Protenas

PROTENAS EM ALIMENTOS As protenas so os maiores constituintes de toda

clula viva;

Nos alimentos, alm da funo nutricional, as

protenas tm propriedades organolpticas e detextura.

PROTENAS EM ALIMENTOS Apesar da complexidade estrutural, as protenas podem ser

quebradas em aminocidos pela ao de enzimas ou fervura com cidos e lcalis, sob certas condies.

Nos alimentos, tendem a decompor temperatura ambiente,

auxiliada pela ao bacteriana, podem formar produtos txicos para o corpo, necessitando de uma boa conservao.

Protena animal X Protena vegetal X Protena no convncional

Funes biolgicas: catalisadoras, regeneradoras, imunologia, energia, reguladores, reproduo e etc.

CONCEITO, COMPOSIO E NATUREZA CONCEITO: Quimicamente so polmeros, cujas

unidades bsicas so os aminocidos ligados por

ligaes peptdicas formandoformar as protenas especificas.

cadeias, em vrias

estruturas geomtricas e combinaes qumicas para

CONCEITO, COMPOSIO E NATUREZA Protena

de alto valor biolgico(VB): protena completa porque apresenta os aminocidos em teores necessrios a manuteno da vida e crescimento dos novos tecidos. Protena de baixo valor biolgico: no tem os aminocidos em teores adequados. Ex.: frutas e hortalias. Protenas parcialmente completas: apresenta um ou mais aminocidos limitante. EX: cereais (deficientes em lisina, triptofano e treonina) e leguminosa (deficiente em metionina).

SIMPLESSo aquelas que por hidrlise nos fornecem aminocidos como nicos produtos.

Albuminas: altamente solvel em gua : clara do ovo; leite; ervilha; Globulinas: insolveis em gua: msculos; ervilha; Glutelinas: somente em vegetais: trigo; arroz Prolaminas: somente em vegetais: trigo, centeio, milho, cevada Protaminas: produtos de peixes Histonas: cidos nuclicos Escleroprotenas: queratina, colgeno

CONJUGADASProtenas combinadas com substncias no proticas, chamada grupo prosttico.

Cromoprotena lipoprotena Nucleoprotenas Glicoprotenas Fosfoprotenas Metaloprotenas

DERIVADASNo so encontradas na natureza, mas obtidas da hidrlise das simples e/ou conjugadas pela ao de cidos, bases ou enzimas. Derivadas primrias: obtidos por processos brandos de

decomposio

Derivados

secundrios: mistura complexa de uma molculas de diferentes tamanhos e diferente composio de aminocidos e diferentes propriedades.

ALGUMAS PROTEINAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Protenas da carne: miosina; actina; colgeno; tripsina Protenas do leite: casena; lactoalbumina; lactoglobulina Protena do ovo:

Clara - (ovalbumina (50%); canalbumina; glicoproteina; avidina/biotina). Gema - (lipovitelina, fosfovitina, livitina) Protenas

(glutenina).

do

trigo:

prolamina

(gliadina);

glutelina

REAES QUMICAS

Hidrlise Desnaturao

PROTENAS IMPORTANTESa)Protenas da carne: miosina; actina; colgeno; tripsina. b)Protenas do lactoglobulina. leite: casena; lactoalbumina;

c) Protena do ovo: clara (ovalbumina (50%); canalbumina; glicoproteina; avidina/biotina). gema (lipovitelina, fosfovitina, livitina) d)Protenas do trigo: prolamina (gliadina); glutelina (glutenina). Formam com gua uma substncia elstica e aderente insolvel em gua.

ProteasesPROTENAS

Introduo

So enzimas comumente utilizadas na indstria

alimentcia. A ao das proteases sobre as protenas, antes do

consumo, favorece a digesto e absoro das protenas pelo organismo.

Grupo HidrolasesPeptidases ou Proteinases Catalisam a reao de hidrlise das ligaes peptdicas das protenas. Hidrlise de protenas = Digesto, ativao de enzimas, coagulao do sangue e no transporte de protenas atravs de membranas.A posio da ligao na cadeia polipeptdica e o tamanho da cadeia podem influenciar a atividade das proteases.

Caractersticas gerais

So classificadas basicamente de acordo com dois critrios: Modo de ao

Natureza qumica do sei stio cataltico.

Modo de ao das proteases

Exopeptidases

Atuam nas extremidades da cadeia polipeptdica. Endopeptidases (ou proteinases)

Agem nas ligaes no interior da cadeia protica.

Exopeptidases AMINOPEPTIDASES

Proteases que agem na extremidade N-terminal da cadeia polipeptdica; liberam aminocidos livres, dipeptdicos ou tripeptdicos. CARBOXIPEPTIDASES

Proteases que agem na extremidade C-terminal da cadeia polipeptdica; liberam aminocidos livres dipeptdios .

