fungos como o surgimento de micoses nos animais e a ferrugem nos vegetais também pode ser abordado.

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