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INSTITUTO FEDERAL DO AMAPÁ CURSO LICENCIATURA EM QUÍMICA ROOSENILSON DIAS MUNIZ RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA COLA DE CASEÍNA MACAPÁ-AP 2020 INSTITUTO FEDERAL DO AMAPÁ CURSO LICENCIATURA EM QUÍMICA ROOSENILSON DIAS MUNIZ RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA COLA DE CASEÍNA Trabalho apresentado na disciplina de Bioquímica Experimental do 8º semestre do curso de Licenciatura em Química do Instituto Federal do Amapá - Campus Macapá, como requisito final para avaliação, sob orientação da professora Esp.. Natália Eduarda da Silva. MACAPÁ-AP 2020 Sumário Resumo 1 1 INTRODUÇÃO 2 1.1 Objetivo Geral 2 1.2 22 2 Material e métodos 2 3 Resultados e discussão 3 4 Conclusão 5 5 Referências Bibliográficas 5 RESUMO RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: COLA DE CASEÍNA COMPONENTE: ROOSENILSON DIAS MUNIZ Palavras-chave: caseína, proteína, leite, materiais, alternativos. Na prática experimental realizada foi produzido uma cola através da caseína, uma proteína extraída do leite da vaca, extraída de leite comercial integral UHT. A caseína, proteína fosfoproteica, principal proteína do leite e de maior concentração correspondendo a 80% do total de nutrientes. A prática foi realizada utilizando soluções ácidas e básica para provocar a separação da proteína e posterior precipitação para em seguida ser realizado a separação dos componentes através de filtração simples. Devido ao período pandêmico que o país se encontra o procedimento foi realizado em casa com a utilização de materiais alternativos. 2 1 INTRODUÇÃO A caseína é uma proteína fosfproteica composta por aminoácidos essenciais (aqueles que o organismo não consegue produzir) que compõe cerca de 80% dos nutrientes do leite da vaca, muito utilizada na indústria alimentícia na produção de derivados do leite. Além do seu uso em gêneros alimentícios utiliza-se bastante na produção de galalite (um tipo de plástico), colas, materiais adesivos e papel couche, no processo de clarificação do vinho, na fabricação de alimentos e produtos farmacêuticos e na fixação de corantes brancos. A caseína não sofre desnaturação (processo no qual moléculas biológicas perdem suas funções, devido a alguma mudança no meio, seja em altas temperaturas, variações de PH, entre outras) com a variação de temperatura, porém sofre alterações em sua estrutura espacial quando exposta a meios ácidos causando o rompimento das interações responsáveis pela sua configuração original e, por se apresentar na forma de um sal de cálcio apresenta uma boa solubilidade em água. A caseína, polímero natural, representa uma pequena, porém importante parcela dos polímeros naturais usados para a produção de adesivos à base de água. Quando a precipitação da caseína tem por objetivo a produção de alimentos, como o queijo por exemplo, são utilizados microrganismos que produzem ácido lático, a partir da lactose. Ao se provocar a redução do pH (utilizando ácido cítrico) do leite provoca-se a perca de cálcio na forma de fosfato de cálcio que é eliminado no soro. (Ferreira et al, 1997, p. 33 apud Sousa et al, 2017.). Esta redução de pH provoca a perda do cálcio, na forma de fosfato de cálcio, que é eliminado no soro. A adição de bicarbonato de sódio leva à formação do caseinato de sódio, que tem propriedades adesivas, além de eliminar resíduos do ácido. 1.1 Objetivo Geral Separar as proteínas do leite. 1.2 Objetivos Específicos Preparar uma cola natural utilizando como matéria prima a proteína do leite. Aplicar a cola de caseína verificando a sua usualidade. 