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Universidade Estácio de Sá Bromatologia ARA0121 Aula 10 Proteínas Conteúdo ◦ Definição de Proteínas e Aminoácidos; ◦ Função; ◦ PIQ de Alimentos Proteicos: Leite e Derivados Carnes e Aves Pescados Ovos ◦ Metodologias Analíticas Determinação da Fração Proteica Nitrogenada Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Definição ◦ Polímeros de alto peso molecular, formados por unidades básicas (aminoácidos), ligados entre si por meio de ligações peptídicas; ◦ A hidrólise total de uma proteína resulta em aminoácidos livres; ◦ Constituídas por carbono (50% a 55%), hidrogênio (6% a 8%), oxigênio (20% a 24%), nitrogênio (15% a 18%), enxofre (0,2% a 0,3%) e raramente contêm fósforo; ◦ A presença de nitrogênio é de fundamental importância na determinação quantitativa de proteínas em alimentos. Definição ◦ Molécula composta a partir de uma mistura complexa de aminoácidos; ◦ Combinações de um grande número de aminoácidos; ◦ Número reduzido de aminoácidos- peptídeos; ◦ Aminoácidos essenciais: não são produzidos pelo organismo- ingeridos através da alimentação; ◦ Origem animal (majoritariamente – proteínas musculares). Função ◦ Complexidade de sua composição, o que dá origem a diferentes estruturas tridimensionais, com diferentes funções biológicas; ◦ Componentes estruturais dos tecidos (colágeno, elastina, queratina), podem atuar como moléculas contráteis (miosina, actina e tubulina), transportadoras (hemoglobina, albumina, transferrina), moléculas sinalizadoras do sistema imune (anticorpos), hormônios (insulina, hormônio do crescimento); Função Um corpo de 70 Kg possui aproximadamente 11Kg de proteína sendo 43% de músculo esquelético, 15% de pele e sangue, 10% de tecidos viscerais, e 22% os demais órgãos (cérebro, ossos, coração e intestino). Aminoácidos ◦ Apresentam fórmula geral que constitui de um carbono central, o qual está ligado a um grupamento amina, um grupamento carboxila, um hidrogênio e um radical R; ◦ A composição desse radical R é que diferencia os aminoácidos existentes e as características físico-químicas destes aminoácidos. Aminoácidos ◦ Essenciais: são aqueles que não podem ser produzidos pelo corpo humano; Dessa forma, são somente adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais; ◦ Não essenciais: são aqueles os quais o corpo humano pode sintetizar. O arroz é rico nos aminoácidos metionina e cisteína, porém é pobre no aminoácido lisina, assim como os outros cereais. O feijão, por sua vez, apresenta todos os aminoácidos essenciais, sendo inclusive rico em lisina, mas é pobre em metionina e cisteína (aminoácidos sulfurados). Aminoácidos Deficiência da enzima hepática fenilalanina hidroxilase que é necessária para digerir a fenilalanina; não absorvida, acumula no organismo e é convertida em compostos tóxicos- Diferentes sintomas de toxicidade Ocorre em um a cada 15 mil nascimentos, no Brasil; ◦ Fenilcetonúrios Aminoácidos ◦ Fenilcetonúrios A Fenilalanina tem sua regulação na Portaria n°29, de 13 de janeiro de 1998, que aprova o Regulamento Técnico referente a Alimentos para Fins Especiais onde determina que as informações devam constar em destaque, em negrito e no item 8.2.5 “A informação: Contém fenilalanina”, para os alimentos nos quais houver adição de aspartame.” Aminoácidos ◦ Fenilcetonúrios Aminoácidos ◦ Fenilcetonúrios https://www.gov.br/anvisa/pt- br/assuntos/alimentos/fenilalanina Características físicas dos Aminoácidos ◦ Compostos sólidos, cristalinos que se fundem à alta temperatura e incolores; ◦ Solubilidade: com exceção da glicina que é solúvel em água, apresentam solubilidade variável e são insolúveis em solventes orgânicos. Em soluções aquosas apresentam alto momento dipolar; ◦ Caráter anfótero: dependendo do meio em que se encontra pode ter característica ácida, devido à presença do grupo carboxila ou característica básica, devido à presença do grupo amino. Características