Tradução de Isabel Queiroz Macedo.
Estas experiências simples e rápidas com um fruto muito apreciado ilustram alguns processos bioquímicos.
A banana é um dos frutos mais populares do mundo - o consumo anual ultrapassa 100 mil milhões. Além de um alimento muito apreciado por milhões de pessoas, é uma importante fonte de rendimento e de emprego, especialmente na América Latina.
As bananas pertencem ao género Musa, que inclui cerca de 70 espécies. No entanto, hoje em dia quase todas as bananas doces são de uma única variedade, Cavendish. São cultivadas por reprodução assexuada para serem geneticamente idênticas. Mas a perda de biodiversidade torna-as particularmente vulneráveis a ataques de parasitas, e há actualmente uma infecção por um fungo, Fusariumw1, que está muito disseminada e tem causado grandes perdas.
As bananas são um modelo útil para nos ajudar a compreender certos processos bioquímicos. Nestas actividades com bananas ilustram-se alguns aspectos da bioquímica: metabolismo do açúcar, armazenamento do amido, produção de melanina e principais componentes do aroma. As actividades são adequadas a estudantes do ensino básico e secundário de vários níveis diferentes.
Começa-se por apresentar aos alunos seis bananas de maturação diferente (bananas 1 a 6, tabela 1, numeradas por ordem crescente de grau de maturação). Qual será a banana mais doce? A maioria dos alunos vota na banana preta; terão acertado? De seguida faz-se um teste cego de degustação; as papilas gustativas acertaram? Para saber, os alunos medem o teor de açúcar nas bananas, por refractometria. A actividade dura cerca de 20 minutos.
Testa-se a presença de amido em diferentes bananas, com solução de Lugol, e verifica-se que a quantidade de amido diminui durante o amadurecimento. Esta actividade demora cerca de dez minutos.
No processo de amadurecimento, enzimas denominadas amilases catalisam a degradação do amido, um polissacarídeo, em açúcares simples; primeiro forma-se maltose, um dissacarídeo, e depois glucose, um monossacarídeo. A tabela 1 mostra que a banana com maior teor de açúcar (na forma de monossacarídeos e dissacarídeos) é a banana 3. Com mais tempo de maturação o teor de açúcar começa a diminuir porque a maior parte do amido foi convertida em açúcares simples e a banana continua a usar glucose para a respiração celular.
Este fenómeno pode ser demonstrado pela reacção com a solução de Lugol: as bananas mais verdes têm um teor de amido superior ao das bananas maduras, evidenciado por uma coloração mais escura. Com o amadurecimento, o teor de amido diminui, e por conseguinte a coloração devida à reacção de amido com iodo também diminui.
No ensaio de degustação cego, os alunos podem não identificar correctamente a banana mais rica em açúcar. Outros factores, como, por exemplo, a maciez da banana e o seu teor de água, podem influenciar o sabor. Além disso, como a saliva também contém amilase, os alimentos ricos em amido e pobres em açúcar começam a ter um sabor adocicado após a mastigação, pois a amilase decompõe parte do amido em açúcar.
Exemplos de questões para discutir com os alunos:
Nesta actividade, os alunos preparam amostras de polpa de bananas com diferentes graus de maturação para observação ao microscópio, identificam os organelos celulares de armazenamento de amido (amiloplastos) e verificam que eles desaparecem com o amadurecimento. A experiência demora cerca de 15 minutos.
polpa de banana para
observação ao microscópio
Samuel Ginsburg
Os amiloplastos são responsáveis pela síntese e armazenamento dos grãos de amido, por polimerização de glucose. Nas bananas verdes, amido e amiloplastos adquirem cor violeta intensa quando se adiciona solução de Lugol (figura 3). Nas bananas mais maduras a quantidade de amido é reduzida e já não há amiloplastos (figura 4).
Exemplos de questões para discutir com os alunos:
água muito quente a casca de
banana fica escura devido à
produção de melanina.
Sacha Glardon
Nesta actividade, de cerca de 5 minutos, os alunos verificam que a casca de bananas mergulhadas em água quente escurece rapidamente, devido à produção de melanina.
Quando se mergulha uma banana em água quente, as suas células são danificadas pelo calor e produz-se melanina, um pigmento que escurece a casca. A melanina forma-se por oxidação do aminoácido tirosina, que é catalisada por uma enzima chamada tirosinase. Quando as células de banana são danificadas, há libertação de tirosinase. A produção de melanina não afecta o processo de amadurecimento, mas as bananas maduras são em geral mais escuras porque, sendo mais velhas, sofreram mais danos celulares. Em plantas e animais, a melanina protege as células externas dos danos causados pelos raios ultravioleta e “neutraliza” radicais livres devido às suas propriedades antioxidantes.
Discuta as questões seguintes com os seus alunos:
Esta actividade, de síntese de aromas artificiais, é adequada a estudantes do ensino secundário. Partindo de 2-metil-1-butanol sintetiza-se acetato de isoamilo (acetato de isopentilo, acetato de 3-metilbutilo), que tem aroma de banana e pêra. E a partir de 1-pentanol sintetiza-se acetato de amilo (acetato de pentilo), com aroma de banana e maçã. A actividade demora cerca de 15 minutos. Pode dividir-se a turma em dois grupos: um grupo sintetiza acetato de isoamilo, o outro sintetiza acetato de amilo, e depois comparam os aromas.
Esta experiência envolve o uso de ácido sulfúrico e aquecimento. Deve por isso ser realizada no nicho, com óculos de segurança e luvas. Os alunos devem seguir as regras de segurança para as aulas laboratoriais de química. Como em qualquer experiência de química, não devem provar os compostos. Ver também as normas de segurança.
O aroma artificial de banana tem como principal componente acetato de isoamilo, e em geral também contém acetato de amilo. Mas sabemos que os fabricantes de aromas mantêm quase sempre as suas receitas exactas em segredo. O acetato de isoamilo e o acetato de amilo são ésteres produzidos por condensação de ácido acético com 2-metil-1-butanol e 1-pentanol, respectivamente. Estas reacções de esterificação são catalisadas por ácido sulfúrico (figura 6). Tal como acontece com todos os frutos, o aroma natural da banana é uma mistura de muitos componentes w2, por isso é difícil obter aromas artificiais que igualem o aroma natural.
Discuta as questões seguintes com os seus alunos:
Há muitas outras experiências que pode fazer para aprender mais sobre a biologia e a química das bananas, ou para actividades interdisciplinares. Por exemplo: