Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Universidade Estadual do amazonas – UEA Nucleo de Ensino Superior de Manicoré - NESMNR Tecnologia em Produção Pesqueira APOSTILA BIOQUÍMICA DO PESCADO Professora:Vivianne da Silva Fonseca, Dra. Manicoré, AM. 2021 Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. INTRODUÇÃO. O pescado é de grande importância para as populações amazônicas, principalmente para os caboclos ribeirinhos. E essa importância vai além do destaque como maior fonte protéica. A atividade de pesca extrativa é uma das maiores geradoras de emprego e renda e a criação de peixes e outros animais aquáticos tem crescido muito nos últimos anos, como alternativa para o fornecimento de pescado nos grandes centros urbanos da região como Manaus-AM e Belém-PA. O conhecimento dos processos bioquímicos desse rico alimento é de grande valia para se determinar melhores formas de aproveitamento, aumento do tempo de armazenamento e da conservação da qualidade dos subprodutos da pesca. Possibilita, ainda, novas formas de consumo para as espécies tradicionalmente apreciadas e para aquelas subexplotadas, como os pequenos bagres da região. O objetivo da bioquímica é o de entender o metabolismo dos peixes a partir do momento em que se constituem pescado, ou seja, viram alimento ou matéria-prima para subprodutos, a fim de possibilitar o uso sustentável do recurso minimizando ou eliminando desperdícios. ÁGUA. é o principal componente do pescado, chegando a constituir até 80% da porção comestível. Em geral, existe uma relação inversa entre os conteúdos de água e gordura e sua soma gira em torno de 80%. A água pode estar presente no músculo de duas formas: água livre e água de constituição. A água livre é a que não está ligada a nenhuma estrutura molecular dentro da célula. Ela está distribuída na estrutura de rede do músculo fibrilar e do tecido conectivo. A água de constituição é a que está fortemente ligada a proteínas e carboidratos, com grande importância bioquímica, e.g. transporte de íons para dentro das células. PROTEÍNAS: Composição, Estrutura, Classificação e Função. São as moléculas mais abundantes e funcionalmente diversas nos sistemas biológicos. Praticamente todos os processos vitais dependem dessa classe de moléculas. Em suma, as proteínas apresentam uma incrível diversidade de funções, embora todas compartilhem a característica estrutural comum de serem polímeros lineares de aminoácidos. 1. Composição das proteínas A proteína é uma macromolécula formada por pequenas moléculas de aminoácido, ela é formada por no mínimo dois a três aminoácidos. Os aminoácidos são as unidades de uma proteína. Esses têm em resumo, moléculas de carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio. Como o nome já Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. diz, os aminoácidos possuem dois grupos em sua estrutura química: o grupo amina (NH2) e o grupo ácido (COOH). Cada aminoácido compõe-se por um carbono (alfa) no qual se ligam um ácido carboxílico (COOH), uma amina (NH2) e um radical R. É a variação do radical que os diferencia entre si (é a identidade do aminoácido) (Figura 01). Figura 01. Durante a formação da proteína, os aminoácidos unem-se entre si por meio de ligações peptídicas. Elas ocorrem entre o agrupamento carboxila de um aminoácido com a amina do outro. Dessa ligação há a liberação de uma molécula de água. A proteína pode também reagir com a água e, por hidrólise, obtém-se novamente os dois aminoácidos (Figura 02) Figura 02. Classificação dos aminoácidos As proteínas podem ser de origem vegetal ou animal. No caso das primeiras, elas são consideradas incompletas por serem pobres em variedade de aminoácidos essenciais (aqueles que o corpo não é capaz de produzir). Já a proteína de origem animal, é considerada completa por conter todos os aminoácidos essenciais. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Aminoácidos essenciais e não essenciais À primeira vista, poderíamos imaginar a existência de um número muito grande de aminoácidos. Na prática, a hidrólise das proteínas (fonte de aminoácidos) só produz cerca de 20 aminoácidos. Destes apenas oito não são sintetizados nos mamíferos e, portanto, eles são necessários na dieta alimentar. Eles são chamados aminoácidos essenciais ou indispensáveis. Estes aminoácidos são: triptofano, lisina, fenilalanina, leucina, isoleucina, valina, treonina e metionina. Os demais aminoácidos são sintetizados pelos animais e em consequência não são obrigatórios a sua presença nos alimentos. São denominados de aminoácidos não essenciais. 2. Estrutura das proteínas São quatro as etapas estruturais que podem incorrer em uma proteína: • Primária: corresponde a sequencia linear dos aminoácidos com ligações peptídicas. • Secundária: é a primeira forma espacial, os aminoácidos começam a formar pontes de hidrogênio e a proteína apresenta a forma helicoidal. • Terciária: é a segunda forma espacial, as forças responsáveis por essas conformação são as pontes de hidrogênio e pontes de bissulfeto e a proteína apresenta a forma globosa. É a estrutura funcional da proteína. Geralmente, é nessa conformação que a proteína apresenta sua função. • Quaternária: ocorre com as proteínas compostas, de grande porte com varias cadeias polipeptídicas enoveladas (hemoglobina) (Figura 03). Figura 03. 3. Classificação das proteínas As proteínas são divididas em dois grupos de acordo com o peso molecular das mesmas. Temos as Proteínas simples e os Peptídeos. As proteínas simples são proteínas no seu estado natural; ou seja, de animais e vegetais. Os peptídeos são produtos de hidrólise já avançadas das proteínas, apresentam menor peso molecular e podem ser classificados em: - Proteínas simples ou Holoproteínas: São aqueles que por hidrólise só produzem aminoácidos. Os holoproteínas podem ser classificados em diversos grupos conforme a solubilidade, peso molecular, coagulação por calor, etc. Os principais grupos são: Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. I) Albumina - na clara do ovo II) Globulina - Seroglobulina do sangue III) Histonas - no pâncreas , no rim IV) Protamina - esperma do salmão, arenque V) Prolamina e glutelinas - nos cereais - Proteínas complexas ou Heteroproteínas: proteínas que por hidrólise produzem aminoácidos e outras substâncias, apresentam a cadeia de aminoácidos ligada a um radical diferente o grupo prostético. Dependendo do grupo prostético, as essas proteínas podem se classificadas em: • Lipoproteína: o grupo é um lipídio. • Glicoproteínas: o grupo é um glicídio. • Cromoproteínas: o grupo é um pigmento. Exemplos: clorofila (vegetais verdes) e hemoglobina. • Fosfoproteinas: o grupo é o ácido fosfórico. Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseina (leite). • Nucleoproteínas: o grupo é um ácido heterocíclico complexo. 4. Funções das proteínas Elas desempenham um papel muito importante em nosso organismo, pois, fornecem material tanto para a construção como para a manutenção de todos os nossos órgãos e tecidos. • Estrutural ou plástica: são os principais constituintes dos tecidos conjuntivos, cartilagens e ligamentos bem como da pele, escamas, penas, cabelos,unhas e cascos e também formam a membrana plasmática das células. São proteínas estruturais: colágeno (constituínte das cartilagens e escamas), queratina (principal proteína do cabelo), fibrinogênio (presente no sangue), elastina. • Contrácteis: Actina e miosina (presentes na formação das fibras musculares), • Reserva: caseína. • Hormonal: Exercem alguma função específica sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como, por exemplo, a insulina, FSH, LH. • Defesa: Anticorpos • Pigmentos: clorofila • Energética: Obtenção de energia a partir dos aminoácidos que compõem as proteínas. • Enzimática/catalizadora: capazes de acelerar as reações bioquímicas como, por exemplo, as lípases. Todas as enzimas são consideradas proteínas. • Transporte: O transporte de gases (principalmente do oxigênio e um pouco do gás carbônico) é realizado por proteínas como a hemoglobina. Na célula desempenham o papel Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. na difusão facilitada, formando um canal por onde passam algumas substancias, ou no transporte ativo, em que há transporte de íons e substancias hidrossolúveis e água, do meio externo para o meio interno da célula, por meio de moléculas proteicas (mosaico fluido) presentes na membrana plasmática. As