físicas dos Aminoácidos ◦ Em razão dessa característica anfótera, a curva de titulação das proteínas tem uma particularidade, conhecida como o ponto isoelétrico. Em solução aquosa tem um equilíbrio entre o íon dipolar e as formas aniônicas e catiônicas dessas proteínas. Em soluções ácidas, todos os aminoácidos estão presentes, principalmente, como cátions e em soluções básicas, todos os aminoácidos presentes, principalmente, como ânions. Características físicas dos Aminoácidos ◦ No pH intermediário, conhecido como ponto isoelétrico, a concentração do íon será máxima e concentração de cátion e ânions iguais; ◦ Cada aminoácido possui seu próprio (pI), pois a presença de elementos ácidos ou básicos no radical R modifica a concentração de cátions e ânions; ◦ Classificadas de acordo com a função que exercem no nosso organismo; sua composição; o número de cadeias ou forma. Características físicas dos Aminoácidos ◦ Se apenas um aminoácido estiver incorreto na sequência, é provável que a proteína perca sua atividade biológica ◦ Alto valor biológico: apresentam todos aminoácidos essenciais ◦ Baixo valor biológico: apresentam algum aminoácido limitante, ou seja, ausente ou em concentrações abaixo dos nossos requerimentos. Características físicas dos Aminoácidos ◦ As quantidades em excesso de algum aminoácido particular são desaminadas, sendo seus esqueletos carbônicos oxidados para fornecer energia ou convertidos em gordura para armazenamento; ◦ A parte nitrogenada do aminoácido será excretada como ureia ou utilizada na síntese de qualquer aminoácido não essencial que se apresente em quantidade reduzida. Aminoácido Precursor Produto Final Triptofano Serotonia Tirosina Hormônio da tireóide Tirosina Melanina Glicina, metionina e arginina Creatina Glicina e taurina Ácidos biliares Estrutura das Proteínas 2 AA (1 ligação peptídica) – Dipeptídio 3 AA (2 ligação peptídica) – Tripeptídio Pequeno numero de AA – Oligopeptídio Peptídeos (até 10.000 Da) Proteínas (> 10.000 Da) Proteína PM (Da) Resíduos AA Estrutura das Proteínas Ligação Peptídica: é constituída pela união de um grupo carboxílico de um AA ao grupo amido de outro AA A sequencia dessas ligações é conhecida como estrutura primária Estrutura das Proteínas Estrutura secundária – Sua conformação no espaço (linear, dupla hélice, folha pregueada) Estrutura das Proteínas Estrutura terciária- Como a estrutura secundária se arranja no espaço (estendendo- se ou dobrando sobre si mesma) Estrutura quaternária- É a associação de subunidades a estrutura terciária Estrutura das Proteínas Interação Hidrofóbica É a principal força que governa a estrutura de uma proteína. Força os aminoácidos apolares para o interior da molécula para diminuir o contato com a água. Estrutura das Proteínas Desnaturação Proteica A forma espacial das proteínas pode ser afetada pela: Temperatura, pH, polaridade, salinidade, solventes, radiações, etc. As proteínas perdem o arranjo (desenrolam-se, perdem as ligações). Ovo (temperatura) Leite, coalhada, queijos (pH) Estrutura das Proteínas Quanto aos AA que possuem Proteínas Completas – Possui teor equilibrado de AA (animal) Proteínas Incompletas – Apresentam deficiência de um ou mais AA essenciais (vegetal) Estrutura das Proteínas Classificação das Proteínas Quanto a Forma Proteínas Fibrosas São formadas geralmente por longas moléculas mais ou menos retilíneas e paralelas ao eixo da fibra. São pouco solúveis e tem geralmente função estrutural. Colágeno do tecido conjuntivo, as queratinas dos cabelo, a fibrina do soro sanguíneo ou a miosina dos músculos. Proteínas Globulares Estrutura espacial mais complexa, são mais ou menos esféricas. Nesta categoria situam-se proteínas ativas comoas enzimas, transportadores como a hemoglobina e albumina. Estrutura das Proteínas Classificação das Proteínas Quanto a composição Proteínas Simples - Por hidrólise fornece apenas AA Proteínas Conjugada- Combina