Endopeptidases Serina-proteases

So caracterizadas pela presena do aminocido serina no stio ativo. O principal grupo desse tipo de proteases formado pelas serina-proteases alcalinas, como tripsina, quimotripsina e subtilisina, que apresentam baixa especificidade de substrato.

Endopeptidases Cistena-proteases sulfidrlicas

Apresentam em seu stio ativo cistena conjugada com histidina. So normalmente, mais ativas em meios de pH neutro, podendo apresentar atividade em valores de pH cidos.

Endopeptidases Proteases asprticas ou cidas

Contm cido asprtico em seu stio ativo. Apresentam maior atividade em valores de pH cido e tm maior afinidade por ligaes que envolvem aminocidos apolares e aromticos.Principais proteases cidas: Pepsina e renina e aquelas produzidas pelos fungos Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Neurospora, Endothia e Rhizomucor.

Endopeptidases Metalo-proteases

So enzimas que dependem de ons metlicos divalentes para sua atividade. Entre as neutras encontra-se por exemplo as colagenases de Clostridium hystoliticum e elastases de Pseudomonas aeruginosa.

Classe de proteases

CLASSE

EXEMPLO

AA DO STIO ATIVO

Serina-protease

Quimotripsina Subtilisina

Histidina c. asprtico SerinaCisteina Histidina c. asprtico c. asprtico Zinco Glutamina Triptofano

Cistena-protease

Papana

Protease asprtica Metalo-protease

Pepsina de Penicillium sp. Carboxipeptidase A bovina

Proteases vegetais

Esto entre as proteases mais empregadas na

indstria de alimentos. A atividade destas maior nos vegetais verdes.

A papana, a bromelina e a ficina esto entre as mais

importantes cisteina-proteases.

Proteases vegetais Papana

Extrada do latex dos frutos do mamoeiro QP-A: Papana QP-B: Quimopapana Ambas possuem caractersticas bastante semelhantes e que variam de acordo com o clima e manejo durante a extrao e concentrao do extrato.

Proteases vegetais Bromelina

Extrada do pednculo ou do fruto do abacaxizeiro. Perde sua atividade rapidamente em temperaturas superiores a 70C.

Proteases vegetais Ficina

Extrada do latex de diversas espcies do gnero Ficus.

Hidrolisa ligaes que envolvem diversos aminocidos.

Proteases animais

So as mais estudadas e importantes comercialmente devido sua importncia da rea da sade. - As mais importantes so as proteases gstricas (renina e pepsina) e as pancreticas (tripsina e quimotripsina).

Proteases animais Renina ou quimosina

Protease asprtica extrada do quarto estmago de bezzerros no desmamados.

extrada na forma inativa, e convertida por hidrlise parcial que liera um peptdio de sua cadeia protica.

Proteases animais Pepsina

Protease asprtica produzida pela mucosa estmago na forma inativa de pepsinognio.Tambm extrada na forma inativa, tirna-se ativa por autlise.

do

Sua atividade influenciada pelo substrato, prefere ligaes peptdicas que envolvam aminocidos hidrofbicos.

Proteases animais Tripsina

Serina protease secretada pelo pncreas, uma das enzimas digestivas mais importantes.Sintetizada de forma inativa de tripsinognio no pncreas de animais superiores e ativada por hidrliseno duodeno.

Inibidores de tripsina so peptdios produzidos pelo pncreas, mas esto tambm presentes na soja e trigo; o que impede a digesto de protenas presentes nestes.

Proteases animais Quimotripsina

Serina-protease semelhante tripsina e tambm sintetizada como zimognio pelo pncreas.

Hidrolisa preferencialmente ligaes que envolvem aminocidos aromticos (tirosina, fenilalanina e triptofano), mas pode hidrolisar tambm ligaes ente todos os aminocidos hidrofbicos.

Proteases animais Catepsinas e calpanas

Cistena-proteases intracelulares resoluo do rigor mortis.

relacionadas

Esto envolvidas com a bioqumica da carne.

Proteases microbianas De origem bacteriana

Maior parte produzidas pelas bactrias dos gneros Bacillus e Geobacillus. Embora tenham preferncia por ligaes entre aminocidos hidrofbicos, o grau de hidrlise pode ser controlado por alteraes no pH e na temperatura da reao proteltica.

Proteases microbianas De origem fngica

Uma nica espcie de fungo pode produzir diferentes proteases ( alcalinas, neutras e cidas). Aspergillus oryzae produz trs proteases extracelulares,o extrato obtido por fermentao.