proteínas também podem ser chamadas de proteoses (gigantes, com muitos aminoácidos, hemoglobina), peptonas (proteínas médias, como albumina) e peptídeos ou polipeptídios (muito pequenas, menos de 10 aminoácidos). CARBOIDRATOS: Composição, Classificação e Função 1. Composição dos carboidratos Os carboidratos são formados fundamentalmente por moléculas de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), por isso recebem a denominação de hidratos de carbono. Os carboidratos ou hidratos de carbono são também conhecidos como glicídios e como açúcares, porém, nem todo carboidrato é um açúcar, conforme veremos mais adiante. Esses compostos possuem a principal função biológica de fornecimento de energia e podem ser quimicamente definidos como compostos que possuem vários átomos de carbono (3 ou mais) ligados a grupos hidroxila (OH) e que possuem também as funções cetona ou aldeído. Figura 04. Os carboidratos são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. Eles possuem uma ampla faixa de funções, incluindo o fornecimento de energia imediata na maioria dos organismos, uma forma de deposito de energia no corpo e a atuação como componente de membrana celular que intermediam algumas formas de comunicação intercelular. Os carboidratos também servem como um componente estrutural de muitos organismos. 2. Classificação De acordo com a quantidade de átomos de carbono em suas moléculas, os carboidratos podem ser divididos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. a) monossacarídeos: São os carboidratos de estrutura mais simples, possuindo apenas um grupo aldeído ou cetona. Quando o grupo carbonila (C˭O) está na extremidade da cadeia, o monossacarídeo é uma aldose. Caso o grupo carbonila (C˭O) esteja em outra posição, o Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. monossacarídeo é uma cetose. Eles não sofrem hidrólise, mas podem ocorrer reações entre monossacarídeos com a formação de um dissacarídeo ou de um polissacarídeo. Entre os principais monossacarídeos temos a glicose e a frutose. Figura 05. - glicose: um monossacarídeo (ou simplesmente açúcar) é o carboidrato mais importante na biologia. As células a usam como fonte de energia e intermediário metabólico. A glicose é um dos principais produtos da fotossíntese e inicia a respiração celular em procariontes e eucariontes. É um cristal sólido de sabor adocicado, de formula molecular C6H12O6, encontrado na natureza na forma livre ou combinada. Juntamente com a frutose e a galactose, é o carboidrato fundamental de carboidratos maiores, como sacarose e maltose. No metabolismo, a glicose é uma das principais fontes de energia e fornece 4 calorias de energia por grama. Sua degradação química durante o processo de respiração celular dá origem a energia química (armazenada em moléculas de ATP - entre 36 e 38 moléculas de ATP por moléculas de glicose), gás carbônico e água. - frutose: é um monossacarídeo com os carbonos dispostos em anel, muito encontrados em frutas. É mais doce que a sacarose, que é o açúcar refinado comum, encontrada em cana-de-açúcar, que é um dissacarídeo proveniente da junção da frutose com glicose (dextrose). A frutose também é encontrada em cereais, vegetais e no mel. b) dissacarídeos: é o resultado da ligação entre dois monossacarídeos. Na reação de formação de um dissacarídeo há formação de uma molécula de água, portanto se trata de uma síntese por desidratação para cada ligação. Um dos monossacarídeos perde um hidrogênio (H) e o outro perde a hidroxila (OH). Essa duas moléculas se unem, formando uma molécula de água (H2O). A ligação que ocorre entre as extremidades dos monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica. A ligação glicosídica ocorre entre o carbono de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água. Os principais dissacarídeos incluem a sacarose, a lactose e a maltose (Tabela 01). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Figura 06. Tabela 01. c) polissacarídeos: são os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas, unidas em longas cadeias lineares ou ramificadas. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais. Os polissacarídeos mais importantes são o amido, a celulose e o glicogênio. - amido: conhecido também como amilo é o polissacarídeo de reserva da célula vegetal, formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações. O amido é sintetizado em estruturas vegetais denominadas plastídios: cromoplastos das folhas e amiloplastos de órgãos de reserva, como consequência do excesso de glicose da fotossíntese. O amido é a principal forma de armazenamento de energia das plantas, principalmente nas épocas de dormência e germinação, e por isso, está presente nas raízes, frutos e também nas sementes. Os vegetais que mais armazenam amido são as batatas, ervilhas, arroz, feijão, milho e farinha. Na digestão, o amido é decomposto por reações de hidrólise, em carboidratos menores, como a glicose que é a fonte primária de energia no corpo. Esta hidrólise é efetuada por enzimas amilases existentes na saliva e no suco pancreático. A maior parte de da nossa necessidade de carboidratos é fornecida pelo amido. - celulose: É um polissacarídeo constituinte das paredes celulares das plantas (cerca de 33% da massa da planta), em combinação com a lignina, com hemicelulose e pectina e não é digerível pelo homem, constituindo uma fibra dietética. Alguns animais, particularmente os ruminantes, podem digerir celulose com a ajuda de microrganismos simbióticos. Sua hidrólise completa produz glicose. http://www.infoescola.com/biologia/fotossintese/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Parede_celular http://pt.wikipedia.org/wiki/Planta http://pt.wikipedia.org/wiki/Lignina http://pt.wikipedia.org/wiki/Hemicelulose http://pt.wikipedia.org/wiki/Pectina http://pt.wikipedia.org/wiki/Digest%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Homem http://pt.wikipedia.org/wiki/Fibra_diet%C3%A9tica http://pt.wikipedia.org/wiki/Ruminante http://pt.wikipedia.org/wiki/SimbioseUniversidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. A celulose é a base para a fabricação de papel. Extraída das árvores, as indústrias também a utilizam para a fabricação de certos tipos de plásticos, vernizes, filmes, seda artificial e diversos produtos químicos. - glicogênio: o glicogênio é um polissacarídeo formado por milhares de unidades de glicose. É o principal órgão de armazenamento concentrado de glicogênio é o fígado, mas também é encontrado no músculo em menor quantidade. O glicogénio existe no citoplasma de todas as células do organismos. Nos músculos esqueléticos, a acumulação de glicogênio está favorecida durante o repouso e quando a glicemia está elevada. O repouso de um músculo onde, previamente, ocorreu descida dos níveis de glicogênio favorece a acumulação de glicogênio nesse músculo. A velocidade da degradação do glicogênio muscular aumenta quando aumenta a atividade muscular contráctil. Em nosso organismo existem substâncias essenciais para o funcionamento das células. Exemplo dessas substâncias é a glicose, um glicídio monossacarídeo que é fundamental para a produção de energia metabolizada em todas as células. A importância da glicose é tão grande que as células do cérebro consomem, sozinhas, 75% da energia total desse glicídio “produzido” por via aeróbica. Desta forma, a glicose é imprescindível para o funcionamento do organismo e a obtemos basicamente através de nossa alimentação. Entretanto, para suprir a queda em sua quantidade nos intervalos entre as refeições ou em períodos de privação, como em dietas, por exemplo, nosso organismo armazena essa substância na forma de glicogênio. Durante nossas refeições, os glicídios presentes nos alimentos vão sendo digeridos e, no final de seu processo de redução, são absorvidos pelo intestino sendo transportado pelo sangue para todos os tecidos. Assim, a quantidade de glicose circulante no sangue se eleva. Essa quantidade passa a ser maior do que a necessidade orgânica e, por isso, esse “excedente” vai sendo armazenado na forma de glicogênio. À medida que a quantidade de glicose circulante no sangue vai se reduzindo, o glicogênio armazenado vai sendo degradado em glicose, permitindo que a quantidade desta substância não atinja níveis muito baixos (hipoglicemia). A substância que sinaliza essa transformação no fígado é chamada de glucagon. Em momentos extremos, nos quais nosso organismo necessita de respostas imediatas, o glicogênio presente nos músculos estriados esqueléticos é rapidamente convertido em glicose e esta é oxidada para a produção de energia. A substância que permite a liberação imediata dessa reserva muscular é a epinefrina (adrenalina). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 3. Função dos carboidratos 1) Principal fonte de energia do corpo. Deve ser suprido regularmente e em intervalos freqüentes, para satisfazer as necessidades energéticas do organismo. 2) Regulam o metabolismo protéico, poupando proteínas. Uma quantidade suficiente de carboidratos impede que as proteínas sejam utilizadas para a produção de energia, mantendo-se em sua função de construção de tecidos. 3) A quantidade de carboidratos da dieta determina como as gorduras serão utilizadas para suprir uma fonte de energia imediata. Se não houver glicose disponível para a utilização das células (jejum ou dietas restritivas), os lipídios serão oxidados, formando uma quantidade excessiva de cetonas que poderão causar uma acidose metabólica, podendo levar ao coma e a morte. 4) Necessários para o funcionamento normal do sistema nervoso central. O cérebro não armazena glicose e dessa maneira necessita de um suprimento de glicose sangüínea. A ausência pode causar danos irreversíveis para o cérebro. 5) A celulose e outros carboidratos indigeríveis auxiliam na eliminação do bolo fecal. Estimulam os movimentos peristálticos do trato gastrointestinal e absorvem água para dar massa ao conteúdo intestinal. 6) Apresentam função estrutural nas membranas plasmáticas da células. LIPIDIOS: Composição, Classificação e Função Os lipídios ocorrem com bastante frequência na natureza. São substâncias heterogêneas de ocorrência natural. Constituem um grupo de compostos que apesar de quimicamente diferentes entre si, exibem como característica comum a insolubilidade em água. São biomoléculas que apresentam uma grande variedade estrutural. Moléculas como as gorduras, óleos, fosfolipídios, esteróides e carotenóides, que diferem tanto em suas estruturas como em suas funções são considerados lipídios. Alguns lipídios estão combinados com outras classes de compostos, tais como as proteínas (lipoproteínas) e carboidratos (glicolípidios). Os lipídios participam como componentes não protéicos das membranas biológicas, precursores de compostos essenciais, agentes emulsificantes, isolantes, vitaminas (ADEK), fonte e transporte de combustível metabólico, além de componentes de biossinalização intra e intercelulares. 1. Composição dos lipídios São compostos de carbono, oxigênio e hidrogênio. Cada molécula de lipídio possui ácidos graxos + glicerol (álcool). E são moléculas apolares (hidrofóbicas). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Ácidos graxos: São unidades formadoras da maioria dos lipídios. Os ácidos graxos são degradados por oxidação em uma sequência repetitiva de reações que produzem moléculas de Acetil CoA e liberam energia. Em mais de 90% dos ácidos graxos do sangue, eles se apresentam na forma de triglicerídeos, ésteres de colesterol (deixa a molécula mais hidrofóbica) e fosfolipídios, e os 10% na forma livre (plasma). Os ácidos graxos na forma de triglicerídeos (tecido adiposo) servem como as principais reservas de energia do corpo. A síntese dos ácidos graxos ocorre principalmente no fígado e em menor grau no tecido adiposo. Os ácidos graxos livres ao entrar nas células podem ser: (1) oxidados para geração de energia, (2) armazenados como triglicerídeos ou (3) usados para síntese de membranas. A albumina é uma proteína de rico valor biológico que é encontrada no plasma do sangue, produzida pelo fígado, que tem como um das principais funções a de transporte de ácidos graxos livres. O ácido graxo possui um radical carboxila e uma cadeia de hidrocarbonetos formada por um numero variável de carbonos (Figura 04). Figura 04. - Ácidos graxos saturados: não apresentam instaurações, ou seja, não apresentam ligações duplas, são sólidos a temperatura ambiente. Ex.: produtos de origem animal como a gordura de carnes, banha, sebo, bacon, pele de aves, leite integral, manteiga, creme de leite, queijo gordurosos (provolone, parmesão e mussarela). Com exceção a gordura de coco, que é rica em ácidos graxos de origem vegetal. Consumo de alimentos contendo ácidos graxos saturados, além da quantidade recomendada, é prejudicial, uma vez que contribui para o aumento das taxas de colesterol no sangue. - Ácidos graxos insaturados: apresentam 1 ou mais ligações duplas, são líquidos a temperatura ambiente. Ex: produtos de origem vegetal como óleos. Com exceção, óleos de peixes (origem animal) que são ricos em ácidos graxos insaturados. São considerados monoinsaturados quando o ácido graxo possui uma única ligação dupla. Ex. azeite de oliva, óleo de canola e amendoim. Se contem duas ou mais ligações duplas são poliinsaturados.Ex. óleos vegetais (girassol, milho, soja e algodão), óleos de peixe e oleaginosas (castanha e amêndoa) (Figura 05). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina:Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. O consumo moderado de alimentos fontes de ácidos graxos poli-insaturados está relacionado com a diminuição dos níveis de colesterol no sangue, e consequentemente menor risco de doenças cardiovasculares. Figura 05. - Ácidos graxos essenciais: são poli-insaturados não sintetizados pelas células do organismo animal, portanto, devem ser adquiridos através da alimentação. Existem dois ácidos graxos essenciais, são eles: ômega-3(ácido linolênico) e ômega-6 (ácido linoleico). O ômega-3 é encontrado principalmente nos peixes e óleos vegetais. A ingestão do ômega-3 auxilia na diminuição dos níveis de triglicerídeos e colesterol ruim (LDL), enquanto pode favorecer o aumento do colesterol bom (HDL). 2. Classificação dos lipídios Lipídios simples: compostos que por hidrolise dão origem a ácidos graxos e álcoois. Ex.: Glicerídeos e os cerídeos. a) Glicerídeos (triglicerídeos ou triacilglicerol) São compostos constituídos de 3 moléculas de ácidos graxos com 1 molécula de glicerol. Os ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos de longas cadeias de hidrocarbonetos apolares. Podem ser saturados (contem uma única ligação entre os carbonos) no caso das gorduras, ou poliinsaturados (contem duas ou mais ligações entre os carbonos) no caso dos óleos. 1 GLICEROL + 3 ÁC. GRAXOS = TRIGLICERÍDEOS (ÓLEOS E GORDURAS) Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Em animais, os triglicerídeos (gorduras) são as principais formas de armazenamento e transporte de ácidos graxos (saturados). Segunda importante função da gordura é o isolamento térmico contra baixas temperaturas, pois seu elevado conteúdo de triglicerídeos na camada subcutânea previne a perda de calor. Nas plantas, os triglicerídeos (óleos) constituem uma importante reserva de energia em frutas e sementes. Como essas moléculas contem consideráveis quantidades de ácidos graxos insaturados (oleico e linoleico) são chamados de óleos vegetais. São os lipídios mais abundantes, são hidrofóbicos (apolares). O triglicerídeo é a principal forma de armazenamento de energia e também são usados nas reações do seu próprio metabolismo. No tecido adiposo, os triglicerídeos são depositados no citosol das células adipócitas. O triglicerídeo serve como “depósitos de gordura” pronto para ser mobilizado quando o corpo o requerer como combustível, durante o jejum e atividades intensas, sendo hidrolisado no plasma à ácidos graxos (fonte de energia) e glicerol livre. O glicerol liberado não pode ser metabolizado pelos adipócitos porque eles não possuem glicerol quinase (enzima). Em vez disso, o glicerol é transportado através do sangue até o fígado, onde vai ser fosforilado (glicerol fosfato). O glicerol fosforilado pode ser usado para formar triglicérideos no fígado ou ser convertido para participar na glicólise ou gliconeogênese. Os ácidos graxos livres se ligam à albumina no plasma que os transporta aos tecidos, onde os ácidos graxos vão ser oxidados para obter energia. O glicerol fosfato é o aceptor inicial dos ácidos graxos para síntese de triglicerídeos. O glicerol fosfato também pode ser produzido tanto no fígado (sitio primário da síntese de triglicerídeos) quanto no tecido adiposo a partir da glicose. b) Cerídeos (ceras) As ceras são mistura complexas de lipídios apolares. Funcionam como revestimento de proteção das