Relatório VI - Extração, Caracterização e Dosagem da Caseína do Leite

Prévia do material em texto

Universidade Estadual de Maringá 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
4965/01 – Bioquímica Experimental 
 
 
 
 
6° Prática 
EXTRAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E DOSAGEM DA CASEÍNA NO LEITE 
 
 
 
 
Aluna: Adrielle Ávila – R.A: 109.370 
 
 
Docente: Prof° Dr. Fausto Fernandes de Castro 
 
 
 
 
 
Maringá, fevereiro de 2022 
1. Introdução 
 As proteínas são polímeros de aminoácidos unidos por ligações, 
denominadas ligações peptídicas, que são a união do grupo amino (‒NH2) de 
um aminoácido com o grupo carboxila (‒COOH) de outro aminoácido, através 
da formação de uma amida. Nesta reação ocorre a liberação de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Reação geral da formação de uma ligação peptídica. 
 As proteínas são formadas por unidades monoméricas chamadas 
α-aminoácidos e possuem vários grupos funcionais. Elas podem interagir entre 
si ou com outras macromoléculas para formar associações bastante complexas. 
 Sendo elas componentes essenciais à matéria viva, podem atuar como: 
 Catalizadores (enzimas); 
 Transportadores (oxigênio, vitaminas, fármacos, lipídeos, ferro, cobre, 
etc.) 
 Armazenamento (caseína do leite); 
 Proteção imune (anticorpos); 
 Reguladores (insulina e glucagon); 
 Movimento (actina e miosina); 
 Estruturais (colágeno); 
 Transmissão de impulsos nervosos (neurotransmissores); 
 Controle do crescimento e diferenciação celular (fatores do crescimento). 
As proteínas também possuem importantes funções fisiológicas, como a 
responsabilidade de manter a distribuição de água entre o compartimento 
intersticial e o sistema vascular do organismo, formação de tampões para a 
manutenção do pH, etc. 
 A solubilidade de uma proteína é muito variável e depende da distribuição 
e da proporção dos grupos polares (hidrofílicos) e dos apolares (hidrofóbicos) na 
molécula. 
 Muitas proteínas são solúveis em água ou solução salina. Desde que uma 
proteína possua muitos grupos carregados positiva e negativamente, 
provenientes das cadeias laterais dos aminoácidos, as moléculas irão interagir 
umas com as outras com pequenos íons de cargas opostas e com a água. Assim, 
ocorrem interações proteína-proteína, proteína-água e proteína-pequenos íons. 
Se a interação proteína-água é alta, a proteína tende a ser solúvel. 
 1.1 Caseína 
 A caseína é uma proteína do tipo fosfoproteína encontrada no leite fresco. 
Estas proteínas encontram-se com frequência no leite de mamíferos, sendo 
cerca de 80% da proteína encontrada no leite de vaca e entre 20% e 45% das 
proteínas no leite humano. Quando coagulada com renina é chamada de 
“paracaseína” (caseína do coalho) e, quando coagulada através da redução do 
pH (utilização de ácidos) é chamada de “caseína ácida”. 
 A caseína contém um número razoavelmente alto de resíduos de prolina 
que não interagem. Não apresenta nenhuma ponte dissulfeto. Como 
consequência apresenta relativamente pouca estrutura secundária ou estrutura 
terciária, não formando estruturas globulares. Por isso, não pode desnaturar. É 
relativamente hidrofóbica, tornando-se pouco solúvel em água. Encontra-se no 
leite como uma emulsão de partículas de caseína (micelas de caseína) de modo 
que a região hidrofóbica (apolar) fica no interior da molécula e a região hidrofílica 
(polar) fica no exterior da molécula e exposto a água. As caseínas das micelas 
se prendem juntas por íons de cálcio e interações hidrofóbicas 
 Além de ser consumida no leite, produção de derivados do leite (como 
queijo), a caseína é usada na produção de adesivos, plásticos, (para pinhos de 
facas, cabos de guardas chuvas, botões, etc.), como aditivo de alimentos 
(marshmallow e outros) e para a produção de vários produtos alimentícios e 
farmacêuticos. A caseína como fibra têxtil de símbolo (K) tem o seu uso restrito 
a fios para sutura devido a sua melhor absorção pelo organismo. 
 1.2 Extração, caracterização e dosagem da caseína no leite 
 A caseína é a principal proteína encontrada no leite. Apresenta seu ponto 
isoelétrico no pH (4,6 – 4,7). Dependendo do pH do meio, uma proteína pode 
apresentar carga elétrica positiva, negativa ou nula. As variações do pH na 
solução influenciam as cargas dos radicais dos aminoácidos constituintes das 
proteínas. Com isso a própria estrutura proteica se modifica, bem como seus 
fatores de solubilidade (carga elétrica e capacidade de hidratação das 
moléculas). 
 Em solução, quando as moléculas de determinada proteína estiverem 
carregadas positivamente ou negativamente, a solubilidade dessa proteína será 
maior, pois as moléculas se repelirão entre si, aumentando a interação com o 
solvente. Existe um pH intermediário, que varia de proteína para proteína (pois 
depende dos radicais R dos aminoácidos que a constituem), em que há um 
equilíbrio entre as cargas positivas e negativas. 
 Este pH é conhecido como ponto isoelétrico da proteína – pI. Nesse pH, 
a proteína apresenta uma solubilidade mínima, porque a carga efetiva da 
molécula é nula (há um balanço entre as cargas positivas e negativas), ficando 
diminuída a repulsão entre as moléculas e havendo interação eletrostática das 
moléculas entre si. Como consequência, forma-se grumos que tendem a 
precipitar. 
Tabela 1 – pI de algumas proteínas do leite de vaca 
Proteínas do leite de vaca Concentração aproximada (g%) pI 
αs1-Caseína 1,37 4,1 
Κ-Caseína 0,37 3,7 
β-Caseína 0,62 4,5 
Χ-Caseína 0,12 5,8 – 6,0 
β-Lactoglobulina 0,30 5,3 
α-Lactoglobulina 0,07 5,1 
Albumina do soro bovino 0,03 4,7 
Imunoglobulina (IgG) 0,06 5,6 – 6,0 
 
