Bromatologia aula 9: Proteínas

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Bromatologia
Aula 9: Proteínas
Apresentação
Nesta aula, buscaremos compreender, quimicamente, a estrutura das proteínas: elementos formados por aminoácidos
unidos entre si por meio de ligações peptídicas.  
Incialmente, analisaremos a importância das estruturas que a proteína pode formar para que possamos conhecer não só
as suas funções mas também as técnicas de análise e puri�cação que podem sofrer: estrutura primária, estrutura
secundária, terciária e quaternária.  
Na sequência, compreenderemos todo o processo de desnaturação proteica e conheceremos os Padrões de Identidade e
Qualidade (PIQ) de alimentos proteicos.
Por �m, apresentaremos os métodos de determinação de proteínas em alimentos.
Objetivos
Analisar os conceitos e as características de proteínas e aminoácidos;
Reconhecer os padrões de identidade e qualidade dos produtos proteicos (leites e derivados, carnes e aves,
pescados e ovos);
Descrever os métodos analíticos de proteínas, assim como as análises utilizadas na determinação do PIQ de
alimentos proteicos.
O que são proteínas?
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As proteínas são macromoléculas formadas por um conjunto de
aminoácidos ligados entre si por meio de ligações peptídicas. Elas possuem
um papel essencial no organismo, pois participam da construção e
manutenção dos órgãos e tecidos, além de participarem da formação de
hormônios, enzimas e anticorpos.
As proteínas são compostas por carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, e a grande maioria delas possui enxofre. Outras
moléculas como ferro, zinco e cobre também podem estar presentes.
Todas as proteínas são formadas por um conjunto de 20 aminoácidos, arranjados em sequências especí�cas variadas. Os
arranjos dos aminoácidos formam a estrutura da proteína. Esses aminoácidos contribuem para a conformação natural proteica
necessária para desempenhar suas funções biológicas.
As proteínas apresentam quatro níveis estruturais:
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A estrutura primária corresponde à sequência linear dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas.
Estrutura primária 
A estrutura secundária corresponde ao primeiro nível de enrolamento helicoidal, caracterizado por padrões regulares e
repetitivos que ocorrem localmente, causados pela atração entre certos átomos de aminoácidos próximos.
Estrutura secundária 
A estrutura terciária corresponde ao dobramento da cadeia polipeptídica sobre si mesma. Nesse caso, a proteína assume
uma forma tridimensional especí�ca, devido ao enovelamento global de toda a cadeia polipeptídica.
Estrutura terciária 
Na estrutura quaternária a proteína é constituída por várias cadeias polipeptídicas, idênticas ou não, que se agrupam e
ajustam para formar a estrutura total da proteína.
Estrutura quaternária 
 Estruturas das proteínas. (Fonte: ROMÃO, 2012).
Qualidade da proteína presente no alimento
A qualidade da proteína presente em um alimento é determinada pela proporção entre nitrogênio (N) proteico e nitrogênio não
proteico (NNP) existes. Na maioria dos alimentos, o N não proteico representa muito pouco do total.
Para converter o nitrogênio medido em proteína, multiplica-se o conteúdo de nitrogênio por um fator geral, obtido com base no
fato de que, na maioria das proteínas, o teor de N é em torno de 16%.
Exemplo
100 g proteínas −−−−−−−−−−−− 16 g N
x g proteínas −−−−−−−−−−−−−−− n g N
Dessa forma, temos:
x = n x 100 / 16 
x = n x 6,25 g proteínas
É importante observarmos, no entanto, que esse fator de conversão gera erros quando o conteúdo de N em um alimento é
muito diferente de 16%. Para evitar tais erros, alguns alimentos têm fatores de conversão diferenciados, como demonstrado na
tabela a seguir.
 Tabela 1: Fatores de conversão de nitrogênio total em proteínas. (Fonte: Instituto Adolfo Lutz).