folhas, caules, frutos e na pele de animais. Os ésteres são compostos de ácidos graxos e álcoois proeminente da maioria das ceras. Ex. cera de carnaúba e cera de abelha. As ceras também possuem hidrocarbonetos, álcoois, ácidos graxos, aldeídos e esteróis (álcoois esteroides). Lipídios compostos: contém outros grupos na molécula, além dos ácidos graxos e álcoois. Ex.: Fosfolipídeos. Fosfolipídeos São os principais componentes lipídicos estruturais das membranas. Possui um elemento químico diferente em sua estrutura, o fosforo. Todos os fosfolipídeos são constituídos de “caudas”apolares (hidrofóbicas) de ácidos graxos e “cabeça” polar (hidrofílica) de fosfato e outros Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. grupos. Por isso são chamados de anfipáticos, pois, um dos lados é hidrofóbico (apolar) e outro hidrofílico (polar) (figura 06). Figura 06. A membrana plasmática consiste em um envoltório composto por fosfolipídeos e proteínas. Essa membrana é composta por uma dupla camada de fosfolipídeos, que apresentam seus grupos polares voltados para parte externa e interna. No meio da matriz lipídica são encontrados moléculas de proteínas, com grande capacidade de movimentação e deslocamento, apresentando significativa importância na retenção e no transporte de outras moléculas através da membrana plasmática. As substancias que são lipossolúveis (afinidade com lipídios) transpõem a membrana passando diretamente pela dupla camada lipídica. O restante das substancias é transportado pelas moléculas proteicas, do meio externo para o interno como íons e substâncias hidrossolúveis e água. Essa estrutura de membrana proteica é chamada de mosaico fluido. Lipídios derivados São substancias obtidas principalmente através da hidrolise/oxidação dos lipídios simples ou compostos, onde podemos destacar os esteroides, a vitamina D, hormônios sexuais (progesterona, estrogênio e testosterona) e colesterol, sendo este último o mais importante dessa classe. Assim como os triglicerídeos, o colesterol é insolúvel em água e não pode ser transportado na circulação sanguínea como moléculas livres. Em razão disso, essas moléculas se agregam a outras moléculas para formarem partículas macromoleculares de lipoproteínas. Colesterol O colesterol é o esterol mais abundante em seres humanos e realiza uma serie de funções essenciais no corpo. Por exemplo, o colesterol é um componente de todas a membranas celulares, e funciona como precursor de ácidos biliares, hormônios esteroides e vitamina D. É de extrema importância que as células do nosso corpo recebam um suprimento continuo de colesterol. O colesterol entra em seu pool hepático proveniente de diversas fontes: 1) colesterol da dieta 2) colesterol sintetizado pelos tecidos extra-hepáticos e 3) e síntese de novo do colesterol pelo fígado. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. As lipoproteínas – consiste em um conjunto de compostos de proteínas e lipídios (triglicerídeos, fosfolipídios e colesterol), organizados de modo a facilitar o transporte de lipídios pelo plasma. Como se trata de uma substância gordurosa, o colesterol não se dissolve no sangue, da mesma forma que gotas de óleo não se dissolvem na água. Portanto, para viajar através da corrente sanguínea e alcançar os tecidos periféricos, o colesterol precisa de um transportador. Essa função cabe às lipoproteínas que são produzidas no fígado. As principais são: – VLDL (Very low-density lipoprotein): lipoproteína de densidade muito baixa – LDL (Low-density lipoprotein): lipoproteína de densidade baixa – HDL ( High-density lipoprotein): lipoproteína de densidade alta Os principais lipídios transportados por partículas de lipoproteínas são os triglicerídeos e o colesterol, obtidos da dieta ou síntese de novo. • Quilomícrons: moléculas grandes de lipoproteínas sintetizadas pelas células do intestino, carrega principalmente triglicerídeos (85-95%) de origem exógena (dieta), além de outras moléculas (colesterol, fosfolipídeos e proteínas). Os quilomocrons estão presentes no sangue somenteapós a alimentação. • VLDL: moléculas menores que os quilomícrons sintetizadas no fígado. Compreende 50% de triglicerídeos, 40% de colesterol e fosfolipídeos e 10% de proteínas. • LDL: é a lipoproteína que mais transporta colesterol (50%) e um pouco de triglicerídeos do sangue para os tecidos. • HDL: são compostas de 50% de proteínas, 20% colesterol e 30% de triglicerídeos e vestígios de fosfolipídeos. O LDL transporta colesterol e um pouco de triglicerídeos do sangue para os tecidos. O VLDL transporta triglicerídeos e um pouco de colesterol. O HDL é um transportador diferente, ele faz o caminho inverso, tira colesterol dos tecidos e devolve para o fígado que vai excretá-lo nos intestinos. Enquanto o LDL e o VLDL levam colesterol para as células e facilitam a deposição de gordura nos vasos, o HDL faz o inverso, promove a retirada do excesso de colesterol, inclusive das placas arteriais. Por isso, denominamos o HDL como “colesterol bom” e o VLDL e o LDL como “colesterol ruim”. A produção das lipoproteínas é regulada pelos níveis de colesterol. Colesterol derivado de gorduras saturadas (origem animal) e gordura trans, favorecem a produção de LDL, enquanto que o consumo de gorduras insaturadas (óleos vegetais), encontrada no azeite, peixes e amêndoas, por Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. exemplo, promovem a produção do HDL. Nos seres humanos, esse mecanismo de entrega é menos perfeito que em outros animais e, como resultado, os seres humanos experimentam uma deposição gradual desse lipídio – especialmente colesterol – nos tecidos. Isso representa um risco de vida em potencial quando a deposição de lipídios contribui para formação de placas, causando o estreitamento dos vasos sanguíneos. Portanto, ao dosarmos os valores das lipoproteínas transportadoras LDL, VLDL e HDL temos uma avaliação indireta da quantidade e da qualidade do colesterol que circula em nosso sangue. Por isso, o lipidograma, exame usado para dosar as lipoproteínas, é usado para avaliarmos os níveis de colesterol sanguíneos. Esteróides O colesterol é o precursor de hormônios esteroides sexuais: progesterona, estrogênio e testosterona. Os hormônios esteróides são transportados de seus sítios de síntese (córtex adrenal, ovários e testículos) pelo sangue até seus órgãos-alvo. Carotenóides São aqueles que atuam como pigmentos acessórios nas plantas no momento da fotossíntese. Existem dois grupos de carotenóides: o caroteno e as xantofilas. Existem ainda aqueles que atuam na alimentação humana e tem função de renovar as células da pele e de evitar a cegueira. 3. Função dos lipídios • Componentes importantes da estrutura dos tecidos animais e vegetais: Fosfolipídios, esfingolipídios, glicolipídios e colesterol – encontrados na membrana das células e organelas. • Importantes fontes de reserva energetica. O triglicerídeo possui um conteúdo energético maior que a glicose e as proteínas. • Exercem efeito isolante (térmico) e de proteção contra traumas mecânicos dos órgãos internos e superfície do organismo. • Importantes na formação de outros compostos biologicamente ativos: O colesterol participa da formação de hormônios esteróides e ácidos biliares. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. BIOQUÍMICA DO MÚSCULO DO PESCADO 1. CARACTERÍSTICAS DO PESCADO A maioria dos peixes tem estrutura corporal simétrica, que pode ser dividida em cabeça, corpo e cauda. Os peixes ósseos possuem uma epiderme lisa, coberta por escamas. Existem glândulas produtoras de muco, que lubrifica o corpo do peixe, que serve de proteção e facilita a locomoção na água. Possui uma linha lateral ao longo de cada lado do corpo e tem função sensorial. O sistema muscular é formado por miômeros (músculos segmentados), em forma de W. 1.1 CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS DO PESCADO Os peixes segundo a forma externa do seu corpo podem ser classificados em: - Fusiforme ideal, e.g. Atum; - Comprimido dos lados, e.g. Tucunaré; - Fusiforme deprimido, e.g. Bagres; http://www.infoescola.com/biologia/peixes-osseos-classe-osteichthyes/ Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. - Fusiforme esticado, e.g. Bicudinha; - Achatado em ambos os lados, e.g. Linguado; - Achatado no dorso e no ventre, e.g. Arraias; - Serpentiforme, e.g. Poraquê; Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. - Rombodiformes, e.g. tambaqui; É de acordo com a forma do corpo que serão planejadas operações de decapitação, evisceração e limpeza por meio de métodos manuais e/ou mecanizados. O dimensionamento de caixas, prateleiras, câmaras e outros implementos para armazenamento também será afetado pelo formato dos peixes. E, ainda, o rendimento do pescado e a velocidade de resfriamento e/ou congelamento são influenciados. 