2. Objetivos 
O objetivo desta prática é fazer a extração, caracterização e dosagem da 
caseína presente no leite de caixinha. 
3. Procedimento Experimental 
Para o início desta pratica, utilizando uma proveta, transferiu-se para um 
béquer 10 mL de leite e 40 mL de água, realizando assim a primeira diluição. Em 
seguida utilizando de um pHmêtro para a monitoração do pH, adicionou-se ácido 
acético 5% gota a gota até que ocorresse a precipitação da caseína 
(aproximadamente no pH 4,7), e depois deixou-se em repouso por cinco minutos. 
Após passados os cinco minutos, com um bastão de vidro agitou-se a 
solução que estava no béquer (ressuspendeu as substancias ali presentes), e 
em seguida transferiu-se uma alíquota de 10 mL para um tubo para centrifuga. 
Depois centrifugou-se essa alíquota a 3000 rpm por 10 minutos. 
Logo após a centrifugação, retirou-se uma alíquota de 1 mL do 
sobrenadante, para dosagem e o restante foi descartado. Como foi utilizado leite 
desnatado a etapa da adição de éter etílico não foi realizada, pois ela tem como 
finalidade retirar materiais gordurosos. 
Em seguida, ao corpo de fundo que ficou no tubo, adicionou-se 2 mL de 
etanol e se fez a homogeneização, pois a adição de etanol tem como finalidade 
retirar a água de solvatação que permaneceu junto a proteína. Depois 
centrifugou-se essa mistura por 2 minutos a 3000 rpm. 
Após a centrifugação, desprezou-se o sobrenadante, e finalmente foram 
adicionados 2 mL de hidróxido de sódio 2,0 M para redissolver o precipitado, e 
depois também foram adicionados 8 mL de água destilada. 
Para finalizar, utilizando a alíquota de 1 mL que foi retirada do 
sobrenadante, misturou-se a ela 4 mL do reagente de biureto e em um 
espectrofotômetro, realizou-se medida de absorbância da mesma. O mesmo 
procedimento foi feito com a solução final de 10 mL – tirou-se uma alíquota de 
1 mL e misturou-se com 4 mL do reagente de biureto, e realizou-se a medida de 
absorbância da mesma. 
4. Resultados e Discussões. 
Para a realização dos cálculos para a determinação da concentração de 
caseína em um litro de leite, temos: 
Caseína contida no precipitado 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 𝐴𝑏𝑠 ∗ 𝐹𝑐 ∗ 𝐹𝑑 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 0,346 ∗ 25 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 8,65 
Readequando a concentração de acordo com as diluições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Caseínacontida no sobrenadante. 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 𝐴𝑏𝑠 ∗ 𝐹𝑐 ∗ 𝐹𝑑 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 0,073 ∗ 25 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 1,825 
8,65 — 1 mL 
 X — 10 mL 
X = 86,5 
86,5 — 10 mL 
 Y — 50 mL 
Y = 432,5 
432,5 — 10 mL 
Z — 200 mL 
Z = 8650 mg/200 mL 
Ou 8,65 g/200 mL 
Readequando a concentração de acordo com as diluições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Proteínas totais 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 𝐶𝑝 + 𝐶𝑠 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 8,65 + 1,825 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 10,475 𝑔/𝑚𝐿 
