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Professora: Daiane Preci QUÍMICA E COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOSLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM Carga Horária: 36 horas/aula Período: 2024/2 UNIDADE II PROTEÍNAS • Composição química e Análises: – Definição de proteínas: – As proteínas são moléculas orgânicas compostas de aminoácidos ligados entre si por meio de ligações peptídicas. A ligação peptídica é aquela que ocorre entre um carbono e um nitrogênio, resultantes da desidratação entre dois aminoácidos quaisquer. carboxila A diferença entre um polipeptídeo e uma proteína é a massa molecular. Com uma massa molecular abaixo de 10.000 temos um polipeptídeo, acima de 10.000 temos uma proteína. Composição do Leite 3 Proteínas do Leite TRONCO, V.M., Manual de Inspeção para qualidade do leite, 2013. Valor Nutritivo X Inconvenientes • Alergia • Intolerância 4 A alergia à proteína do leite de vaca (APLV) é uma reação do sistema imunológico às proteínas do leite, principalmente à caseína, à beta-lactoglobulina e à alfa-lactoalbumina, já a Intolerância à lactose (IL) é reflexo da má digestão da lactose, que é o açúcar do leite. • Alergias • As proteínas do soro que são a alfa-lactobumina e a beta- lactoglobulina que correspondem em média a 20%. • E as proteínas do leite que são as caseínas: alfa s1, alfa s2, kappa e beta-caseína que correspondem a 80% das proteínas totais. – A beta-caseína representa 30% das proteínas do leite. • 13 variantes genéticas, porém as variantes A1 e A2 são as mais encontradas e estudadas em bovinos de leite. • O leite que contém a variante A1, ao sofrer hidrólise enzimática no processo digestivo, libera peptídeos ativos como a beta-casomorfina7 (BCM-7). • Este peptídeo está relacionado a efeitos adversos aos seres humanos, sendo considerada um fator oxidante predisponente ao desenvolvimento de alergia à proteína do leite e que causa sintomas, como gases e desconforto abdominal após o consumo de leite. Genotipagem. Fonte: https://blog.prodap.com.br/tudo-sobre-leite-a2/ variante A2, a hidrólise enzimática não ocorre ou ocorre em menor taxa e gera o peptídeo beta-casomorfina9 (BCM9) o qual não apresenta nenhum efeito clínico relacionado ao seu consumo, sendo assim, um leite naturalmente de ‘mais fácil digestão’. • Pessoas alérgicas à proteína do leite podem ingerir o leite tipo A2? • Em vários estudos o leite A2 é considerado hipoalergênico, ou seja, causa menos reações alérgicas. • Então o leite proveniente de vacas A2A2 é um produto que pode ser ingerido por indivíduos sensíveis à Beta-caseína A1 com maior segurança, evitando aparecimento de sinais clínicos referentes a seu consumo. • Porém, não podemos dizer que é um produto seguro para indivíduos alérgicos à proteína do leite, pois na maioria dos casos a APVL (Alergia à Proteína do Leite de Vaca) é causada pela β-lactoglobulina ou por mais de uma proteína. caseína, alfa-lactoalbumina, beta-lactoglobulina. Proteína vegetal x proteína animal • São conhecidos 20 aminoácidos (Alanina, Arginina, Aspartato, Asparagina, Cisteína, Fenilalanina, Glicina, Glutamato, Glutamina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metinonina, Prolina, Serina, Tirosina, Treonina, Triptofano e Valina) encontrados nas moléculas de proteínas, com sua síntese controlada por mecanismos genéticos, envolvendo a replicação do DNA e transcrição do RNA também aminoácidos essenciais, todavia apenas durante a infância, sendo que mais tarde passam a ser sintetizados pelo nosso organismo. • Proteínas incompletas: – As proteínas de origem vegetal por serem pobres em aminoácidos essenciais, que são aqueles que o nosso organismo não produz. • Proteínas completas: – As proteínas de origem animal, uma vez que contêm os aminoácidos essenciais. – Relativamente aos aminoácidos essenciais, uma vez que são tão importantes para a nossa saúde, fique a