outros grupos além dos AA e se classificam de acordo com a natureza do grupo prostético (porção não- aminoácida) Metaloproteínas: Hemoglobina e mioglobina (Fe) – permite que os metais sejam solubilizados e transportados Lipoproteínas: Função estrutural e transporte de lipídios (LDL, HDL) Glicoproteínas: Aumenta solubilidade da proteína formando soluções viscosas (Ovomucina) Fosfoproteínas: Grupo fósforo na molécula (Caseína) Estrutura das Proteínas Classificação das Proteínas Quanto a solubilidade Albuminas - Solúveis em água e coaguláveis pelo calor (Ovo e do soro do leite) Globulinas – São insolúveis ou moderadamente solúveis em água, coaguláveis pelo calor (imunoglobulinas) Glutelinas – Insolúveis em soluções salinas diluídas, porém solúveis em ácido e bases diluídos (glutelina do trigo e do milho) Prolaminas - Insolúveis em água e em soluções salinas e solúveis em soluções alcoólicas (Gliadina do trigo) Escleroproteínas – Praticamente insolúveis (colágeno, queratina e elastina) Fonte Alimentar Os alimentos de origem animal (carne, leite, ovos e derivados) são as melhores fontes de proteínas da dieta, pois contém todos os AA essenciais e em quantidades balanceadas As proteínas dos vegetais são diferentes em um ou mais AA essenciais e por isso não devem ser a única fonte de proteína As leguminosas como feijão, soja, amendoim (deficiêntes em metionina) possuem valor biológico mais próximo dos alimentos de origem animal Fonte Alimentar Ovos Proteína do Ovo Proteínas da clara do ovo •Ovalbumina •Conalbumina •Ovomucina •Avidina Proteínas da gema do ovo •Lipovitelina •Fosfovitina (fosvitina) •Livitina Fonte Alimentar Pães Glúten é a fração proteica presente em cereais como trigo, aveia, centeio e cevada Nos indivíduos com doença celíaca a presença do glúten no intestino leva a produção de anticorpos iniciando um processo inflamatório. Responsável pela textura dos pães fermentados Mais solúvel Mais insolúvel Responsável pela elasticidade Responsável pela viscosidade https://www.youtube.com/watch?v=hok2 hyED9go o Alimentos caros- Comum Fraudes; Ex. formol em leite e carne alterada reembalada para venda; o A análise quantitativa de proteínas em alimentos é importante para detectar as fraudes; o Mais comum: baseia-se na determinação de nitrogênio, onde ao final é aplicado um fator de conversão para determinar a quantidade de proteínas; o Importância para a determinação analítica: qualidade dos alimentos proteicos colocados à venda, muitas vezes essas fraudes trazem um enorme prejuízo nutricional aos alimentos; o A emissão de um laudo é uma ferramenta fundamental de informação à sociedade. Alimentos Proteicos e Fraudes Leite Produto oriundo da ordenha completa, ininterrupta, em condições de higiene, de vacas sadias, bem alimentadas e descansadas. o Fatores que modificam a composição do leite: raça, idade e alimentação do animal; o Físico- Químico: caracterizado por uma emulsão de gorduras em água, estabilizada por uma dispersão coloidal de proteínas em uma solução de sais, vitaminas, peptídeos e ácidos. Leite o A caseína é a principal proteína do leite, que é uma fosfoproteína que se encontra na forma de sal de cálcio coloidal formada por micelas + gordura, relacionada à cor branca do leite. o Constitui 80% das proteínas totais do leite e encontra-se na forma de polímeros, sendo precipitada por renina e por ácidos e não coagula com o calor. Leite o A lactoalbumina é uma albumina que constitui 0,5% das proteínas totais do leite, solúvel em água e coagula com o calor. o Possui um alto teor de triptofano e tem uma composição e conformação semelhante à lisozima (clara do ovo). Leite o Excelente meio de cultura, facilmente ser contaminado por diversos grupos de microrganismos. o As análises físico-químicas constituem uma importante ferramenta pois detecta fraudes, Ex. adição de água, desnate, superaquecimento e para a avaliação da qualidade, onde é necessário levar