A proteína bruta (PB) tem utilidade na avaliação de alimentos, mas não é um indicador de qualidade proteica.
O desenvolvimento de metodologias para determinar proteínas vem, cada vez mais, tornando-se de fundamental relevância
para várias áreas do conhecimento, pois:
1
Favorece o diagnóstico de certas doenças relacionadas à
alteração da quantidade de proteínas nos �uidos biológicos.
2
Em nutrição animal, ressalta o aproveitamento racional de
nutrientes
3
Em problemas relacionados à nutrição humana e na
tecnologia e ciências de alimentos, objetiva o aproveitamento
racional da matéria-prima e a melhora de produtos tanto novos
quanto já existentes.
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Que métodos são utilizados para realizar a análise de proteínas?
Existem vários métodos para determinação de proteínas em alimentos. Tais métodos podem ser divididos em:
Métodos químicos.
Métodos físicos.
Métodos biológicos.
Métodos microbiológicos e enzimáticos.
Veremos cada um deles, com mais detalhes, a seguir.
Métodos químicos
Método por presença de ligações peptídicas (Método de biureto)
O Método de biureto surgiu com a proposta inicial de Autenrieth, em 1915, mas sofreu modi�cações propostas por diversos
autores posteriormente.  
Tal método se baseia na reação do reativo do biureto, que é constituído de uma mistura de cobre e hidróxido de sódio, com um
complexante que estabiliza o cobre em solução. O cobre, em meio alcalino, reage com proteínas, formando um complexo
quadrado planar com a ligação peptídica. O produto da reação apresenta duas bandas de absorção: uma em 270 nm e outra
em 540 nm.
Nas �guras a seguir, podemos observar a reação de formação do biureto e a reação de interação do íon cúprico com o biureto e
a proteína.
 Reação de formação do biureto. (Fonte: ALMEIDA, 2013).
 Reação de interação do íon cúprico com o biureto e a proteína. (Fonte: ALMEIDA, 2013).
O Método de biureto tem sido aplicado para determinar a concentração de proteínas totais em diversos meios:
Soro ou plasma sanguíneo | Líquido cérebro espinhal (liquor) | Urina | Alimentos | 
Saliva | Fibrinogênio | Tecido animal
Apesar de ser rápido, utilizar reagentes de baixo custo e não apresentar grande variação da absortividade especí�ca para
diferentes proteínas, esse método apresenta a desvantagem de ter baixa sensibilidade, pois requer uma alta concentração de
proteína na amostra, o que o torna desvantajoso em comparação a outros métodos existentes.
Método de determinação de proteínas de Lowry
Por meio do Método de Lowry, calcula-se a determinação da concentração total de proteína em um alimento.
Tal método se baseia na utilização de uma mistura contendo
molibdato, tungstato e ácido fosfórico (reagente Folin-Ciocalteau),
que sofre uma redução quando reage com proteínas na presença do
catalisador cobre (II). Isso produz um composto com absorção máxima
a 750 nm.
Essa redução ocorre, diretamente, por meio das cadeias laterais de alguns aminoácidos (tirosina, triptofano, cisteína,
asparagina e histidina), que contribuem com quatro elétrons, ou por meio da remoção de dois elétrons de cada unidade
tetrapeptídica das proteínas, que é facilitada pela formação do quelato entre o cobre (II) e as proteínas.
 O Método de Lowry envolve, portanto, duas reações químicas:
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A primeira reação é a redução do íon cobre (II) em condições alcalinas (básicas), formando um complexo com as ligações
peptídicas, denominada reação de biureto.
Primeira reação 
A segunda reação envolve a redução do reagente Folin-Ciocalteu pelo complexo cobre-ligação peptídica, causando uma
mudança na coloração da solução para azul. Por espectrofotometria com leitura entre 650 a 750 nm.
A quantidade de proteína pode ser estimada utilizando uma curva padrão com outra proteína, isto é, cuja concentração
seja conhecida, como a albumina bovina sérica.
