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Centro Universitário Maurício de Nassau Curso de Nutrição Aula 6: Composição Centesimal dos alimentos – Proteínas e lipídeos Disciplina: Bromatologia Professora: MSc. Leilanne Márcia Nogueira Oliveira Fortaleza-Ce Set/2018 Proteínas Proteínas Radical Aminoácidos Classificar os aminoácidos Ligação peptídica Consiste da condensação do grupo –NH2 de um aminoácido com o grupo - COOH de outro aminoácido. Ligação peptídica Aminoácidos Peptídeos Oligopeptídeos Polipeptídeos Condensação de menor número de aa forma compostos de baixo peso molecular Composto formado por menos de 10 unidades de aa Composto formado por mais de 10 unidades de aa • Importante: nº de AAs, sequeência de Aas, nº de ligações peptídicas, estrutura dos resíduos dos Aas (conformação) e carga elétrica. Classificação: composição das proteínas Lipoproteínas Glicoproteínas Fosfoproteínas Metaloproteínas Hemeproteínas Insulina Grupo Prostético Simples Conjugadas Composição das proteínas - Conformação estrutural x biodisponibilidade x digestibilidade - Fatores antinutricionais (lectinas, solanina). - Origem vegetal são menos digeríveis que as de origem animal. Enzimas digestivasMais simples Aminoácidos Proteínas Aminoácidos limitantes: leguminosas (sulfurados: metionina e cisteína); cereias (lisina e treonina) Proteínas - Carne - Leite - Pescado - Ovos - Feijão - Soja - Raízes - Tubérculos - Amêndoas - Lentilha • Proteínas da carne • Miosina • Actina • Colágeno • Tripsina • Proteínas do leite – Caseína – Lactoalbumina – Lactoglobulina • Proteínas do ovo – Ovoalbuina – Canalbumina – Glicoproteína – Avidina – Lipovitelina – Fosfovitina – Livitina Proteínas em alimentos Proteínas nos alimentos • Em alimentos • Função nutricional; • Características organolépticas; • Textura (geleificação; emulsificantes); • Elasticidade (glúten); Proteínas nos alimentos x Processamento •EFEITO DO CALOR - DESNATURAÇÃO Não altera o teor de aminoácidos Melhora a digestibilidade •Influência negativa do calor -Complexação com carboidratos, lipídeos, fenóis, pigmentos. -Perda de lisina no leite pela ligação com um açúcar (lactose) - Reação de Maillard -Na presença de açúcares ou lipídeos oxidados – resistência à digestão Métodos de determinação do teor de proteínas Um elemento: N Grupos: Aas e ligações peptídicas Análises Elementares – Análise de N • É a determinação mais utilizada; • Consiste em quantificar a concentração de nitrogênio total da amostra; • Utiliza um fato de conversão: nitrogênio → proteína • A porcentagem de nitrogênio é quase constante, em torno de 16% → fator 6,25. Análises Elementares – Análise de N • Método de Kjeldahl • Desenvolveu em 1883 o processo básico para determinação de nitrogênio orgânico total. Os passos incluem: ✓Digestão: H2SO4 (conc.) a 350-400ºC + catalisador ✓Neutralização e Destilação ✓Titulação ✓Conversão do teor de N total para teor de proteína MÉTODO DE KJELDAHL (1885) - Método oficial (AOAC, IAL, ANVISA, MAPA...) - Determinação do teor de nitrogênio total (protéico e não proteíco). - Fundamento: O Nitrogênio presente na amostra é transformado em amônia (NH4) + . Digestão com H2SO4 até que C e H sejam oxidados. A amônia é posteriormente separada por destilação e quantificada por titulação do destilado. Porém a maioria dos alimentos, o N não- proteico representa muito pouco no total - Princípio: conversão de todo o nitrogênio do alimento em amônia. - Procedimento: (1) Digestão: PTNs + H2SO4 + calor + catalisadores ➔ (NH4)2SO4 (2) Neutralização e destilação: (NH4)2SO4 + 2NaOH ➔ 2NH3 NH3 + H3BO3 ➔ (NH4)3BO3 (3) Titulação: (NH4)3BO3 + HCl➔ H3BO3 Cálculos: (1) %N = (100 x mL de HCL x N HCl x 0,014)/Peso da amostra (g) (2) % PTNs = % N x 6,25 MÉTODO DE KJELDAHL (1885) Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 1. DIGESTÃO Matéria