 % Erro relativo 
%𝐸𝑟𝑟𝑜 = 74,00% 
O que interferiu na nossa análise foi o fato de não termos utilizado o éter. 
O leite, apesar de desnatado, tem um pouco de gordura, que atrapalhou a leitura 
no espectrofotômetro. Ficou turva a amostra. Em uma outra prática usamos éter 
e obtivemos as seguintes leituras: a absorbância do sobrenadante deu 0,111 e 
do precipitado deu 0,182. Ficou bem melhor. Ou seja refazendo os cálculos para 
esses novos valores temos o seguinte: 
Caseína contida no precipitado 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 𝐴𝑏𝑠 ∗ 𝐹𝑐 ∗ 𝐹𝑑 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 0,182 ∗ 25 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 4,55 
1,825 — 1 mL 
 X — 10 mL 
X = 18,25 
18,25 — 10 mL 
 Y — 50 mL 
Y = 91,25 
91,25 — 10 mL 
Z — 200 mL 
Z = 1825 mg/200 mL 
Ou 1,825 g/200 mL 
Readequando a concentração de acordo com as diluições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Caseína contida no sobrenadante. 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 𝐴𝑏𝑠 ∗ 𝐹𝑐 ∗ 𝐹𝑑 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 0,111 ∗ 25 
[𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜] = 2,775 
Readequando a concentração de acordo com as diluições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4,55 — 1 mL 
 X — 10 mL 
X = 45,5 
45,5 — 10 mL 
 Y — 50 mL 
Y = 227,5 
227,5 — 10 mL 
Z — 200 mL 
Z = 4550 mg/200 mL 
Ou 4,55 g/200 mL 
2,775 — 1 mL 
 X — 10 mL 
X = 27,75 
27,75 — 10 mL 
 Y — 50 mL 
Y = 138,75 
138,75 — 10 mL 
Z — 200 mL 
Z = 2775 mg/200 mL 
Ou 2,775 g/200 mL 
 Proteínas totais 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 𝐶𝑝 + 𝐶𝑠 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 4,55 + 2,775 
[𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙] = 7,325 𝑔/𝑚𝐿 
 % Erro relativo 
%𝐸𝑟𝑟𝑜 = 12,69% 
5. Conclusão 
Ao final desta prática, pode-se concluir que, devido ao alto valor do erro 
relativo, que os valores encontrados para as concentrações podem não ser tão 
fiéis aos verdadeiros, pois há uma discrepância muito grande entre eles. Outro 
fator que também pode ter ajudado a aumentar o erro é o fator de calibração 
encontrado em uma prática anterior e agora utilizado, não ser da proteína 
(caseína) que foi utilizada para o experimento, fora possíveis erros que podem 
ter sido cometidos durante a realização do experimento. E ainda pode-se 
adicionar o fato de se ter pulado uma etapa do processo, pelo leite ser 
desnatado, mas ainda assim ele pode conter gorduras, o que influenciou e muito 
o resultado final. Mas mesmo assim, esta prática serviu de ensino para ver como 
se realiza a extração, caracterização e dosagem da caseína do leite, sendo que 
este método também pode ser aplicado em outros tipos de alimentos e também 
outros tipos de proteínas. 
6. Referências 
ROTEIRO PARA AULAS PRÁTICAS DE BIOQUÍMICA – BIOQUÍMICA 
BÁSICA. 
 Caseína. Wikipédia. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Caseína 
Acesso em 28 de fevereiro de 2022 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Caseína