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Proteínas Conceitos e determinação Prof(a) Samara Mesquita Introdução A proteína foi o primeiro nutriente considerado essencial para o organismo; Se diferencia de carboidratos e lipídios principalmente pela presença de nitrogênio. Definição: São compostos orgânicos complexos, sintetizados pelos organismos vivos, por meio da condensação de moléculas de aminoacidos através de ligações peptídicas. Polímero biológico mais abundante; Mais da metade do peso seco das células. Introdução Aminoácidos Unidade estrutural básica das proteínas. Grupo carboxila Cadeia lateral Grupo amino Classificação dos aminoácidos Os aminoácidos podem ser classificados de acordo com suas propriedades físico- químicas e nutricionais. Classificação dos aminoácidos com base na interação das cadeias laterais com água A polaridade da cadeia lateral do aminoácido determinará seu comportamento em solução e sua disponibilidade para reagir com outros componentes presentes tanto nos alimentos quanto no trato intestinal. Classificação dos aminoácidos no ponto de vista nutricional Essenciais Condicionalmente essenciais Não essenciais Fenilalanina Glicina Alanina Triptofano Prolina Ácido aspártico Valina Tirosina Ácido glutâmico Leucina Serina Aspargina Isoleucina Cisteína e cistina --- Metionina Taurina --- Treonina Arginina --- Lisina Histidina --- --- Glutamina --- As proteínas também são chamadas de polipeptídeos, porque os aminoácidos que as compõe são unidos por ligações peptídicas ; Quando poucos aminoácidos estão ligados = peptídeo Quando muitos aminoácidos estão ligados = proteína Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH2) de um aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, através da formação de uma amida Ligação Peptídica Ligação Peptídica Proteínas Constituída de diferentes combinações entre vinte aminoácidos, formada a partir de ligações peptídicas; Proteínas Sequência de aminoácidos Pontes de hidrogênio Pontes dissulfeto Várias cadeias polipeptídicas ↓ Função Desnaturação É a modificação na conformação sem rompimento das ligações peptídicas Reversível – uréia Irreversível – calor Temperatura, irradiação, pressão, solventes organicos, pH, podem levar a desnaturação da proteína Classificação das proteínas Quanto à função, podem ser: Hormônios; Enzimas; Proteínas contráteis; Proteínas estruturais; Neurotransmissores; Transportadores; Receptores. Quanto à estrutura, podem ser: de primária (simples) até quaternária (complexa). Quanto à composição; a partir do produto da sua hidrólise, podem ser: Simples- quando resultam somente em aminoácidos; Compostas- quando liberam outros componentes, designados por grupos prostéticos. Ex: Lipoproteína, Hemoglobina Quanto à qualidade nutricional: definida pela sua concentração fisiologicamente disponível de aminoácidos essenciais. Podem ser: Completas- apresentam todos os aminoácidos essenciais ao homem em quantidades adequadas a seu crescimento e manutenção. Exemplos: carne, leite, ovos, peixes e aves. - metionina - lisina Parcialmente incompletas: fornecem aminoácidos em quantidades suficiente apenas à manutenção orgânica. Exemplos: legumes, oleaginosas e cerais. Totalmente incompletas: não fornecem aminoácidos essenciais em quantidade suficiente nem mesmo para a manutenção do organismo. Exemplos: gelatina e zeína. VALOR BIOLÓGICO COMPLETAS = MAIOR VALOR BIOLÓGICO Digestão de proteínas Digestão de proteínas Metabolismo de proteínas Após a absorção intestinal, os aminoácidos são transportados diretamente ao fígado pelo sistema porta; O fígado é o órgão regulador do catabolismo de aminoácidos essenciais, com exceção dos de cadeia ramificada, que são degradados principalmente pelo músculo esquelético. Parte dos aminoácidos é usado na síntese de proteínas no fígado que são secretadas como albumina e fibrina. O destino do aminoácido em cada tecido varia de acordo com as necessidades do momento daquele tecido; Não há reservas de proteína em humanos, portanto sua perda resulta em alterações da estrutura celular, e as diferentes funções dos tecidos ficam prejudicadas; A maior parte da proteína do organismo é encontrada no músculo esquelético. PROTEÍNAS NOS ALIMENTOS Proteínas de Origem Animal • Carne de mamíferos – contém 60-80% de água e 15 a 25% de proteínas ; • Restante: gorduras, carboidratos, sais, pigmentos e vitaminas. • Classificação das proteínas da carne quanto a função: Miofibrilares – actina e miosina corresponde a 55% da proteína total. Tecido conjuntivo - colágeno e elastina, corresponde a 15% da proteína total. Sarcoplasmáticas - Enzimas,Hemoglobina, Mioglobina... Proteínas do Leite • Caseína - é a principal proteína existente no leite fresco (3%). Não coagula pelo calor. • Juntamente com a gordura dá a cor branca do leite. • Lactoalbumina - 0,5% das