orgânica + H2SO4 + catalisadores → (NH4)2SO4 + SO2 + CO2 + H2O Catalisadores: sulfato de cobre, selênio, sulfato de potássio. Aquecimento (400°C) Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 1. DIGESTÃO ✓H2SO4 – ácido sulfúrico; ✓K2SO4 – sulfeto de potássio; ✓(NH4)2SO4 – sulfato de amônia Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 2. DESTILAÇÃO ✓ (NH4)2SO4 – sulfato de amônia ✓NaOH – Hidróxido de sódio ✓NH3 – Amônia ✓H3BO3 – Ácido bórico Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 2. DESTILAÇÃO Destilador de Kjeldahl Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 3. TITULAÇÃO ✓NH4H2BO3 – Borato de amônia ✓HCl – Ácido clorídrico ✓H3BO3 – Ácido bórico ✓NH4Cl – Cloreto de Amônio Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 3. TITULAÇÃO Etapas da determinação do teor de proteínas - Kjeldahl 3. CÁLCULOS Prot (%) = (Va-Vb) x f x 100 x 0,0014 x 6,25 Pa Va = volume de ácido Vb= volume do branco fa = fator do HCl 0,1 N 0,0014 = miliequivalente grama do nitrogênio Pa = peso da amostra 6,25 = fator de conversão geral do nitrogênio em proteína FATOR DE CONVERSÃO NITROGÊNIO (N) PARA PROTEINA - A razão entre o nitrogênio medido e a proteína estimada depende do tipo de amostra e de outros fatores. - Considerando que para a maioria das proteínas temos aproximadamente 16% de nitrogênio (N) para cada 100g de proteínas temos 16g de N. Portanto através da regra de três podemos determinar o fator de conversão (para cada grama de N): 16g N 100g proteína 1 g N x = fator Neste caso, x = 6,25 g (fator de conversão para a maioria das proteínas). Teor de proteínas e % de nitrogênio protéico de alguns alimentos Alimento Proteína (%) Nitrogênio protéico (%) Fator para conversão (%) Maçã com casca 0,2 Alface 1,0 Batata 2,1 Leite integral 3,3 15,7 6,38 Arroz 7,1 19,34 5,17 Ovo 12,5 16 6,25 Farinha de trigo 13,7 18,76 5,33 Frango 23,1 16 6,25 Queijo Cheddar 36,2 15,7 6,38 Soja 36,5 18,12 5,52 MÉTODO DE KJELDAHL (1885) →Vantagens • Aplicável a todos os tipos de alimentos; • Relativamente simples; • Baixo custo; • Preciso; • Possibilidade de ser modificado para análise de microgramas de proteínas (micro Kjeldahl) MÉTODO DE KJELDAHL (1885) →Desvantagens • Mede o nitrogênio total. Não apenas o nitrogênio das proteínas; • Demorado; • Utiliza reagentes corrosivos; • Utiliza equipamentos que requerem cuidados especiais; E quais seriam essas possíveis fontes de N na amostra? • Outras fontes de N na amostra ✓Aminoácidos livres; ✓Pequenos peptídeos; ✓Ácido nucleicos; ✓Pigmentos; ✓Algumas Vitaminas; ✓Ureia; Vitamina B12 MÉTODO DE KJELDAHL (1885) Exercícios • Qual o percentual de proteína, sabendo que 1g de amostra foi processada pelo método de Kjeldahl e resultou em um volume gasto de HCl (fator = 1,021) de 19 ml e fator a ser considerado é 6,38? • 17,3% Prot (%) = (Va-Vb) x f x 100 x 0,0014 x 6,25 Pa Exercícios • Qual o percentual de proteína, sabendo que 3,05g de amostra foi processada pelo método de Kjeldahl e resultou em um volume gasto de HCl (fator = 1,010) de 20 ml e fator a ser considerado é 6,25? Prot (%) = (Va-Vb) x f x 100 x 0,0014 x 6,25 Pa 5,79% Lipídeos Lipídeos Éter etílico, éter de petróleo, acetona, hexano, clorofórmio, benzeno e alcoóis; Funções dos lipídeos Lipídeos nos alimentos Alimento % Lipídio Manteiga e margarina 81% Molhos de salada 40-70% Leite fresco 3,7% Leite em pó 27,5% Sorvetes 12% Cereais 3-5% Ovos 12% Chocolate 35% Frutas 0,1-1% Abacate 26%Carne 16-25% Fonte: CECCHI, 2003 • Lipídeos simples; • Lipídeos compostos; • Lipídeos derivados. Lipídeos - Classificação Lipídeos simples • Compostos formados a partir da esterificação de ácidos graxos e álcoois (glicerol). • Oléos, gorduras e ceras. Ácidos graxos Ácidos graxos Os ácidos graxos diferem basicamente um do outro pelo comprimento da cadeia hidrocarbonada e pelo número e