Segunda reação 
Na �gura a seguir, podemos observar um esquema com as etapas do Método de Lowry.
 Etapas do método de Lowry. (Fonte: MATER METHODS, 2012 adaptado de OLSON, 2007).
A principal vantagem do Método de Lowry é a sua alta sensibilidadee, por isto, tem sido utilizado para a determinação da
concentração de proteínas totais em diversos meios:
Liquor | Plasma sanguíneo | Saliva humana | Tecido animal | Plantas | Suco biliar 
Membranas | Leite humano | Produtos alimentícios
Algumas desvantagens são o tempo da reação e a incompatibilidade com detergentes e agentes redutores.
Método de determinação de nitrogênio orgânico (Método de
Kjeldahl)
Desenvolvido, em 1883, pelo químico dinamarquês Johan Gustav Christoffer Thorsager Kjeldahl, o método de Kjeldahl é um
procedimento de química analítica amplamente utilizado para determinar a quantidade de nitrogênio em alimentos, fertilizantes
e outras substâncias.
O método de Kjeldahl consiste, essencialmente, em transformar todo o nitrogênio de uma amostra em sulfato de amônio por
digestão com ácido sulfúrico. A alcalinização da solução determina a amônia resultante, que passa pelo processo de destilação
em um volume medido de ácido padrão, e o seu excesso é determinado por titulação.
As três principais etapas utilizadas para alcançar a determinação de nitrogênio ou proteína são:
1
Digestão
2
Destilação
3
Titulação
A seguir, veremos cada uma dessas etapas com detalhes.
Etapa da digestão, e catalisadores que podem ser utilizados
Na etapa da digestão, ocorre o aquecimento da amostra com ácido sulfúrico concentrado até que o carbono e hidrogênio
sejam oxidados. O resultado dessa etapa é uma solução de sulfato de amônio.
A equação geral para a digestão de uma amostra orgânica é a seguinte:
proteína + H S  → (NH )2SO + CO + SO + H O2 O4 4 4(aq) 2(g) 2(g) 2 (g)
Em seguida, separe-se o nitrogênio da mistura de digestão, destilando a amônia (convertendo-a em um gás volátil ao elevar a sua
temperatura até o ponto de ebulição) e então aprisionando os vapores destilados em uma solução especial de ácido bórico
(H BO ).
A solução contendo ácido bórico com o indicador que, no início, apresentava coloração rósea adquire cor verde/azulada, à medida
que vai se formando o borato de amônio (NH H BO ), conforme a reação a seguir:
A maior parte de NH destilada é retida na solução ácida receptora em um intervalo de cinco a 10 minutos de fervura. No entanto,
dependendo do volume da mistura de digestão e do método a ser seguido, 15 a 150 ml de condensado devem ser coletados no
frasco receptor para garantir a recuperação completa do nitrogênio. 
Os tempos de destilação e os volumes de destilados coletados devem ser padronizados para todas as amostras de determinada
metodologia.  
A taxa de destilação é afetada pela capacidade de resfriamento do condensador e pela temperatura da água de resfriamento, mas
principalmente pela entrada de calor. Normalmente, os elementos de aquecimento usados para destilação têm controladores de
temperatura variáveis.
O ácido sulfúrico é, geralmente, usado sozinho para a digestão de amostras orgânicas, e a quantidade de ácido depende, de
forma direta, do tamanho da amostra e da quantidade relativa de carbono e hidrogênio presente na amostra, bem como da
quantidade de nitrogênio.
Etapa da destilação
A etapa de destilação tem como objetivo transformar o nitrogênio presente na solução, na forma de sulfato de amônio NH ,
em NH gasoso.
