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Proteínas: generalidades •As proteínas são compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Quase todas contém enxofre e algumas apresentam na sua constituição elementos químicos como: ferro, zinco, fósforo e cobre. •Quimicamente as proteínas se constituem em moléculas de estrutura complexa com alto peso molecular, formadas por unidades de aminoácidos. Representa cerca de 50 a 80% do peso seco de uma célula, portanto é o composto orgânico mais abundante da matéria viva. •01 grama de proteína fornece 4,1 Kcal. •Nutriente mais nobre, é vital para o crescimento, manutenção e reprodução dos seres vivos. Proteus primeiro. •Nutriente “relativamente” caro. Ciências aplicadas / Química dos alimentos A unidade básica das proteínas: Os aminoácidos •Os aminoácidos são constituídos de um grupamento amina (-NH2), um grupamento ácido (-COOH), um átomo de hidrogênio (-H) e um radical (-R), todos ligados a um carbono. •Os aminoácidos se ligam entre si para formar as proteínas por ligações peptídicas. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Ligação peptídica •É a união de dois aminoácidos entre o grupamento caboxílico (-COOH) de um e o grupamento amino (-NH2) do outro, para formar uma cadeia polipeptídica, havendo a perda de uma molécula de água. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Aminoácidos: classificação •Aminoácidos essenciais ou indispensáveis: São aqueles que não são sintetizados pelo homem. Portanto, devem ser ingeridos através dos alimentos (dieta). •Aminoácidos não essenciais ou dispensáveis: São aqueles que o homem sintetiza a partir dos alimentos ingeridos. Portanto, sua falta na dieta não causa nenhum dano. •Na natureza existem cerca de 200 aminoácidos, mas só 21 são metabolizados pelo organismo humano. Desses, oito são essenciais e 13 são não essenciais. •Aminoácidos essenciais: leucina, isoleucina, valina, triptofano, metionina, fenilalanina, treonina, lisina e *histidina. •Aminoácidos não essenciais: alanina, arginina, ácido aspártico, asparagina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Aminoácidos em alimentos •Glicina: poder adoçante, utilizada em combinação com o aspartame para diminuir seu sabor residual, ação bactericida em produtos lácteos (queijo). •Ác. Glutâmico: Seu sal sódico, glutamato monossódico (MSG) se encontra naturalmente em vários alimentos, carnes, peixes, leite e vegetais (tomate, cogumelos, etc.). O MSG intensifica o aroma original dos alimentos, pois aumenta o estímulo gustativo. Ex: molhos, sopas desidratadas, etc. •Lisina: Suplementação de ração animal, já que os cereiais são pobres nesse aminoácido. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Ciências aplicadas / Química dos alimentos Estrutura das Proteínas •A forma das proteínas é um fator muito importante em sua atividade biológica, pois se ela é alterada, a proteína torna-se inativa. Esse processo de alteração da forma da proteína é denominado desnaturação. Essa alteração na estrutura da proteína pode ser reversível ou não (Renaturação). Desnaturação das proteínas Ciências aplicadas / Química dos alimentos •A desnaturação das proteínas ocorre principalmente devido a esses fatores: através agentes físicos, como calor (em altas temperaturas), pressões elevadas (de 1000 Kgf/cm2), radiações ultravioleta e agitação no meio. através de agentes químicos, como alterações no pH e altas concentrações de soluto. a proteína perde a sua ação biológica o que pode ser facilmente percebido aquecendo um ovo: antes do aquecimento ele é solúvel em água; após o aquecimento ele se torna insolúvel na água. Desnaturação das proteínas Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas Função estrutural: Participam da estrutura dos tecidos. Ex: 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). Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função enzimática: Toda enzima é uma proteína. As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas, como exemplo as lipases, enzimas que transformam os lipídios em sua unidade constituinte, como os ácidos graxos e glicerol. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas Função hormonal: Muitos hormônios de nosso organismo são de natureza protéica. Resumidamente, podemos caracterizar os hormônios como substâncias elaboradas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. É o caso da insulina, hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue). Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas 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, denominadas anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno, de maneira a neutralizar seu efeito. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas Função nutritiva: As proteínas servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Nos ovos de muitos animais (como os das aves) o vitelo, material que se presta à nutrição do embrião, é particularmente rico em proteínas. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas Função de transporte: Pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. Alimentos fontes de proteínas: As principais fontes de proteínas são as carnes (aves, de peixe e bovina), os ovos, os laticínios (leites, queijos e iogurtes) e as leguminosas (feijão, soja, lentilha). Como cada alimento possui alguns tipos de aminoácidos e não outros, a necessidade de uma alimentação diversificada é essencial. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Função das Proteínas Exemplos: creme de leite, molhos para salada, maionese, manteiga, margarina, sorvetes Propriedades funcionais das proteínas Propriedades funcionais: Funções que uma classe de compostos, no caso as proteínas, possa desempenhar numa determinada aplicação tecnológica. Emulsificantes Espessantes Espumantes Geleificantes Estruturantes Nutrificantes Ciências aplicadas / Química dos alimentos As propriedades funcionais referem-se a: Qualquer propriedade química, físico-química ou física. As interações entre composição, estrutura e conformação. A interação com outros componentes do alimento como lipídeos, carboidratos e sais minerais. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Propriedades funcionais das proteínas As propriedades funcionais classificam-se em: Hidrofílicas: Afinidade com a água; Interfásicas: Capacidade das moléculas de proteínas se unirem formando uma película entre duas fases imiscíveis; Intermoleculares: Capacidade de formarem ligações entre si ou com outros componentes dos alimentos; Reológicas: Dependem de características físicas e químicas Sensoriais: Manifestam-se através dos órgãos dos sentidos, referindo-se a textura,cor, sabor e aroma. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Propriedades funcionais das proteínas • Intermoleculares: interações proteína ↔ proteína ou proteína↔ outros componentes – Precipitação – diminuição da solubilidade Coagulação Aplicações: produção de coalhada, iogurte, queijos Propriedades funcionais das proteínas • Propriedades Interfásicas – proteínas são anfielicas(anfipáticas), porque contem regiões hidroelicas e regiões hidrofóbicas – Estabilização de espumas e emulsões Propriedades funcionais das proteínas Espumas • Fase aquosa separada de uma fase gasosa (ar) Ex: sorvetes, claras em neve (bolos, suflês, merengues, mousses, marshmallows) • Fase aquosa separada de uma fase gasosa (ar) • Fase aquosa separada de uma fase gasosa (ar) Ex: sorvetes, claras em neve (bolos, suflês, merengues, mousses, marshmallows) Exemplos: creme de leite, molhos para salada, maionese, manteiga, margarina, sorvetes Emulsões Proteínas do trigo •Proteínas não formadoras de glúten: 15% das proteínas totais. •Proteínas formadoras de glúten: 85% das proteínas totais. O que é o glúten? É uma rede protéica tridimensional que se forma quando as proteínas insolúveis da farinha de trigo absorvem de água e quando ocorre o amassamento (mecânico ou manual) gerando calor na massa. O glútem forma a estrutura das massas levedadas(fermentadas), pois retém o gás produzido na fermentação. Observação: GLÚTEN DOENÇA CELÍACA Ciências aplicadas / Química dos alimentos Como se forma o glúten? •A formação de ligações –S – S- inter e intramoleculares é explicado pela incorporação de ar à massa durante o processo de mistura. O oxigênio oxida grupos –SH- que estejam próximos para formar as ligações dissulfitos, também conhecidas como pontes dissulfeto. •A gliadina, que faz as ligações intramoleculares, é responsável pela extensibilidade da massa, e a glutenina, que faz as ligações intra e intermoleculares, é responsável pela elasticidade/tenacidade, e o resultado dessas duas forças é a força geral do glúten. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Reação de oxidação Ciências aplicadas / Química dos alimentos Glúten Solúvel em etanol Solúvel em ácido Ciências aplicadas / Química dos alimentos Elasticidade: É a propriedade que tem o glúten de, quando submetido a um esforço de tensão, resistir ao esticamento e tentar voltar ao seu estado original. (Glutenina) Extensibidade: É a propriedade que tem o glúten de, quando submetido a um esforço de tensão, não oferecer resistência e se esticar, sem se romper, até um determinado comprimento. (Gliadina) Na farinha para panificação, o ideal é que haja um equilíbrio entre essas propriedades. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Propriedades do glúten (viscoelásticas) Comportamento do Glúten Forte / Equilibrado Fraco / Extensível Forte / Tenaz Ciências aplicadas / Química dos alimentos Proteínas do ovo •Além do valor nutritivo o ovo possui propriedades funcionais que são essenciais para a fabricação de inúmeros alimentos, inclusive os produtos de confeitaria. AS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS OVOS SÃO: Capacidade aromática e de coloração: ovo inteiro e particularmente a gema; Coagulação e geleificação: proteínas da clara (ovalbumina e conalbumina) e da gema (lipoproteínas: lipovitelina e lipovitelenina); Ciências aplicadas / Química dos alimentos AS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS OVOS SÃO: Propriedade emulsificante: proteínas da gema (lipoproteínas: lipovitelina e lipovitelenina); Capacidade de formação de espuma: proteínas da clara (ovomucina, globulinas e ovalbumina); Propriedades anti-cristalizantes: proteínas da clara (ovomucina, globulinas e ovalbumina); Capacidade de aglutinação: ovo inteiro. Proteínas do ovo Ciências aplicadas / Química dos alimentos Cite os produtos de confeitaria onde se observa as propriedades funcionais do ovo, durante o processo de fabricação. Capacidade aromática e de coloração: Coagulação e geleificação: Propriedade emulsificante: Capacidade de formação de espuma: Propriedades anti-cristalizantes: Capacidade de aglutinação: Ciências aplicadas / Química dos alimentos Gelatina •Origem da palavra: do latim, gelatus, que significa rígido, firme. •A gelatina é obtida através da hidrólise parcial do colágeno, que é o principal constituinte de peles de animais, ossos, tendões e tecido conectivo. •Solubilidade: É relativamente insolúvel em água fria, porém hidrata-se em água quente. Quando se adiciona água fria os grânulos intumescem, absorvendo 5 a 10 vezes seu peso em água. Ao se aumentar a temperatura, entre 30 a 35°C, as partículas intumescidas se dissolvem, formando uma solução que geleifica quando resfriada. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Aplicações na gastronomia •Em sobremesas recheios e coberturas •Promove a aeração e a geleificação em cremes, mousses e sorvetes, além de ter alta sinergia com os ingredientes comumente utilizados nestas aplicações; •Promove aeração em cremes tipo chantilly, mantendo a estabilidade da gordura devido ao seu poder emulsificante.; •Utilizadas em produtos diet e light, pois substituem gorduras e carboidratos e conferem características aceitáveis de qualidade a tais produtos. •Utilizadas em galantines, balotines e terrines. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Em gomas de gelatina, marshmallow, maria-mole e torrone. •Tais produtos são produzidos basicamente com calda de açúcar e gelatina, adicionados ou não de gordura e outros ingredientes para proporcionar variabilidade aos mesmos. •Podem ser transparentes ou opacos, com textura mastigável ou aerado, sendo a gelatina responsável pela estrutura, textura, transparência e brilho, além de atuar como emulsificante. Em drageados e pastilhas, a gelatina funciona como um excelente aglutinante. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Reação de Maillard •Ocorre entre os açúcares redutores e, principalmente, aminoácidos livres e peptídeos quando aquecidos. Os alimentos adquirem coloração adequada em temperaturas inferiores às praticadas na caramelização dos açúcares. Compreende uma série de reações químicas complexas que ao final originam compostos escuros denominados melanoidinas. Essa reação é também denominada de escurecimento não enzimático. Ciências aplicadas / Química dos alimentos Proteínas: generalidades�� A unidade básica das� proteínas: Os aminoácidos Ligação peptídica Aminoácidos: classificação Aminoácidos em alimentos Estrutura das Proteínas Desnaturação� das proteínas Desnaturação �das proteínas Função das Proteínas Número do slide 10 Número do slide 11 Número do slide 12 Número do slide 13 Número do slide 14 Número do slide 15 Propriedades funcionais � das proteínas Número do slide 17 Número do slide 18 Número do slide 19 Número do slide 20 Espumas Número do slide 22 Proteínas do trigo Como se forma o glúten? Número do slide 25 Glúten Número do slide 27 Comportamento� do Glúten Proteínas do ovo Proteínas do ovo Cite os produtos de confeitaria� onde se observa as propriedades funcionais do ovo,�durante o processo de fabricação. Gelatina Aplicações na gastronomia Em gomas de gelatina, �marshmallow, maria-mole e torrone.� Reação de Maillard