conhecer as funções de cada um deles. • Metionina: fortalecer o cabelo e as unhas, melhorando, simultaneamente, a saúde da pele; é igualmente benéfico para a degradação das gorduras, evitando sua acumulação no fígado e nas artérias, melhorando assim o funcionamento do coração, dos rins, do fígado e do cérebro. • Valina: Possui um efeito estimulante e a sua carência pode resultar num desequilíbrio de nitrogênio no corpo. Permite melhorar o metabolismo muscular e a regeneração de tecidos. • Isoleucina: Estabiliza e regula os níveis de açúcar no sangue e os níveis de energia. É fundamental para a produção de hemoglobina. Metabolizada no tecido muscular, as carências de isoleucina podem originar sintomas muito idênticos aos da hipoglicemia. • Leucina: Á semelhança da isoleucina, a leucina pode evitar estados de fadiga crónica. Por outro lado, é fundamental para a regeneração dos ossos, do tecido muscular e da pele. • Fenilalanina: a fenilalanina estimula o funcionamento da tiróide e a preservação dos vasos sanguíneos. Eficaz no controlo da dor, principalmente para quem sofre de artrite, pode ajudar os doentes com Parkinson, e reduz o apetite. •Tripofano: Conhecido pelas suas propriedades calmantes, o triptofano ajuda a controlar a hiperactividade em crianças, alivia o stress e é benéfico para o coração. •Lisina: É fundamental para o adequado crescimento e desenvolvimento ósseo nas crianças, uma vez que potencia a absorção do cálcio. Intervém na produção de anticorpos, hormonas e enzimas, bem como na formação de colágeno e na regeneração dos tecidos. A lisina exerce, ainda, uma influência benéfica na redução de triglicéridos no sangue. •Treonina: Importante para a produção de colágeno e elastina, a treonina melhora o funcionamento hepático. Encontra-se presente no coração, sistema nervoso central e músculo- esquelético. PROTEÍNAS • Importância no organismo: – Componentes essenciais a todas as células vivas e estão relacionadas praticamente a todas as funções fisiológicas. – Regeneração de tecidos – Catalisadores nas reações químicas que se dão nos organismos vivos e que envolvem enzimas ou hormônio. – Reações imunológicas – Juntamente com os ácidos nucleicos, são indispensáveis nos fenômenos de crescimento e reprodução. FUNÇÃO ESTRUTURAL - participam da estrutura dos tecidos. -Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões. -Actina e Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular. - Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas, Evita a dessecação, a que contribui para a adaptação do animal à vida terrestre. -Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue). • FUNÇÃO ENZIMÁTICA – • As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. – lipases - enzimas que transformam os lipídios em sua unidades constituintes, como os ácidos graxos e glicerol. • FUNÇÃO HORMONAL - muitos hormônios de nosso organismo são de natureza protéica. – Insulina - hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue). • FUNÇÃO DE DEFESA - existem células no organismo capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são chamadas de antígenos. – Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas de defesa, denominados anticorpos. (proteínas denominadas gamaglobulinas) • Transporte - pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. • Função nutritiva – – Fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. – Quanto aos aminoácidos não essenciais, são aqueles que o nosso organismo consegue produzir, mais concretamente, que o nosso fígado sintetiza. Assim, destacamos os seguintes: alanina, ácido aspártico, ácido glutâmico, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina. A união peptídica somente permite a formaçãode estruturas lineares e, por isso, as cadeias não apresentam ramificações (LEHNINGER; NELSON; COX, 2000). à medida que o comprimento das cadeias vai aumentando se cria a estrutura secundária, que