Com a adição de hidróxido de sódio (solução de NaOH) concentrado e o aquecimento, ocorre a liberação da amônia, que é
separada da mistura por destilação. O gás então reage com uma solução de ácido bórico, formando borato de amônio, como
podemos observar a seguir:
4+
3
(NH )2SO + 2NaOH → Na SO + 2H O(I) + 2NH4 4(aq) 2 4(aq) 2 3(g)
3 3
4 2 3
H BO + NH → NH + + H BO3 3 3 4 2 3
3
O Método de Kjeldahl, referência em todo o mundo, é reconhecidamente con�ável, e tanto os aparelhos quanto os reagentes nele
utilizados são comuns a todos os laboratórios de análises químicas.
A sua vantagem está no fato de poder ser aplicado a todos os tipos de alimento, justamente por ser relativamente simples e de
baixo custo, além de ser bastante preciso. É o método o�cial para a determinação de nitrogênio em proteínas.
Já as suas desvantagens envolvem o tempo de execução, o uso de reagentes corrosivos e o fato de medir o nitrogênio orgânico
total, e não apenas o nitrogênio das proteínas.
Etapa da titulação
A etapa de titulação pode ser realizada a partir de dois métodos:
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Esse método consiste em adicionar um excesso, exatamente conhecido, da solução padrão ao analito e, em seguida,
determinar a parte desse excesso que não reagiu com outra solução padrão (HCl). Vejamos:
NH + HCl → (NH )Cl
HCl +NaOH → NaCl + H O
Na sequência, a solução padrão é titulada com um segundo reagente (NaOH), realizando uma reação ácido-base. O
resultado dessa segunda titulação mostra quanto do excesso de reagente foi usado na primeira titulação, permitindo
assim que a concentração original do analito seja calculada.
A titulação indireta é utilizada, principalmente, quando a velocidade da reação direta não é compatível com a titulação ou
quando a amostra não é solúvel em água, mas é solúvel no reagente da titulação direta, ou ainda quando não se tem
indicador adequado à titulação.
Titulação indireta 
3 4
2
A titulação direta é um tipo de titulação bem mais básica e simples. Por meio desse método, a espécie a ser determinada
reage, diretamente, com a solução padrão (HCl). Vejamos:
(NH ) BO + 3HCl → 3NH Cl+ H BO
Nessa titulação, a adição de reagentes em excesso não é feita como na titulação de retorno. Nesse caso, o composto
desconhecido reage diretamente com o composto conhecido. Sendo assim, o ponto �nal da titulação indica o �m da
reação. Usando esse ponto �nal, a quantidade de composto desconhecido presente na solução da amostra pode ser
determinada.
Vejamos o cálculo a ser realizado:
 
V x 0,14 x F / P = protídeos por m/m
 
Onde:
V = diferença entre o n° de mL de ácido sulfúrico 0,05 M e o n° de mL de hidróxido de sódio 0,1 M gastos na titulação.
P = n° de g da amostra.
f = fator de conversão (tabela 1).
Titulação direta 
4 3 3 4 3 3
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Não muito utilizados, os métodos físicos são direcionados à avaliação da qualidade, e não da quantidade de proteínas.
São métodos físicos:
Índice de refração.
Densidade especí�ca.
Viscosidade.
Tensão super�cial.
Condutividade.
Polarização.
Métodos físicos 
Os métodos biológicos têm como objetivo a análise dos seguintes itens:
Balanço de nitrogênio.
Crescimento.
Valor biológico da proteína.
Digestibilidade da proteína.
Métodos biológicos 
Nos métodos microbiológicos, certos microrganismos são utilizados para medir o valor nutritivo de proteínas.
Neles veri�ca-se o crescimento de microrganismos na presença da proteína teste.
Métodos microbiológicos 
Os métodos enzimáticos são utilizados para medir a digestibilidade e a biodisponibilidade de aminoácidos essenciais.
Nele são utilizadas enzimas como a pepsina e a pancreatina.
Esses métodos simulam in vitro as condições estomacais e intestinais para pesquisar a digestibilidade.
Em outro método a proteína é digerida por três enzimas (quimotripsina, tripsina pancreática e peptidase intestinal suína).