Aplicao Industrial Clarificao de cerveja

As proteases hidrolisam os peptdeos e impedem que eles se insolubilizem, evitando a turvao (papana). A presena de protenas vital para a formao da espuma.

Aplicao Industrial Amaciamento da carne Processo normal: 10 dias a 4 semanas.

Processo acelerado: Proteases que hidrolisam as

protenas da carne (papana)

Evita hidrlise durante o armazenamento a frio, e alta estabilidade trmica, o que garante o amaciamento durante o cozimento.

Aplicao IndustrialMtodo clssico para amaciamento da carne: Aplicao superficial da enzima em viculo de sal. Mtodo de imerso para amaciamento da carne: Os cortes da carne so submersos na soluo de enzima. Mtodo de injeo para amaciamento da carne: Uso de seringas ou pistolas para aplicao de soluo enzimtica. Mtodo de injeo no animal vivo para amaciamento da carne: Injeo feita na jugular do animal, 10 a 30 min antes do abate. -enzima purificada e inativada.

Aplicao Industrial Coagulao do leite

A produo do leite de queijos baseia-se na separao de casenas e gordura do leite da frao que constitui o soro.

O soro formado em maior parte por gua, lactose, sais e outras protenas no casenas.

Aplicao Industrial Coagulao do leite

Casena Mistura de fosfoprotenas muito semelhantes: s1- / s2- / - / - casena

Micela casena

Cadeia peptdica

Regio hidrofbica

Fosfato de clcio

Superfcie rica em - casena

Aplicao Industrial Coagulao do leite

Precipitao isoeltrica Ao atingir pH 4,6 alcana o ponto isoeltrico da casena bruta do leite, ocorre a insolubilizao dessas protenas, que precipitam.

Aplicao industrial Coagulao do leite

Protelise limitada 1. casena sofre hidrlise 2. ons de clcio do leite ligam-se s fraes fosfatadas da casena 3. Formam-se ligaes cruzadas e precipitao em forma de cogulos. 4. Se a hidrlise no for limitada haver destruio do cogulo e solubilizao de pequenos peptdios, o que afetar na textura e rendimento do queijo. 5. A hidrlise excessiva pode ocasionar a liberao de peptdeos que contm aa hidrofbicos na extremidade c-terminal. Estes apresentam sabor amargo.

Aplicao industrial Enzimas utilizadas na coagulao do leite:

Renina ou quimosina Proteases cidas de Rhizomucor miehei; Rhizomucor pusillus, Aspergillus oryzae e Endothia parasitica.

Aplicao industrial Maturao acelerada de queijos

A protelise um dos mais importantes processos de maturao de queijos, pois peptdeos e aminocidos livres, gerados pela ao de proteases, so precursores de sabor, alm de serem fontes de nitrognio para a microbiota secundria.

Aplicao industrial Panificao

A frao protica do trigo, chamada glten, d farinha a propriedade de formar uma massa viscoelstica capaz de reter ar.

Sem ar, a massa no reage com o fermento qumico que resultar em um po duro.

Aplicao industrial Panificao

Proteases podem ser aplicadas no controle da fora do glten, garantindo menor tempo de trabalho da massa na produo de pes (enzimas fngicas) e reduo de teor de glten para a produo de bolos e biscoitos (enzimas vegetais e/ou bactiras).

Aplicao industrial Modificao de protenas

Hidrlise Hidrolisados proticos so obtidos pela ao de proteases especficas sobre diversas fontes proticas com a finalidade de gerar compostos com diferentes funcionalidades: Aromatizantes, espumantes e emulsificantes.

Aplicao industrial Modificao de protenas

Sntese A sntese de protenas pode ser realizada de trs formas destintas: Sntese qumica, sntese enzimtica e sntese via DNA recombinante.- Plastena o nome dado a molculas semelhantes s protenas naturais, cuja origem a sntese catalisada por protease.

Aplicao industrial Modificao de protenas

A reao de sntese pode ser usada na incorporao de aa essenciais a protenas de baixo valor nutricional, na remoo de sabor amargo de peptdeos com a hidrofbico c-terminal e na modificao de protenas com o objetivo de melhorar propriedades funcionais.

Aplicao industrial Modificao de protenas

Reestruturao Importante no desenvolvimento de produtos crneos e derivados reestruturados, promovendo a melhora tecnolgica na textura, aparncia, aroma e sabor.- A Transaminase uma enzima que atua na sntese de

ligaes cruzadas entre protenas, mas no uma protease. Streptoverticillium mobataense

Modificao de protenas

Sntese de aspartame Sntese de aspartame edulcorante no-calrico formado pelo cido L-asprtico e pela L-fenilalanina. Esta sntese garante a formao do sabor doce. Bacillus thermoproteolyticus