2. CONSTITUIÇÃO MORFOLOGICA DA CARNE DO PESCADO A porção muscular de interesse para a indústria de pesqueira compreende os grandes músculos laterais. Estes estão divididos em músculos brancos ou ordinários e músculo vermelho ou escuro. O músculo branco é o filé do pescado. Tem uma pequena quantidade de tecido conectivo, por isso é de fácil digestibilidade, quando comparado à carne. O músculo vermelho compreende a porção abaixo da linha lateral do peixe. É maior em peixes gordos como o atum e menor em peixes como o bacalhau. Possuem altas concentrações de gordura e certas vitaminas, por isso não se recomenda separá-lo ao cozinhar o pescado. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 3. ESTRUTURA DA CARNE DO PESCADO O conhecimento da estrutura da carne e seus constituintes básicos, bem como da bioquímica do músculo, é fundamental para uma boa compreensão das propriedades funcionais da carne do pescado como alimento. A carne de pescado é composta basicamente de tecidos muscular, conectivo, epitelial e nervoso e suas propriedades e quantidades são responsáveis por sua qualidade e maciez. O músculo vivo é um tecido altamente especializado, capaz de converter energia química em mecânica durante sua contração. A habilidade de contrair e relaxar, característica do músculo vivo, é perdida quando o músculo é convertido em carne. Entretanto, alguns aspectos do mecanismo de contração e relaxamento no músculo vivo estão diretamente relacionados ao encurtamento das fibras e perda da maciez que ocorrem na carne post-mortem. Vertebrados e muitos invertebrados possuem dois tipos de músculos, o liso e o esquelético; um terceiro tipo, o músculo cardíaco está restrito ao coração dos vertebrados. Estes três tipos de músculos podem ser classificados quanto ao tipo de controle efetuado pelo Sistema Nervoso Central, sendo que o músculo esquelético age sob controle voluntário e os músculos liso e cardíaco sob controle involuntário. 3.1 Estrutura Muscular do Pescado Como já foi comentado, o sistema muscular é composto por três tipos básicos de músculos apresentados a seguir: Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Músculo liso: o músculo involuntário localiza-se na pele, órgãos internos, aparelho reprodutor, grandes vasos sangüíneos e aparelho excretor. O estímulo para a contração dos músculos lisos é mediadopelo sistema nervoso vegetativo. Nesse tipo de músculo a contração é lenta e involuntária. Músculo cardíaco: este tipo de tecido muscular forma a maior parte do coração dos vertebrados. O músculo cardíaco carece de controle voluntário. É inervado pelo sistema nervoso vegetativo. Nesse tipo de músculo a contração é involuntária, vigorosa e rítmica. Tecido muscular cardíaco Músculo estriado esquelético: é inervado pelo sistema nervoso central e, como este se encontra em parte sob controle consciente, chama-se músculo voluntário. As contrações do músculo esquelético permitem os movimentos dos diversos ossos e cartilagens do esqueleto. Nesse tipo de músculo a contração é rápida e voluntária Na maioria das espécies de peixes, o músculo esquelético pode representar até 60% da massa corporal do animal. Essa relevante porcentagem da massa muscular não é apenas uma adaptação mecânica, específica para a vida aquática, mas serve também como uma importante fonte de proteínas a ser utilizada na alimentação humana. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. A unidade de organização estrutural do músculo esquelético é a fibra muscular, uma célula altamente especializada, longa, cilíndrica e multinucleada. Cerca de 75 a 92% do volume total do tecido muscular é constituído pelas fibras musculares, sendo que a matriz extracelular, tecido conjuntivo, fibras nervosas e vasos sanguíneos constituem o volume restante. Nos peixes, o músculo natatório corresponde a 60% da massa total do corpo. Ele está composto por unidades arranjadas em série, os miômeros (ou miótomos), que são separados uns dos outros por uma camada de tecido conjuntivo, os mioseptos. Estes por sua vez, transmitem, via tendões, a força de contração da fibra muscular que permite a natação. Na região da linha lateral há um septo transverso que separa a massa muscular em região epiaxial e hipoaxial. Miômeros Miosepto Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 3.2 Classificação das fibras musculares em peixes A classificação das fibras musculares em peixes leva em consideração duas características funcionais: velocidade de contração (lenta ou rápida) e atividade metabólica (aeróbica/oxidativa ou anaeróbica/ glicolítica). Existem dois tipos de fibras musculares, a vermelha e a branca, cuja distribuição e frequência determinam as características metabólicas e contráteis do músculo esquelético, revelando suas propriedades bioquímicas e fisiológicas (Tabela 1). - Características do músculo branco O músculo branco compreende cerca de 70% da massa miotomal e corresponde à parte comestível dos peixes, possui metabolismo glicolítico e contração rápida. Essa proporção varia ao longo do comprimento do peixe com maior proporção na região anterior do animal e um com grande declínio em direção à região caudal. Quando comparadas com as fibras vermelhas, estas apresentam maiores diâmetros (entre 50 e 100 µm) e poucas mitocôndrias. Esse tipo de musculatura é recrutado nos movimentos bruscos de natação, como a captura de alimento e fuga de predadores (Figura 1). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. - Características do músculo vermelho O músculo vermelho, normalmente, corresponde de 5 a 15% em relação a toda a musculatura miotomal dos peixes, possui metabolismo aeróbico e contração lenta. Esta musculatura é encontrada na região superficial, abaixo da derme, em maior proporção na região da cauda e próxima à região da linha lateral. Este compartimento é constituído por fibras musculares vermelhas de pequeno diâmetro (entre 25 e 45µm), muitas mitocôndrias entre as miofibrilas, e muitas gotículas de lipídios. As fibras vermelhas são recrutadas durante a realização de movimentos lentos e de sustentação, como a migração (Figura 1). - Vascularização do músculo A coloração das fibras musculares é também um indicativo do grau de vascularização. Assim, as fibras vermelhas são muito vascularizadas e têm a aparência escura devido ao alto teor de mioglobina, o que facilita a perfusão de oxigênio para o músculo, dotando-o de alta capacidade para o metabolismo oxidativo. Como o músculo vermelho recebe cerca de dez vezes mais sangue do que o músculo branco e apresenta também maior número de enzimas. Em contraste, o músculo branco apresenta menor vascularização e possui fibras capazes de produzir energia na ausência de oxigênio. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 4. FONTES DE ENERGIA PARA O TECIDO MUSCULAR - Glicose Uma fonte constante de glicose sanguínea é uma necessidade absoluta para vida. A glicose é a fonte de energia preferida do cérebro e fonte de energia requerida para células com pouca ou nenhuma mitocôndria. A glicose também é essencial como fonte de energia para o músculo em atividade, onde é o substrato da glicólise anaeróbica. A glicose do sangue pode ser obtida de três fontes primárias: 1) dieta, 2) degradação do glicogênio (glicogênólise) e 3) gliconeogênese (síntese de novo). O corpo desenvolveu um mecanismo para armazenar um suprimento de glicose em uma forma rapidamente mobilizável – o glicogênio, armazenado no fígado e músculo. A rota degradativa que mobiliza o glicogênio armazenado é chamado de glicogenólise. Na ausência de uma fonte dietética de glicose, está é rapidamente liberada pelo glicogênio hepático ou degradado do músculo quando submetidos a atividades intensas (contração muscular), parada da respiração e circulação sanguínea. Quando os depósitos de glicogênio são exauridos, tecidos específicos sintetizam glicose de novo, utilizando aminoácidos das proteínas do corpo como fonte principal de carbono para rota gliconeogênese. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Os principais depósitos de glicogênio no corpo são encontrados no músculo e fígado. A função do glicogênio muscular é servir como uma reserva de combustível para síntese de ATP durante a contração muscular, enquanto, que o glicogênio hepático é para manter a concentração de glicose sanguínea (glicema), especialmente nos estágios iniciais de jejum. O glicogênio muscular não é afetado por períodos curtos de jejum, sendo apenas moderadamente afetado se o jejum se prolongar (semanas). O glicogênio muscular é sintetizado para repor os depósitos do músculo após terem sido exauridos (contração e atividade intensa) e, seu acumulo inicia assim que o músculo está novamente em repouso. - Glicólise (aeróbica e anaeróbica) A glicólise é empregada por todos os tecidos para a degradação da glicose para o fornecimento de energia, na forma de ATP. A glicólise está no cerne do metabolismo do carboidrato, pois praticamente todos os açucares podem ser finamente convertidos em glicose. O piruvato é o produto final da glicólise em células com mitocôndrias e um suprimento adequado de oxigênio, ocorrendo assim dez reações para formar este produto (piruvato), essa série de dez reações é chamada de glicólise aeróbica. No fígado, o piruvato produzido é convertido em glicose pela gliconeogênese. Alternativamente,o piruvato oriundo da glicose pode ser convertido em lactato. Esta conversão de glicose em lactato é denominada glicólise anaeróbica. A glicólise anaeróbica permite a produção continua de ATP em tecidos que não tem mitocôndrias ou em células sem oxigênio suficiente. Ao exercitar o músculo a capacidade oxidativa da cadeia respiratória é excedida favorecendo assim a conversão do piruvato em lactato. Assim, durante o exercício intenso, o lactato se acumula no musculo, causando uma queda no pH intracelular, potencialmente resultando em câimbras. Grande parte desse lactato se difunde posteriormente para corrente sanguínea. - Gliconeogênese Alguns tecidos, como o cérebro, hemácias, medula renal, cristalino e córnea ocular, testículos e músculos em exercício requerem um suprimento continuo de glicose como combustível metabólico. O glicogênio hepático pode preencher estas necessidades somente por 10 a 18 horas na ausência de uma ingesta de carboidratos na dieta. Durante o jejum prolongado, os depósitos de glicogênio são exauridos e a glicose é formada a partir de precursores como o lactato, piruvato e glicerol, chamado assim de gliconeogênese. Aproximadamente 90% da gliconeogênese ocorre no fígado, enquanto os rins fornecem 10% das moléculas de glicose sintetizadas. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 5. COMPONENTES DO TECIDO MUSCULAR - Epimísio, perimísio e endomísio As fibras musculares esqueléticas estão organizadas em feixes, que são envolvidos por tecido conjuntivo o epimísio. Do epimísio partem septos muito finos que se dirigem para o interior do músculo, dividindo-o em fascículos. Estes septos são chamados de perimísio. Cada fibra muscular por sua vez é envolvida por uma camada muito fina de fibras reticulares formando o endomísio (Figura 2). Figura 2 - O tecido conjuntivo mantém as fibras musculares unidas, permitindo que a força de contração, gerada por cada fibra individualmente, atue sobre o músculo inteiro, contribuindo para a contração deste. É ainda através do tecido conjuntivo que a força de contração do músculo se transmite a outras estruturas como tendões e ossos. - Sarcolema, sarcoplasma, retículo sarcoplasmático e Túbulos T A membrana da fibra muscular é denominada de sarcolema. É uma membrana lipoprotéica que recobre cada fibra muscular não difere essencialmente das membranas plasmáticas de outros tipos celulares, mas recebe o nome de sarcolema, derivado da junção das palavras gregas sarkos que significa carne e lema que significa casca. Ela é bastante elástica para suportar as distorções que ocorrem nas fases de contração, relaxamento e estiramento do músculo. Uma característica exclusiva do sarcolema é a formação de invaginações ao longo de toda a superfície da fibra, formando uma rede de túbulos, chamados de túbulos T (túbulos transversos), cuja função é de transmitir o impulso nervoso proveniente dos neurônios até as membranas dos retículos sarcoplasmáticos, promovendo a liberação de Ca+2 e a subseqüente contração muscular. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. O sarcoplasma de uma fibra muscular corresponde ao citoplasma de outras células e pode ser definido como o conteúdo do sarcolema, excluindo os núcleos. É constituído, portanto, de uma típica matriz citoplasmática com 75 a 85% de água, gotículas de gordura e grânulos de glicogênio, e de organelas, assim como de miofibrilas peculiares ao músculo. No sarcoplasma muscular existe uma rede de canais membranosos que correm em paralelo e envolvem cada miofibrila, denominada retículo sarcoplasmático. Os retículos armazenam o cálcio que é essencial à contração muscular (Figura 3). Figura 03. - Fibras musculares As fibras musculares têm a forma de um cilindro e são compridas. Cada fibra muscular é constituída por estruturas denominadas de miofibrilas. As miofibrilas são compostas por miofilamentos. Os miofilamentos são constituídos pelas proteínas: miosina (filamentos grossos) e actina (filamentos mais finos). Os filamentos de actina e de miosina são arranjados ao longo da fibra musculares e sobrepõem. A unidade estrutural repetitiva da miofibrila onde os eventos morfológicos do ciclo de contração e relaxamento do músculo ocorrem é o sarcômeros. Uma célula muscular tem entre dezenas e centenas de sarcômeros arranjados na miofibrilas (Figura 4,a,b,c). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Figura 04. - Proteínas do músculo do peixe As proteínas do músculo dos peixes são divididas em três grupos: 1) proteínas sarcoplasmáticas, 2) proteínas miofibrilares e 3) proteínas do estroma (tecido conjuntivo). Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. 5.a) Proteínas sarcoplasmáticas As proteínas sarcoplasmáticas (ou fração miogeno do músculo) têm a propriedade de ser solúveis em água e em soluções salinas diluídas. Compreendem as proteínas do sarcoplasma, as integrantes do líquido extracelular e as proteínas presentes nas pequenas partículas do sarcoplasma. As proteínas sarcoplasmáticas compreendem 30% do total das proteínas do músculo do pescado e, dentre delas, estão a mioglobina, a globulina e todas as enzimas da glicólise. Os peixes de carne vermelha, principalmente os migrantes, contêm alto teor de mioglobina e lipídeos. Os músculos usam muito oxigênio durante o esforço. A mioglobina é uma proteína que tem ferro e transporta oxigênio intracelular nos tecidos musculares, similar a hemoglobina, mas sua principal função é a de reserva de oxigênio nos músculos. Músculos que trabalham muito normalmente contem mais mioglobina, o que confere uma coloração vermelha escura. Nadadores potentes, como os atuns e tubarões, tem uma alta proporção de musculo vermelho. Muitos outros peixes possuem uma concentração maior de musculo vermelho na base das nadadeiras que são muito movimentadas. 5.b Proteínas miofibrilares As proteínas miofibrilares compreendem 40 a 60% do total protéico. São basicamente a miosina e a actina. Estas proteínas é que se complexam, formando a actomiosina, no momento do “rigor mortis”, são também responsáveis pela capacidade do pescado em reter água, pelas propriedades organolépticas e pela capacidade de formação de gel. A miosina constitui de 50 a 60% da fração miofibrilar e a actina, 15 a 20%. Além destas, outras proteínas participam da estrutura das miofibrilas e nas interações com as proteínas contráteis, compreendendo 10%, como a tropomiosina e a troponina. As proteínas miofibrilares são as principais determinantes da textura. As miofibrilas ocupam um volume significativo do músculo, sendo comprovado que mudanças na capacidade de retenção de água no músculo decorrem de alterações da capacidade de retenção de água das miofibrilas. É justamente essa alta capacidade de retenção de água das proteínas do músculo do peixe que conferem à sua carne uma suculência típica. - Complexo actomiosina – contração e relaxamento muscular A contração muscular pode ser resumidamente definida como sendo a formação do complexo actomiosina. Essa contração envolve diretamente quatro proteínas miofibrilares: actina, miosina, tropomiosina e troponina. As duas primeiras são proteínas contrácteis. A tropomiosina e a troponina são proteínas