Métodos enzimáticos 
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Atividade
1. As proteínas são compostos:
a) formados por aminoácidos unidos por ligações peptídicas.
b) que não fazem parte da constituição química dos cromossomos.
c) formados por carboidratos e lipídios unidos por pontes de hidrogênio.
d) de tamanho muito pequeno (micromoléculas) e que ocorrem em baixa concentração dentro da célula.
2. Assinale a opção cujos termos preenchem, corretamente, cada uma das lacunas a seguir:
 
As________ são compostos formados por ________ unidos (as) por ligações ________, e as _______ são ________ orgânicos, de
natureza _______, sensíveis às variações de temperatura.
a) gorduras; proteínas; peptídicas; enzimas; açúcares; lipídica.
b) enzimas; aminoácidos; hídricas; proteínas; catalisadores; lipídica.
c) proteínas; aminoácidos; energéticas;gorduras; compostos; proteica.
d) proteínas; aminoácidos; peptídicas; enzimas; catalisadores; proteica.
3. Analise a seguinte experiência:
Primeira etapa
Procedimento – em dois tubos de ensaio, numerados como I e II, acrescenta-se:
Tubo I – água oxigenada + dióxido de manganês. 
Tubo II – água oxigenada + fígado. 
Resultado obtido – formação de borbulhas nos dois tubos. 
Conclusão – desprendimento de gás oxigênio proveniente da decomposição da água oxigenada devido ao dióxido de manganês
(tubo I) e alguma substância liberada pelo fígado (tubo II).
 
Segunda etapa
Procedimento – adição de nova quantidade de água oxigenada nos dois tubos da primeira etapa da experiência. 
Resultado obtido – novo desprendimento de borbulhas (gás oxigênio) nos dois tubos. 
Conclusão – o dióxido de manganês (tubo I) e a substância liberada pelo fígado (tubo II) não foram consumidas nas reações da primeira
etapa da experiência.
Com base na experiência apresentada, é correto concluir que o dióxido de manganês e a substância liberada pelo fígado são:
 a) enzimas
b) ionizadoras
c) catalisadoras.
d) substâncias orgânicas
4. Uma alimentação balanceada deve ser rica em proteínas, macromoléculas importantes para o funcionamento dos seres vivos,
uma vez que desempenham funções estruturais e enzimáticas.
Observe a �gura a seguir, que apresenta diferentes estruturas proteicas:
 
Quanto as estruturas apresentadas na �gura, assinale a opção correta:
 (Fonte: ROMÃO, 2012).
a) As estruturas 2 e 3 são chamadas, respectivamente, de alfa-hélice e beta-hélice.
b) A sequência linear de aminoácidos representada em 1 e 4 é denominada estrutura primária.
c) Proteínas como a albumina, que apresentam somente uma cadeia polipeptídica, poderiam ser representadas em 4.
d) Os dobramentos observados nas cadeias proteicas em 2 e 3 devem-se a reações de repulsão entre aminoácidos distantes entre si.
5. A determinação de proteínas pelo método de Kjeldahl é feita de forma indireta. Nessa determinação, o parâmetro quanti�cado é
o nitrogênio total da amostra, cujo valor é multiplicado por um fator de conversão para �obter-se a concentração de proteínas no
alimento analisado. Em tal método, ocorrem processos químicos divididos em três etapas sequenciais: digestão, destilação e
titulação.