posição das duplas ligações. Ácidos graxos Ácidos graxos Ômega Ômega Ácidos graxos Ácidos graxos • Do ponto de vista estrutural, os ácidos graxos saturados são lineares, enquanto os insaturados não o são, devido à existência da isomeria cis-trans nas ligações duplas. • No entanto, na natureza predominam (cerca de 90%) os isômeros cis. Gorduras Trans Triacilgliceróis • Os triacilgliceróis são os lipídeos mais comuns em alimentos, formados predominantemente por produtos de condensação entre o glicerol e os ácidos graxos. Reação de Esterificação • A formação de triacilgliceróis se dá através da reação de esterificação. Triacilgliceróis Exceção: óleo de coco → gordura saturada → líquido → AGCM Nível de saturação determina a consistência da gordura em temperatura ambiente. Quanto maior o grau de saturação, mais dura a gordura será. Diferença entre óleos e gorduras Predominância de ácidos graxos insaturados Predominância de ácidos graxos saturados Estado físico a temperatura ambiente 25 ºC LÍQUIDO SÓLIDO Grande maioria de origem vegetal Grande maioria de origem animal Lipídeos simples Lipídeos compostos • Contém além do grupo éster da união do ácido graxo e glicerol algumas substancias, tais como: - Fosfolipídios → ácido fosfórico ou nitrogenados - Cerebrosídeos (ou glicolipídeos) → Grupo nitrogenado e carboidrato - Esfingolipídios → composto nitrogenado e grupo fosforila (esfingomielina). • Substâncias produzidas por hidrólise dos lipídeos simples ou compostos. (vitaminas lipossolúveis, pigmentos...) CH3 CH3 CH H CH3 CH2 CH3 CH3 CHCH2 CH2 A B C D1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 CH3 CH3 CH H CH3 CH2 C CH2 O W A B C D1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 NHCH2COO - Na + OHW= W= (ácido cólico = ácido bile) (glicolato de sódio = sal de bile) Colesterol Lipídeos derivados Importância da análise de lipídeos nos alimentos • Rotulação nutricional (saturação, colesterol, calorias); • Padrões de identidade e qualidade; • Compreensão das propriedades funcionais do alimento. Determinações dos lipídeos • Determinar a fração lipídica. •Determinar o perfil lipídico (perfil de ácidos graxos, vitaminas lipossolúveis (vit E), % de AGS; % AGI; % AGMI; % AGPI); • Determinar o “estado” do lipídeo (grau de deterioração); • Baseiam-se na extração da fração lipídica por meio de solventes orgânicos . • Após a extração e remoção do solvente, determina-se gravimetricamente a quantidade de lipídeos presente. •O resíduo obtido não é unicamente → triglicerídios, mas por todos os compostos (nas condições); •São fosfatídeos, esteróis, vitaminas A e D, carotenóides, óleos essenciais, etc. (↓Quantidade) •Interferentes: alta proporção de proteínas e a presença de carboidratos (lipídeos ligados – hidrólise ácida ou alcalina – leite, pão, açucarados...) Métodos de determinação de lipídeos Métodos de determinação de lipídeos Métodos Extração com solvente a quente Soxhlet Extração com solvente a frio Bligh-Dyer Hidrólise Ácida (Gerber) Alcalina Etapas: Extração do lipídeo do alimento com solvente; Eliminação do solvente por evaporação; Quantificação do lipídeo por pesagem. Características: Escolha do solvente depende dos componentes lipídicos. A extração é mais eficiente após secagem da amostra – maior penetração do solvente. Extração com solvente a quente Preparo da amostra: Evitar oxidação Produtos ricos em proteínas e carboidratos devem ser submetidos a hidrólise ácida antes da extração. É necessário controlar o tempo/temperatura de exposição da amostra; Solventes utilizados: éter etílico, éter de petróleo e hexano. Pode-se utilizar misturas de solventes. Extração com solvente a quente Equipamentos: • Soxhlet - Utiliza refluxo do solvente - Extração intermitente - Utilizado para amostras sólidas (limitação) * Vantagem - amostra não fica em contato com o