2 MATERIAL E MÉTODOS Materiais utilizados na separação da caseína do leite (integral UHT) e produção da cola natural: 3 Tabela 1 – demonstrativo de materiais recomendados e materais alternativos utilizados no preparo da cola natural de caseína Equipamentos recomendados Equipamentos alternativos utilizados 2 béqueres de 200 mL 1 copo de condimento e 1 copo medida 1 Peneira 1 Crivo de plástico 1 Provetas de 50 mL 2 Seringas de 20 mL Pedaço de pano de cerca de 30 cm 30 cm Folha de papel toalha Bastão de vidro Colher de chá Funil de vidro Funil de plástico Filtro de papel Filtro para café reutilizável Espátula Faca de plástico Vidro de relógio Pires de vidro Fonte: acadêmico pesquisador/2020. Os reagentes utilizados foram: 1 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3), 125 mL de leite integral UHT, suco de 1 limão (cerca de 20 mL) No processo de coleta da caseína do leite utilizou-se o suco de 1 limão (ácido cítrico), aproximadamente 20 mL, e adicionou-se num copo medida com 125 mL de leite, em temperatura ambiente, mantendo sob agitação com o uso da espátula por 3 minutos até que fosse observado a presença de pontos sólidos nas paredes do recipiente. Após esse procedimento realizou-se um processo de filtração simples para separar a caseína do soro do leite, processo realizado em pequenas quantidades e sempre retirando a caseína coletada no papel filtro e depositando-a num vidro de relógio. Para auxiliar na retirada da umidade da caseína colocou-se o filtrado em cima de papel toalha para que assim fosse absorvido a umidade. Após o papel toalha ter retirado a umidade colocou-se a caseína em um béquer (copo de condimentos – limpo e seco) e foram adicionados cerca de 1 grama de bicarbonato de sódio e misturando-se bem as duas substâncias até que foi obtido uma mistura homogênea, acrescentando-se em seguida cerca de 15 mL de água e agitando até que a massa fosse toda diluída. Após esse processo foram realizados testes de colagem com o produto obtido em pequenos pedaços de madeira e papel. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Ao se adicionar o suco de limão no leite provoca-se uma redução no pH da solução induzindo ao fostato de cálcio ser eliminado no soro estimulando assim a coagulação do leite e sendo visualizado a formação de pequenos sólidos na parede do recipiente que continha a solução. 4 Ao se adicionar o ácido cítrico ao leite e após separação por filtração simples e obtenção da caseína adicionou-se bicarbonato de sódio (NaHCO3) obtendo-se a formação de caseínato de sódio – além de gás carbônico e água, eliminando assim, a acidez (do limão) e adquirindo propriedades adesivas, representa-se tal reação balanceada da seguinte maneira: C6H8O7 + 3NaHCO3 → 3CO2 + 3H2O + Na3C6H5O7 O teste da cola natural obtida foi realizado em triplicata com pedaços de madeira e papel e obteve-se o resultado expresso na tabela abaixo. Tabela 2 – demonstrativo do teste de colagem da cola natural de caseína Materiais testados Resultado Teste 1 Teste 2 Teste 3 Madeira com madeira 1 1 1 Madeira com papel 2 2 2 Papel com papel 3 3 3 Legenda: 1 – não satisfatório; 2 – pouco satisfatório; 3 – muito satisfatório. Fonte: acadêmico pesquisador/2020. Do teste de colagem pode-se inferir que a cola de caseína apresentou resultados com maior significância quando utilizados materiais como papel, resultados pouco satisfatórios entre a madeira e o papel e não houve uma colagem satisfatória entre madeira e madeira. O tempo de exposição dos materiais foi de 15 minutos e todos foram submetidos ao mesmo tempo e a mesma temperatura de secagem – temperatura ambiente. A cola de caseína obtida do experimento, foi extraída do leite INTEGRAL UHT, que se mostrou ser não indicado para o sucesso da experiência em, visto o seu alto teor de gordura totais e saturadas – 8,0 g por cada 200 mL do produto – o que, no experimento em questão trata-se de 5 g de gordura equivalendo a 62,5% da amostra utilizada. Figura 1 - Rótulo da embalagem de leite utilizada - Fonte: arquivo pessoal 5 Durante a filtração observou-se que se trata de um processo lento e que a sua realização se utilizandopequenas quantidades da solução se mostrou mais eficiente