reguladoras, que regulam o mecanismo da contração, "ligando" e "desligando" o processo. No estado de repouso, o músculo gera uma tensão mínima e permanece extensível.Isto significa que não existem pontes entre os filamentos de actina e miosina. Já no Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. rigor mortis, formam-se pontes permanentes entre estes filamentos e o músculo torna-se inextensível. Efeito do Ca2 : Durante a contração muscular, existe uma necessidade rápida e urgente de ATP, cuja energia é suprida pelo depósito muscular de glicogênio. Os impulsos nervosos causam a despolarização da membrana do reticulo sarcoplasmático, a qual por sua vez promove a liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático para o sarcoplasma das fibras musculares. Quando o musculo relaxa, o cálcio retorna para o reticulo sarcoplasmático. O fenômeno da contração inicia-se com a chegada de um impulso nervoso transmitido ao interior da fibra muscular através dos túbulos T. Estes túbulos T encontram-se perto do retículo sarcoplasmático que é um depósito de íons cálcio. Este impulso provoca a liberação de cálcio, que é o regulador fisiológico da contração muscular. Após a liberação de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, ele se liga a um componente da troponina e causa alterações conformacionais que são transmitidas à tropomiosina e então à actina. Estas alterações estruturais tornam possível a interação entre a actina e a miosina resultando na contração muscular e na hidrólise de ATP. Esta condição perdura até que o cálcio seja retirado. A interação entre os filamentos de actina e miosina geram a força de contração e os filamentos de actina de cada metade do sarcômero são puxados em direção ao centro do sarcômero, formando o complexo protéico chamado actomiosina (Figura 5). Durante a contração, o comprimento individual dos filamentos de actina e miosina não se alteram. A diminuição do sarcômero é provocada pelo deslizamento dos filamentos ao longo de si mesmos, puxando as linhas Z mais próximas dos filamentos de miosina. O músculo em repouso apresenta um teor muito baixo de íons cálcio no fluido sarcoplasmático que circunda as miofibrilas. Entretanto, o teor total de íons cálcio no músculo esquelético é superior a este nível em mil vezes, estando praticamente todo o cálcio armazenado no retículo sarcoplasmático. Para que o músculo permaneça em repouso, é necessário se manter uma concentração relativamente alta de ATP. A maior parte de ATP no músculo é encontrado na forma de um complexo com o íon magnésio. Este complexo inibe a interação entre as duas proteínas, actina e miosina, impedindo a contração. Quando a concentração de cálcio no sarcoplasma é baixa e a concentração do complexo magnésio-ATP é alta, a troponina e a tropomiosina inibem a formação de pontes entre os filamentos de actina e miosina. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Figura 05. 5.c Proteínas do estroma As proteínas estromáticas, também conhecidas como proteínas do tecido conjuntivo, correspondem a 10% a 15% de toda proteína do musculo esquelético. Duas proteínas do tecido conjuntivo, colágeno e elastina, representam a maior parte da fração protéica estromática. ALTERAÇÕES PRE RIGOR E RIGOR MORTEM Com a morte do peixe, o suprimento de oxigênio para as células é suspenso, entretanto o metabolismo celular continua até as reservas de energia (ATP- adenosina trifosfato e glicogênio) se esgotarem. A principal fonte de ATP para o metabolismo celular é o glicogênio armazenado no interior das células, que é encontrado em torno de 1,5%. O ATP é importante nos processos de contração e relaxamento muscular. Durante o relaxamento provoca o desligamento das proteínas contráteis (miosina e actina), levando o Ca²+ do citoplasma para o interior do retículo sarcoplasmático. Então, quando acabam as reservas de ATP celular, o músculo não consegue mais relaxar e a concentração de Ca²+ no citoplasma permanece alta, contraindo assim o músculo. A glicólise post mortem ocorre em um ambiente celular anaeróbico onde o glicogênio é transformado em ácido pirúvico (piruvato) e este é convertido em ácido lático (lactato). Como cessou a circulação sanguínea, o lactato formado fica acumulado dentro das células, causando queda do seu pH. O rendimento líquido da glicose anaeróbica é de 3 moles de ATP e 4 íons de hidrogênio. A queda inicial do pH é devido à liberação de íons H+ e posteriormente incrementada pela redução do piruvato em lactato. Nesta fase o peixe se conserva, pois o pH ácido atenua a ação microbiana e controla a ação enzimática. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. O início do rigor mortis nos peixes, de maneira geral, ocorre cerca de 5 horas após a morte e termina cerca de 30 horas depois, quando estocado a 0º. Entretanto, pode ser acelerado o rigor mortis pela falta de oxigênio, temperaturas elevadas e luta do peixe durante a captura (redução dos estoques de reserva de energia). Consegue-se o retardamento e o prolongamento do período de rigor mortis, através do processo de resfriamento do peixe, pois quanto maior for esse período maior é as possibilidades de se retardar processo seguinte de deterioração. Após a morte de forma instantânea, o peixe deve ser estocado entre 5 a 10ºc visando prorrogar o tempo antes deles atingirem o rigor. Uma vez que entra no rigor completo é importante baixar a temperatura de estocagem para 0ºc. ALTERAÇÕES POS MORTEM O peixe é um dos alimentos mais perecíveis e, por isso, necessita de cuidados adequados desde que é capturado fresco até chegar ao consumidor ou a indústria transformadora. A maneira de manipular o peixe neste intervalo de tempo determina a intensidade com que se apresentam as alterações, nas sujeitas ordens: 1) enzimática, 2) oxidativa e/ou 3) bacteriana. A rapidez com que se desenvolve cada uma dessas alterações depende de como foram aplicados os princípios básicos da conservação dos alimentos, assim como da espécie e dos métodos de pesca. A deterioração do peixe se instala logo após a morte e avança com o tempo, sendo que a velocidade de decomposição depende dos fatores extrínsecos (o peixe passa a um meio adverso ao habitat) e intrínsecos (o peixe é um excelente substrato). Os fatores exógenos são: temperatura da água e do ambiente. Grau de esgotamento Alguns tipos de equipamentos de pesca, como as redes, podem provocar a morte dos peixes depois de esforço extenuante. Essa atividade desenvolvida antes de morrer causa rápido rigor mortis, ao qual se seguem sinais precoces de alteração durante a conservação em gelo. Ao contrário, muitos peixes são capturados com cordas e anzóis superficiais, sobem a bordo rapidamente, sendo abatidos, em seguida, mediante um golpe na cabeça. Esses abates limpos se mostram muito importantes no momento de prolongar o frescor e melhorar a qualidade do pescado, do mesmo modo que ocorre com os animais de abate. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Limpeza Os peixes que estavam ingerindo alimento ativamente no momento da captura são os que mais costumam apresentar alterações autolíticas em razão das atividades das enzimas digestivas presentes em alta concentração, por isso, precisam ser eviscerados e misturados com gelo rapidamente. De maneira geral, deve-se procurar sempre que possível eviscerar todo o peixe imediatamente após a captura, inclusive retirar as brânquias. O peixe pode morrer durante a pesca, enquanto ainda está na água, por asfixia, efeito do acumulo dos peixes. Quando o peixe morre, há uma serie de mudanças físicase químicas no corpo que, de forma progressiva, levam a alteração final. Essas mudanças incluem a produção de mucos na superfície, decomposição bacteriana, desenvolvimento da rigidez cadavérica e autólise. Produção de muco O peixe morre por asfixia, cessa a entrada de oxigênio e os produtos metabólicos não oxidados no sangue e nos músculos paralisam o sistema nervoso. Ocorre a hiperemia (congestão sanguínea de um tecido ou órgão) e a liberação de muco. Esta produção de muco ocorre nas glândulas mucosas da pele como uma reação particular do organismo em manter-se em homeostase, respondendo às condições desfavoráveis à sua volta. A produção de muco, as vezes, é tão significativa que o corpo fica recoberto por uma fina camada de limo que representa de 2 a 2,5% do peso total. O muco é constituído principalmente pela glicoproteína mucina, favorecendo o desenvolvimento de