proteínas totais do leite, é solúvel em água e coagula pelo calor. Contém alto teor de triptofano. • Lactoglobulina – < 0,2% . Constituição grupos –SH. Proteínas do soro do leite Proteínas do Ovo Proteínas da clara - é uma mistura de proteínas, sendo a mais importante ovalbumina (50% das proteínas totais da clara); Desnatura por agitação e coagula por aquecimento. • Conalbumina • Ovomucoide • Ovomucina • Avidina Proteínas do Ovo Proteínas da gema - A gema é uma dispersão de fosfo e lipoproteínas globulares. Sua coloração é devido, principalmente, à presença de carotenóides. Proteínas Vegetais Proteínas do trigo: As proteínas vegetais tem pouco valor nutricional, devido à deficiência de aminoácidos essenciais. As mais importantes são: gliadina e glutenina, que juntas formam o glúten. Proteínas Vegetais Só falta a cisteína! Proteínas Vegetais Proteínas da Soja: Possuem alto valor biológico (ricas em Aas essenciais) Maior teor de proteínas do que o feijão Rica em isoflavonas: Ação antioxidante Redução do colesterol Redução do risco de doenças cardiovasculares, câncer e osteoporose. MÉTODOS PARA DETEMINAÇÃO DE PROTÉINA Métodos para análise de proteínas Método de Kjeldahl O mais utilizado na análise de alimentos Baseia-se na determinação do conteúdo de nitrogênio da amostra 3 etapas: Digestão, Destilação e Titulação Demorado e dispendioso Métodos colorimétricos – Biureto, Lowry, Bradford, etc. Mais utilizados em outros tipos de amostras biológicas Baseiam-se na formação de cor pela reação de determinados compostos químicos com as proteínas presentes na amostra Rápidos e de menor custo Determinação de proteínas Método de Kjeldahl Digestão – a amostra é submetidaa elevadas temperaturas com adição de ácido sulfúrico e catalisadores para digestão de sua matéria orgânica. Todo o nitrogênio da amostra é transformado em sal amoniacal. Proteína + H2SO4 + Catalisador + Aquecimento → (NH4)2SO4 CuSO4 = catalisador K2SO4 = aumenta o ponto de ebulição da mistura (acerelando o processo) Bloco Digestor Determinação de proteínas Método de Kjeldahl Destilação A amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com hidróxido de sódio e recebida numa solução ácida de volume e concentração conhecidos. (NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + Na2SO4+ 2H2O NH3 + H3BO3 → NH4 + H2BO3- (ac. bórico) (borato) Destilador de Nitrogênio Kjeldahl Determinação de proteínas Método de Kjeldahl Titulação Determina-se a concentração de N presente na amostra titulando-se o excesso do ácido utilizado na destilação. A quantidade de íon borato é proporcional à quantidade de nitrogênio. H2BO3 - + H+ → H3BO3 Determinação de proteínas Método de Kjeldahl Transformar o volume de ácido utilizado em nitrogênio (1 mL de HCl 0,02N = 0,2802 mg de nitrogênio) Aplicar o fator de correção para descontar o conteúdo de nitrogênio não protéico da amostra. A porcentagem de proteína é dada pela fórmula: %P = V x 14 x FN x F x 100 x 0,02 p Onde: - V é o volume de ácido utilizado na titulação menos o volume do branco (em ml) - FN fator de conversão N Proteína (varia de acordo com a fonte protéica, principais valores na tabela abaixo). - F é o fator de correção do ácido - p é o peso da amostra (mg) Fatores de conversão de N total em proteína Determinação de proteínas Método de Biureto Substâncias contendo duas ou mais ligações peptídicas formam um complexo de cor roxa com sais de cobre em soluções alcalinas. A intensidade da cor formada é proporcional à quantidade de proteína, e a medida é feita em espectrofotômetro. Lipídeos, hemoglobina, lactose e amido presentes na amostra podem influenciar o resultado. O reagente de biureto é um reagente analítico feito de hidróxido de potássio (KOH) e sulfato de cobre (II) (CuSO4), junto com tartarato de sódio e potássio (KNaC4H4O6·4H2O). Este reagente de coloração azul torna-se violeta na presença de proteínas (mais especificamente, o reagente de biureto torna-se violeta ao reagir com íons cúpricos); Determinação de proteínas Método de Biureto A coloração violeta observada após as reações descritas com alguns alimentos se deve à ocorrência de um composto que se forma a partir de interações entre o íon cúprico e os átomos de nitrogênio presentes nas proteínas. Determinação de proteínas Método de Biureto Determinação de proteínas Método de Biureto Determinação de proteínas Método de Biureto Tubo Amostra H2O destilada NaOH CuSO4 1 - Branco ------- 10 5 5 2 - Whey Protein A 10 ------- 5 5 3 - Whey Protein B 10 ------- 5 5 4 – Whey Protein C 10 ------- 5 5 OBS: Todas as unidades estão em gotas - Agitar bem e aguardar 10 minutos - Verificar as diferenças de coloração Substâncias contendo duas ou mais ligações peptídicas formam um complexo de cor roxa com sais de cobre em soluções alcalinas.
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