do que utilizando o quantitativo total de solução. Recomenda-se, quando experimento realizado em laboratório, a filtração a vácuo por ser mais rápida e extrair uma maior quantidade de umidade da caseína precipitada. Durante o processo de obtenção da cola de caseína surgiram alguns questionamentos que puderam ser dirimidos com a observação do processo, como por exemplo qual a função do bicarbonato de sódio no experimento? Tal resposta pode ser dada quando se observou a reação de neutralização do ácido cítrico, indicando que o bicarbonato tem como principal função a neutralização do ácido e a formação de caseínato de sódio, substância que apresenta propriedades adesivas. Outro questionamento foi sobre a quantidade do volume de caseína obtido, visto que o teor de caseína no leite é de apenas 3%. A solução para este questionamento foi encontrada ao observar o artigo intitulado Estrutura e estabilidade das micelas de caseína do leite bovino onde descrevem que “o aumento de Ca2+ no leite diminui consideravelmente a capacidade da caseína em manter sua estrutura física, causando uma desestruturação micelar e consequente aumento da hidrofobicidade, o que determina maior agregação das micelas” (Philippe et al., 2003, apud BRASIL et al., 2017, p. 71-80). E por questionamento final a intenção era saber qual a quantidade de leite necessária para se produzir 500 kg de caseína. Os cálculos (demonstrados a seguir) sobre a solução desde questionamento mostram que seriam necessários 16.666,7 litros de leite. 3𝑔𝑐𝑎𝑠𝑒í𝑛𝑎 100𝑔𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 500.000𝑔𝑐𝑎𝑠𝑒í𝑛𝑎 𝑋𝑔𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 => 𝑋 = 16.666.666.7 𝑔 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 1𝐿𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 1000𝑔𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑋𝐿𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 16.666.666,7𝑔𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 => 𝑋 = 16.666,7 𝐿 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 4 CONCLUSÃO Após o término do experimento e análise dos resultados obtidos pode-se deduzir que a cola natural de caseína se apresenta como um produto natural eficiente quando os materiais envolvidos na colagem forem papéis e um produto de fácil obtenção, até mesmo com materiais alternativos e caseiros. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL, Rafaella Belchior; NICOLAU, Edmar Soares; CABRAL, Jakeline Fernandes; SILVA, Marco Antônio Pereira da. Estrutura e estabilidade das micelas de caseína do leite bovino. Ciência Animal. Vol. 25. p. 71-80. 2015. Disponível em: < 6 http://www.uece.br/cienciaanimal/dmdocuments/artigo06_2015_2.pdf>. Acesso em : 25 set. 2020. COSTA, Yanna Dias. Desnaturação. InfoEscola. Santa Catarina. Disponível em: <https://www.infoescola.com/bioquimica/desnaturacao/>. Acesso em: 25 set. 2020. FERREIRA, Luiz Henrique; RODRIGUES, Ana Maria G. Dias; HARTWIG, Dácio R; DERISSO, Cesar Roberto. Qualidade do leite e cola de caseína. Química Nova na Escola. Experiências Lácteas. São Paulo. n. 6. p. 32 e 33. nov 1997. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc06/exper2.pdf>. Acesso em: 25 set. 2020. FIRMINO, Carlina. Caseína: suplemento proteico favorece ganho muscular; veja quando tomar. Viva Bem. São Paulo. mar 2020. Seção Guia do Suplemento. Disponível em: <https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/redacao/2020/03/11/caseina-o-que-e-para- que-serve-quando-e-como-tomar-o-suplemento.htm>. Acesso em: 25 set. 2020. SOUSA, C.S.; SILVA, C.P.; NASCIMENTO, R.C. Produção de cola ecológica a partir da caseína do leite: uma experiência com alunos da rede pública do município de Marabá- Pa. 15º SIMPEQUI. Manaus-Am. 2017. Disponível em: <http://www.abq.org.br/simpequi/2017/trabalhos/90/10758-22513.html>. Acesso em: 25 set. 2020.
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