A opção que apresenta, corretamente, a descrição dos processos que ocorrem nas três etapas da determinação de proteínas pelo
método de Kjeldahl é:
a) Primeiramente, ocorre a decomposição da matéria orgânica em um sal amoniacal, processo realizado pelo hidróxido de sódio e
facilitado por um catalisador. Em seguida, a amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com ácido sulfúrico e é recebida em uma
solução alcalina de volume e concentração conhecidos. Por fim, a quantidade de nitrogênio total presente na amostra é determinada por
titulação do excesso do ácido usado na destilação.
b) Primeiramente, ocorre a decomposição da matéria orgânica em um sal amoniacal, processo realizado pelo ácido sulfúrico e facilitado
por um catalisador. Em seguida, a quantidade de nitrogênio total presente na amostra é determinada por titulação do excesso do ácido
usado na destilação. Por fim, a amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com hidróxido de sódio e é recebida em uma solução
ácida de volume e concentração conhecidos.
c) Primeiramente, ocorre a decomposição da matéria orgânica em um sal amoniacal, processo realizado pelo hidróxido de sódio e
facilitado por um catalisador. Em seguida, a quantidade de nitrogênio total presente na amostra é determinada por titulação do excesso
do ácido usado na destilação. Por fim, a amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com ácido sulfúrico e é recebida em uma solução
alcalina de volume e concentração conhecidos.
d) Primeiramente, ocorre a decomposição da matéria orgânica em um sal amoniacal, processo realizado pelo ácido sulfúrico e facilitado
por um catalisador. Em seguida, a amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com hidróxido de sódio e é recebida em uma solução
ácida de volume e concentração conhecidos. Por fim, a quantidade de nitrogênio total presente na amostra é determinada por titulação
do excesso do ácido usado na destilação.
Resumo da aula
As proteínas são macromoléculas formadas por um conjunto de aminoácidos ligados entre si por meio de ligações peptídicas.
Elas são compostas de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. A grande maioria delas também possui enxofre. Outras
moléculas como ferro, zinco e cobre também podem estar presentes.
Os arranjos dos aminoácidos formam a estrutura da proteína e contribuem para a conformação natural proteica, necessária
para desempenhar suas funções biológicas. As proteínas apresentam quatro níveis estruturais: estrutura primária, secundária,
terciária e quaternária.
Quanto à qualidade da proteína em um alimento, esta é determinada pela proporção entre N proteico e N não proteico (NNP). O
desenvolvimento de metodologias para determinar proteínas tem tido cada vez mais relevância em diversas áreas do
conhecimento, pois favorece o diagnóstico de certas doenças correlacionadas com a alteração da quantidade de proteínas nos
�uidos biológicos, ressalta o aproveitamento racional de nutrientes e objetiva o aproveitamento racional da matéria-prima, bem
com a melhora de produtos novos e já existentes.
Atenção
Muitos métodos têm sido propostos para a determinação de proteínas totais, mas não existe uma metodologia considerada de
uso universal para todos os meios. Para a determinação de proteínas em alimentos, pode-se trabalhar como métodos químicos,
físicos, biológicos e microbiológicos, e enzimáticos.
Notas
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Referências
COELHO, P. Método Kjeldahl. Disponível em: www.engquimicasantossp.com.br/2019/07/metodo-kjeldahl-teste-nitrogenio.html.
Acesso em: 27 nov. 2019.
DAMODARAN, S.; PARKIN, K. L.; FENNEMA, O. R. Química de alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.
FREIRIA, Enilene de França Cordeiro. Bromatologia. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2018.
PICO, Yolanda. Análise química dos alimentos: técnicas. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. A. Princípios de análise instrumental. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
ZENEBON, O.; PASCUET, N. S.; TIGLEA, P. (coord.). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. São Paulo: Instituto
Adolfo Lutz, 2008. Disponível em:
javascript:void(0);
http://www.ial.sp.gov.br/resources/editorinplace/ial/2016_3_19/analisedealimentosial_2008.pdf. Acesso em: 19 jan. 2020.
Próxima aula
De�nição e importância das vitaminas.
Explore mais
Leia o tópico Protídios do livro Métodos físico-químicos para análise de alimentos (ZENEBON, PASCUET e TIGLEA, 2008). 
Após realizar a leitura dos textos, discuta com os seus colegas. Caso tenha alguma dúvida, converse com o seu professor.
Bons estudos!