em consideração também as características sensoriais, nutricionais, microbiológicas, físico químicas e a ausência de agentes contaminantes. Leite o Próprio para o consumo, segundo a RIISPOA - Art. 534 e 535, deve ser previamente analisado quanto aos caracteres sensoriais e as provas de rotina, assim consideradas: 1. Cor, sabor, cheiro, aspecto; 2. Densidade pelo termolacto densímetro a 15°C; 3. Acidez pelo acidimetro Dornic, considerando-se provas complementares: da cocção, do álcool ou alizarol 4. Gordura pelo método Gerber Extrato Seco Total (EST) e Extrato Seco Desengordurado (ESD), por discos, tabela Leite o Impróprio: Acidez inferior a 15°D e superior a 18ºD; Contenha colostro, não satisfaça o padrão microbiológico previsto, revele nitratos e nitritos e apresente modificações das propriedades organolépticas. o Fraudado: Adicionado de água, Adicionado de substâncias conservadores ou outras - amido, sacarose; Rotulagem com categoria superior ou quando o leite cru é vendido como pasteurizado. Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Leite- Determinação do PIQ Determinação da Densidade: baseia-se na avaliação do peso específico do leite em relação ao da água a 15°C. Finalidade: verificar possíveis fraudes por aguagem, desnatamento ou adição de creme. Matéria Gorda - baseia-se na separação da gordura do leite por centrifugação, após a adição prévia de ácido sulfúrico, o qual digere os constituintes não graxos e de álcool amílico, o que facilita a solubilização dos lipídios. Finalidade: verificação de possíveis fraudes por desnatamento, adição de leite ou creme. Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Determinação da Acidez - baseia-se na titulação da acidez do produto, por uma solução N/9 de hidróxido de sódio (Solução Dornic), usando como indicador a solução alcoólica de fenolftaleína a 1%. A acidez do leite é avaliada em °Dornic, onde 1°D corresponde a 0,1mL de uma solução da NaOH e que por sua vez corresponde a 1mg de ácido láctico. Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Pesquisa de Enzimas: Peroxidase - baseia-se na ação da peroxidase presente no leite pasteurizado adequadamente, sobre a água oxigenada, liberando oxigênio atômico, que por sua vez oxida o guaiacol originando a formação de um anel de coloração salmão. Tem por objetivo avaliar o grau de pasteurização, isto é, se o processo transcorreu dentro de uma faixa de temperatura adequada ou se ultrapassou esses limites. Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Pesquisa de Reconstituintes da Densidade - Tem por finalidade comprovar fraudes por aguagem e adição de creme, mascaradas pelo uso de substâncias que reconstituem a densidade do leite. Pesquisa de Amido - baseia-se na formação de um composto de absorção, entre o amido e o iodo, de coloração azul. Leite- Determinação do PIQ Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Pesquisa de Sacarose - baseia-se na formação de um composto de condensação entre a resorcina e as cetoses, em meio ácido, de coloração avermelhada, mais ou menos intensa, de acordo com o teor de sacarose presente na amostra. Leite- Determinação do PIQ Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Leite- Determinação do PIQ Pesquisa de Conservadores - Tem por finalidade determinar fraudes por adição de substâncias que visam mascarar o real estado de conservação do leite. Formol (método n.º2) - o formaldeído, em meio ácido e em presença de íon férrico, produz, por aquecimento,um complexo interno de coloração roxa. Prova de álcool - baseia-se na precipitação das proteínas do leite em presença de álcool quando a acidez está elevada. Análises de Identidade e Qualidade de Alimentos Proteicos Leite- Determinação do PIQ Pesquisa de Substâncias Alcalinas (Prova de Alizarol) - a alizarina quando em solução de álcool a 68% v/v, além de ser indicador de acidez do leite, também serve para verificar a estabilidade de sua coagulação.