microorganismos por apresentar características nutritivas para sua proliferação. A produção de muco não significa que o pescado esteja em más condições para o consumo, mas, visto que facilita o crescimento bacteriano na superfície, é em muitos casos, o veículo da penetração microbiana em outras partes do pescado. Autólise A autólise é a ação de enzimas nos constituintes do pescado após sua morte. Elas se fazem presentes tanto nas vísceras como na carne. Sua ação também resulta na produção de substancias com odor desagradável, bem como produzem outras substancias que servem de substrato para as bactérias. A autólise também causa o amolecimento da carne do peixe, pois ocorre devido à ação das proteases e lipases tissulares provocando o fenômeno da “barriga dilacerada” em sardinhas. As enzimas proteolíticas do aparelho digestório podem causar danos importantes à qualidade do pescado, especialmente se o peixe estava se alimentando no momento da captura. Poucas horas depois da morte do animal, as proteases podem degradar a parede abdominal e parte da musculatura adjacente. Junto com a proteólise, produz-se a lipólise, que gera acumulo de ácidos graxos livres. A Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. autólise produz alterações profundas nos tecidos que modificam a consistência do tecido muscular. A proteólise e a lipólise criam um meio favorável aos microorganismos, o que facilita consequentemente a alteração. Decomposição bacteriana O estresse e as alterações mecânicas causadas durante a captura, bem como, estrutura e composição do pescado, mudanças durante o período pos mortem, declínio do pH e o tempo que o pescado permanece no gelo antes do desembarque podem induzir rapidamente o desenvolvimento microbiológico. As proteínas do pescado sofrem decomposição acentuada à ação das bactérias com a formação de grande número de compostos tóxicos e/ou fétidos. Após a captura o peixe pode ser considerado estéril. Porém, pode contaminar-se por microorganismos do solo, da água de lavagem e principalmente das mãos e equipamentos de pescadores. O peixe possui normalmente bactérias na superfície, nas guelras e no intestino que não são patogênicas para o peixe vivo, mas após resolução do rigor mortis e a queda do pH, essas bactérias proliferam-se nos tecidos, principalmente dos peixes comercializados com vísceras. Os principais produtos finais da decomposição bacteriana são: substancias inorgânicas, CO2, amoníaco, compostos sulfurados, SH2, ácidos graxos etc. As principais alteraçõesnos compostos nitrogenados não-proteicos são a redução do oxido de trimetilamina, a descarboxilação da histidina dando a histamina e a decomposição da uréia com a liberação de amoníaco. As bactérias também decompõe gordura, acarretando hidrólise de triglicerídeos e oxidação de gorduras, formando peróxidos, aldeídos, cetonas e ácidos graxos de cadeia curta. Esses processos são mais lentos do que a decomposição das substancias nitrogenadas, razão pelas quais estas ultimas costumam ser a principal causa de alteração durante o armazenamento. A velocidade de autólise e de desenvolvimento bacteriano pode ser diminuída grandemente com a refrigeração, ou detida por longos períodos pelo congelamento. Na figura 06, são descritos os eventos que ocorrem nos tecidos musculares desde a captura até a putrefação. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Figura 06. NOÇÕES BÁSICAS DE MANEJO PÓS CAPTURA Para se chegar a um produto de qualidade no estado de fresco, a chave está no controle das fases de “pré rigor” e de “rigor mortis”. O pescado deve sofrer o abate imediatamente após a captura e quanto mais longo for o “pré rigor”, mais tempo o pescado estará isento da ação das enzimas e dos microrganismos. É necessário, portanto, manter a presença de glicogênio e ATP (trifosfato de adenosina). No peixe que se debate e morre por asfixia, há perda da reserva energética e este entra em “rigor” brevemente. A formação de actomiosina é evitada no peixe que é abatido rapidamente e assim não haverá a entrada no “rigor mortis”, caracterizado pela complexação das proteinas, actina e miosina. Se, no entanto o pescado entrar em “rigor mortis”, deve-se procurar mantê-lo enrijecido por mais tempo, pois nesta fase há a produção de ácido lático, o pH está baixo, o que evita o ataque microbiano e a Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. ação das enzimas. Para se ter um “rigor” mais longo, porém, é necessário a manutenção da higiene, além de se ter que evitar a proteólise, mantendo a actomiosina. Assim, para a captura e abate devem ser escolhidas técnicas que assegurem concentrações máximas de glicogênio e ATP e que são as seguintes: a) empregar métodos em que os peixes não se fadiguem, e tenham morte rápida, podendo-se conseguir de 1,8 a 3,2 vezes mais glicogênio e ATP, do que na captura tradicional; b) proceder a lavagem imediata do pescado para eliminação do muco, que se constitui de glicoproteínas liberadas por glândulas da pele e consequentemente um meio de cultura para proliferação de microrganismos; c) diminuir a flora microbiana da água, evitando resíduos de alimentação; d) usar 10 ppm de hipoclorito na água de lavagem que deve estar em baixa temperatura para não permitir a ação das enzimas digestivas antes da evisceração; e) eviscerar rapidamente, na 1a ou até 2a hora no máximo após a morte, evitando que a catepsina presente nas vísceras comece a agir com atividade proteolítica alta, destruindo a mucosa intestinal e liberando a microflora do pescado, o que leva à deterioração de dentro para fora; f) retirar as brânquias pode evitar contaminação com microrganismos ali alojados; g) proceder ao descabeçamento vai depender do produto final que se deseja obter e o sangue presente na mesa processadora é um fator a mais de contaminação, substrato para enzimas e microrganismos. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CARNE DO PEIXE A carne de peixe, que é a sua porção comestível mais importante, constitui-se principalmente de tecido muscular, tecido conectivo e gordura. A composição química da carne de peixes depende de muitas variáveis, entre as quais se destacam: espécie, idade, estado fisiológico, época e região de captura. O alto teor de umidade desses animais, em torno de 60% a 85%, favorece a desnaturação das proteínas e a deterioração do peixe. Esta umidade pode variar de acordo com a espécie, época do ano, idade, sexo e estado nutricional. A maior parte da água presente no organismo dos peixes se apresenta sob a forma livre, imobilizada entre os tecidos, transportando nutrientese produtos metabolizados, participando, também, do equilíbrio de eletrólitos e no controle da pressão osmótica. Universidade do Estado do Amazonas Apostila de Noções Básicas de Bioquímica Disciplina: Bioquímica do Pescado Professora: Vivianne Fonseca, Dra. Os peixes podem ser classificados de acordo com a quantidade de lipídeos, sendo denominados como magros ou gordos (Tabela 01). O peixe de mais idade geralmente é mais rico em gordura e, portanto, contem menor porção de água. Tabela 01. Composição química (%) dos peixes. Peixes de carne branca, não-migratórios, apresentam o teor de lipídeos abaixo de 1%. Esta característica influência muito nas particularidades da conservação de cada tipo de peixe, pois quanto maior a quantidade de lipídeos da carne, mais facilmente ele sofre degradação. O peixe também pode ser classificado em cinco categorias, de acordo com a quantidade de gordura e proteína: a) Pouca gordura (menos de 5%) e muita proteína (15-20%) b) Gordura média (5-15%) e muita proteína (15-20%) c) Muita gordura (mais de 15%) e pouca proteína (menos de 15%) d) Pouca gordura (menos de 5%) e pouca proteína (menos de 15%) A gordura do pescado diferencia-se das gorduras vegetais e daquela procedente de animais de abate em três aspectos fundamentais, pois no pescado, há variedade maior de ácidos graxos de cadeia longa e as gorduras são mais ricas em ácidos graxos poli-insaturados (PUFA). O pescado de maneira geral, tem gordura muito mais insaturada e com maior conteúdo de PUFA n-3 que a carne bovina, sendo por isso, um alimento muito mais saudável do ponto de vista nutritivo em relação aos níveis de colesterol sérico. Os peixes podem ser considerados fontes de vitaminas lipossolúveis A e D e do complexo B. Quanto aos minerais, o pescado de mar é fonte de iodo, cálcio, fósforo, sódio, potássio e magnésio.
Compartilhar