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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ANÁLISE DE PROTEÍNAS ANÁLISE DE PROTEÍNAS As proteínas são responsáveis pelo controle de quase todos os processos que ocorrem em uma célula, apresentando uma quase infinita diversidade de funções. Para entender o mecanismo molecular de um processo biológico, é inevitavelmente estudar uma ou mais proteínas, uma vez que elas são ferramentas moleculares importantes para expressar informações genéticas nos organismos vivos. Essas substâncias contêm diversos tamanhos, massas moleculares e funções específicas (NELSON et al., 2014). Proteína Massa molecular Número de aminoácidos Nº de cadeias polipeptídicas Hemoglobina 64.500 574 4 Albumina sérica 66.000 609 1 Tabela 1: Dados moleculares de proteínas Fonte: Nelson,et al.,2014 As proteínas são polímeros formados por unidades monoméricas de aminoácidos, conectados entre si por ligações peptídicas para formação de polipeptídios. No organismo elas exibem diversas funções, tais como: catalisadores das reações bioquímicas, transportadores de diversas moléculas (oxigênio, vitaminas, fármacos, lipídeos, ferro, cobre, etc.), proteção do organismo (anticorpos), reguladores (insulina e glucagon), estruturais (colágeno), transmissão dos impulsos nervosos e no controle do crescimento e diferenciação celular (MOTTA, 2005). As proteínas nos alimentos não apenas possuem funções nutricionais, mas também propriedades sensoriais e de textura (CECCHI, 2003). Os alimentos com maior teor de proteínas são alimentos de origem animal, como carne, peixe, ovos, leite, queijo e iogurte. Nesses alimentos, além de conter uma grande quantidade desse nutriente, a proteína também possui uma grande qualidade proteica e é mais fácil de ser utilizada 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ANÁLISE DE PROTEÍNAS pelo organismo humano. Além disso, existem alguns alimentos vegetais que contêm proteínas, como feijão, incluindo ervilhas, soja e grãos. Estes alimentos possuem uma grande quantidade de proteínas, para que possam ser usadas em uma dieta equilibrada na manutenção da saúde. Esses alimentos também são uma base importante para a nutrição vegetariana e vegana. Na Tabela 2 estão alguns alimentos com seus percentuais de proteínas. Produto alimentício Proteína (%) Leite integral 3,5 Carne assada 25,0 Ovo integral 13,0 Arroz integral 7,5 – 9,0 Milho 7,0 – 9,4 Soja 33,0 – 42,0 Batata 10,0 – 13,0 Tabela 2 – Percentual de proteína em alimentos Fonte: CECCHI,2003. Para a determinação do conteúdo proteico em alimentos, é necessário o mapeamento de alguma característica específica da proteína. Os elementos geralmente mapeados são carbono e/ou nitrogênio, contidos nos aminoácidos. Esse método foi proposto por Kjeldahl, ao analisar grãos na Dinamarca, em 1883 (CECCHI, 2003). Esta técnica é muito utilizada pelo mundo, com rotinas bem estabelecidas e ao longo do tempo permaneceu praticamente a mesma com poucas modificações (VOGEL, 1992). Assim, é possível a determinação indireta de proteínas em várias amostras biológicas, assim como o nitrogênio em plantas para a avaliação do estado nutricional (YASUHARA e NOKIHARA, 2001). As proteínas apresentam uma porcentagem de nitrogênio quase constante, em torno de 16%, o fator de conversão é calculado tomando-se como base esse valor médio contido na maioria dessas substâncias, transformando o resultado em proteína bruta. 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ANÁLISE DE PROTEÍNAS O método de Kjeldahl é baseado na decomposição da matéria orgânica através da digestão da amostra à 350°C com ácido sulfúrico concentrado, na presença de sulfato de cobre como catalisador que acelera a oxidação da matéria orgânica. O nitrogênio presente na solução ácida resultante é determinado por destilação por arraste de vapor, seguida de titulação com ácido diluído (NOGUEIRA E SOUZA, 2005). Ao determinar a quantidade de nitrogênio na amostra pela titulação com o ácido, o teor de proteína bruta total pode ser calculado multiplicando o resultado pelo fator de conversão geral (6,25) ou específico (Tabela 3) (ARGANDOÑA et al., 2017). Produto alimentício Fator de conversão (FP) Geral 6,25 Leite 6,38 Soja 5,71 Trigo 5,70 Arroz 5,95 Ovos 6,68 Gelatina 5,55 Carnes 6,25 Tabela 3 – Fatores de conversões para determinação de proteína Fonte: ARGANDOÑA et al.,2017. Para a determinação do percentual de nitrogênio na amostra, utiliza-se a seguinte equação: Após encontrar o teor de nitrogênio na amostra, é determinado o percentual de proteína bruta total presente através da equação: 𝑃(%) = 𝑁(%). 𝐹𝑃 N= nitrogênio presente na amostra (%); VHCl = é o volume de HCl gasto na titulação (mL); NHCl = a normalidade do HCl; Mamostra = Massa da amostra (g); 𝑁(%) = 𝑉𝐻𝐶𝑙 . 𝑁𝐻𝐶𝑙 . 0,014 𝑀𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 . 100 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ANÁLISE DE PROTEÍNAS onde P é a proteína bruta presente na amostra (%) e é o fator de conversão para o cálculo de proteínas em alimentos (Tabela 3). Para efeitos de cálculos, é importante considera o nitrogênio em gramas, utilizando 0,014 g ou 14 mg, quando temos a seguinte relação de concentração normal: 1000 mL de HCl (1N) = 1000 mL de NH3 (1N) Sabendo que a massa molecular da amônia é (NH3) = 14 + 3 = 17 g. Temos uma relação de 1:1 na titulação do ácido clorídrico com a amônia. Com isso, para determinar o teor de nitrogênio (N), temos que: 1000 mL de HCl = 14 g de nitrogênio. 1 𝑚𝐿 = 14 𝑔 1000 = 0,014 𝑔 = 14 𝑚𝑔 Assim temos que, para cada 1mL de HCl titula 0,014 g ou 14 mg de nitrogênio na amostra. 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ANÁLISE DE PROTEÍNAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARGANDOÑA, E. J. S.; Maldonade, I. R.; Breda, C. A.; Justi, P. N.; Alves, A. V.; Silva, T. G. Roteiro de aulas práticas da disciplina de análise de Alimentos. Dourados, MS: Ed. UFGD, 2017. 105p. CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2. ed. rev. Campinas: Editora da Unicamp, 2003. 208 p. MOTTA, V. T. Bioquímica básica. Laboratório Autolab LTDA, 2005. NELSON, David L.; Cox, Michel M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed. NOGUEIRA, A. R. A.; SOUZA, G. B. Manual de Laboratórios: Solo, Água, Nutrição Vegetal, Nutrição Animal e Alimentos. São Carlos: Embrapa Pecuária Sudeste, 2005. 313p. VOGEL, A. Química Analítica e Qualitativa. 1992. 5ª Ed. Editora Mestre Jou. São Paulo. 665p. YASUHARA, T. and NOKIHARA, K. High-throughput analysis of total nitrogen content that replaces the classic Kjeldahl method. Journal of agricultural and food chemistry, v. 49, p. 4581-4583, 2001.