é a disposição espacial regular, repetitiva, que a cadeia polipeptídica pode adotar, geralmente mantida por ligações de hidrogênio. a) Hélice-alfa: as cadeias de aminoácidos têm vários centros polares e, em razão disso, a fibra enrola-se dando lugar a uma hélice que se estabiliza formando ligações intramoleculares com pontes de hidrogênio (LEHNINGER; NELSON; COX, 2000). b) Folha-beta: as cadeias de peptídeos se unem formando filas paralelas que se estabilizam de maneira intermolecular mediante pontes de hidrogênio (LEHNINGER; NELSON; COX, 2000). Os grupos R se alternam para cima e para baixo ao longo do esqueleto estendido É uma estrutura tridimensional completa que se forma a partir das: • forças de atração ou repulsão eletrostática, • das pontes de hidrogênio, • das forças de Van der Waals e das pontes dissulfeto existentes entre os resíduos de aminoácidos que formam as cadeias (LEHNINGER; NELSON; COX, 2000). Estrutura quaternária: Muitas proteínas são constituídas por mais de uma cadeia polipeptídica. A estrutura quaternária descreve a forma com que as diferentes subunidades se agrupam e se ajustam para formar a estrutura total da proteína. PROTEÍNA EM ALIMENTOS • Nosso Organismo Necessita de nutrientes para funcionar de modo correto. – Divisão dos nutrientes Macronutrientes Micronutrientes Carboidratos Proteínas Gorduras Vitaminas Minerais Constituintes principais, básicos ou nutritivos Constituintes secundários. Sobre os constituintes principais, são eles: Constituintes químicos podem ser agrupados em duas categorias: água, lipídios, proteínas, carboidratos, minerais e vitaminas. fibras alimentares aditivos Constituintes químicos podem ser agrupados em duas categorias: O VALOR NUTRITIVO DOS ALIMENTOS Grupo homogêneo de substâncias que constituem os alimentos. • Aditivos • Os alimentos: – Função nutricional – Propriedades organolépticas – De textura – Podem vir combinadas com lipídeos e carboidratos. • Dentre os alimentos mais ricos em proteínas estão: – as carnes, o leite, os ovos e o trigo. • Para um alimento ser considerado uma boa fonte de proteína, deve apresentar: – Rico em aminoácidos essenciais, – BOA digestibilidade – não conter princípios tóxicos. ALGUMAS PROTEINAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS a) Proteínas da carne: miosina; actina; colágeno; tripsina b) Proteínas do leite: caseína; lactoalbumina; lactoglobulina c) Proteína do ovo: - clara (ovalbumina (50%); canalbumina; glicoproteina; avidina/biotina). gema (lipovitelina, fosfovitina, livitina) d) Proteínas do trigo: prolamina (gliadina); glutelina (glutenina). Formam com água uma substância elástica e aderente insolúvel em água. – GLÚTEN — utilizada para dar textura em massas e pães. CONCEITO, COMPOSIÇÃO E NATUREZA DAS PROTEÍNAS • Derivada do grego proteos: – “ocupar o primeiro lugar”. • Composição: – C (50 a 55%) – H (6 a 8%) – O (20 a 24%) – N (15 a 18%) – S (0,2 a 0,3%) As proteínas são classificadas em três grupos principais: proteínas simples, conjugadas e derivadas. • Proteínas simples ou hemoproteínas: são constituídas, exclusivamente, por aminoácidos. Em outras palavras, fornecem exclusivamente uma mistura de aminoácidos por hidrólise. São as proteínas que sofreram transformações enzimáticas nas células. (LEHNINGER, NELSON E COX , 2000) • As proteínas conjugadas: são proteínas que por hidrólise liberam aminoácidos mais um radical não peptídico, denominado grupo prostético. Os grupos prostéticos podem ser orgânicos (como por exemplo uma vitamina ou um açúcar) ou inorgânicos (por exemplo, um íon metálico) e encontram-se ligados de forma firme à cadeia polipeptídica, muitas vezes por meio de ligações covalentes. – As proteínas conjugadas são classificadas de acordo com a natureza da parte não proteica em cromoproteínas, lipoproteínas, nucleoproteínas, glicoproteínas, fosfoproteínas e metaloproteínas. • Proteínas derivadas: são compostos