solvente muito quente, evitando assim a decomposição da gordura da amostra. Extração com solvente a quente 1. Peso do balão 2. Pesa a amostra em um cartucho (papel de filtro) 3. Solvente no equipamento (refluxo – 4 a 6h) 4. Recupera o solvente + evaporação em estufa 5. Pesa o balão + gordura Extração com solvente a quente - Soxhlet ✓Sistema 1 e 2 – Balão de fundo redondo com o solvente; ✓Sistema 3, 4, 6 e 7 – sistema de gotejamento e recuperação do solvente; ✓Sistema 5 – cartucho com a amostra; ✓Sistema 8, 9, 10 e 11 – condensador com circulação de água para resfriamento do solvente; Eficiência da extração Natureza do material a ser extraído; Tamanho das partículas; Umidade da amostra; Velocidade do refluxo; Quantidade relativa da amostra e solvente; Natureza do solvente. Extração com solvente a quente Existem extratores hoje em que a amostra seca é imersa diretamente no éter em ebulição, sendo a extração mais rápida. Extração com mistura de solventes a frio: Método BLIGH- DYER • Três solventes: clorofórmio-metanol-água. 1. Amostra é homogeneizada com uma mistura de clorofórmio e metanol, em proporção que forma só uma fase com amostra. 2. Mais adição de clorofórmio e água de maneira a formar duas fases distintas: uma de clorofórmio, contendo os lipídeos, e outra de metanol e água, contendo as substâncias não lipídicas. 3. Obtido um extrato lipídico purificado, quando a camada clorofórmica é isolada. 4. Após evaporação do clorofórmio, obtemos a quantidade de gordura por pesagem. Vantagens: Extrai todas as classes de lipídios, inclusive os polares. Extração sem aquecimento: pode ser utilizado para avaliar o grau de deterioração de um óleo ou gordura, teor de carotenóides, vitaminas e composição de ácidos graxos em geral. Pode ser utilizado também em produtos com altos teores de umidade. Não necessita de equipamento específico. Extração com mistura de solventes a frio: Método BLIGH-DYER Extração por hidrólise ácida: Processo de Gerber Utilizado para leites e derivados; A gordura está presente na forma de emulsão de óleo em água, encapsulada por proteína; Tratamento da amostra com ácido sulfúrico + álcool isoamílico: facilita a separação da gordura e reduz o efeito da carbonização; Após digestão da amostra – centrifugada – butirômetro; Leitura direta no butirômetro. Existem vários tipos para cada alimentos. Extração por hidrólise ácida: Processo de Gerber Extração por hidrólise ácida: Processo de Gerber “Do mesmo modo que o campo, por mais fértil que seja, sem cultivo não pode dar frutos, assim é o espírito sem estudo.” Cícero Referências CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análises de alimentos. 2º Ed., Campinas, SP: Editora UNICAMP, 2003. RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Química de Alimentos. 2 ed. revista. São Paulo: Editora Blucher, 2007, 185p. • Na determinação de lipídeos em chocolate pelo método Soxhlet foi pesadauma amostra de 10,00 g e em seguida colocada em cartucho de celulose em balança e posteriormente coberto com algodão desengordurado. O cartucho, então, foi colocado num extrator, que ligado a um balão de coleta previamente pesado (112,00 g), com éter de petróleo e junto com um condensador, forma o aparelho de Soxhlet. O sistema de aquecimento foi ligado e por refluxo intermitente, a gordura foi retirada e misturada com o solvente no balão de coleta. O balão sofreu um processo de evaporação para eliminar o solvente e, posteriormente, colocado em estufa a 105ºC para eliminar por completo qualquer traço de solvente que possa interferir na quantificação. O balão foi resfriado em dessecador e pesado com a gordura (115,00 g). Podemos informar que o teor de lipídeos na amostra vale: 30% Profª.: Leilanne Márcia Nogueira Oliveira Dúvidas: leilannemarcia@hotmail.com
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