não encontrados na natureza, mas obtidos por degradação mais ou menos intensa (proteólise) de proteínas simples ou conjugadas pela ação de ácidos, bases ou enzimas. A extensão de proteólise pode ser observada pelo aumento do número de grupos carboxílicos e anímicos existentes inicialmente na proteína. As propriedades físicas das proteínas derivadas também são modificadas; há diminuição da viscosidade inicial e perdem a propriedade de serem coaguladas pelo calor. De acordo com o peso molecular, as proteínas derivadas podem ser classificadas em primárias e secundárias. Composição química da carne Fonte: https://forbes.com.br Ciência da carne Carnes Principal componente da carne. Recobre a superfície interna e externa do corpo compostas de quatro tipos básicos de tecidos: Tecido Epitelial Tecido Muscular estriado esquelético Tecido Conjuntivo Tecido Nervoso Constitui as cartilagens, ossos, membranas Responsável pela condução do impulso Movimento Carne (Contração e relaxamento muscular) (Post mortem) Principal componente da carne Se divide em: Estriado cardíaco • Água – Percentual no músculo • 70% a 75% – Animais jovens – Músculos com > teor de gordura – Importância • Interação com as proteínas – Proteínas, principais captadoras de água – Na carne » Proteínas musculares • Atividade muscular – contração e relaxamento Composição química da carne somente possível em presença da água Atividade de água • Carboidratos – Glicídios • Escassos no organismos animal – Localização – nos músculos – no fígado – Importância • Participam do metabolismo energético • Estrutura dos tecidos – Açúcares livres • Glicose e frutose. Composição química da carne sob a forma de glicogênio • Carboidratos – Processo de maturação Glicogênio Ácido lático Espécie Percentual de carboidratos na carne de animais recém sacrificados Bovina 3,0% Suína 4,5% Composição química da carne pH • Carboidratos – Glicogênio muscular • Interferentes: –> Em Animais de corte em bom estado de nutrição e descanso –Estresse influencia no teor » Redução de glicogênio Composição química da carne • Proteínas musculares: – Essencialmente, muito similares em todos os animais de abate. – Podendo ser classificadas, segundo sua solubilidade. • Três grandes grupos: – Sarcoplasmáticas – Miofibrilares ou escleroproteínas – Proteínas do tecido conjuntivo ou estroma Composição química da carne miofibrilares (actina e miosina) são insolúveis em água e soluções salinas diluídas, mas são solúveis em solução salina mais concentrada. • O entendimento da sequência dos eventos bioquímicos, no músculo post- mortem, é o centro do desenvolvimento das práticas pós-abate, designadas para otimizar a qualidade da carne. – O fenômeno do rigor mortis - rigidez cadavérica, • Contração muscular irreversível. • Inextenibilidade e rigidez do músculo. Conversão do Músculo em Carne formação de pontes actomiosinas, como na contração muscular. Ocorre logo após a morte do animal – 2 a 3h após a morte Qual a diferença da contração muscular? • 1º número de pontes actomiosina é maior que na contração. • 2º Relaxamento não é possível. ATP do músculo esgota Musculo perde elasticidade Músculo se transforma em carne Conversão do Músculo em Carne Sangria Morte – Falência sangria via anaeróbica Glicogênio____em glicose = lactato queda do pH Insensibilização mantem as funções vitais Imediatamente após a sangria, as reações de contração e relaxamento muscular continuam a ocorrer. Sem aporte de Oxigênio Sem Controle Nervoso após 24-48 horas, é muito variável. Velocidade de queda do pH Suínos > ovinos>bovinos – BOVINOS - normalmente a glicólise se desenvolve lentamente; • O pH inicial (0 horas) em torno de 7,0 • após 5 horas = 6,4 a 6,8 • após 24 = 5,5 a 5,9 PSE DFDNormal Estado de rigor ocorre lentamente O pH 6,0 tem sido considerado como linha divisória entre o corte normal e o do tipo DFD. No Brasil, os frigoríficos só exportam carne com pH