CONTROLE FÍSICO-QUÍMICO DE POA – PROTEÍNAS

Profa: Andréa Matta Ristow

PROTEÍNAS - FUNÇÕES

Função estrutural: esqueleto, musculatura, tecidos conjuntivos e epiteliais, tecido nervoso;

Catalisadores biológicos: enzimas; Hormônios Anticorpos Transporte de nutrientes e metabólitos,

através de membranas biológicas e nos diversos fluidos fisiológicos.

AMINOÁCIDO

CADEIA LATERAL

A cadeia lateral dos aminoácidos influencia nas

propriedades físico-químicas das proteínas.

Caseína: alta resistência a tratamentos térmicos

severos.

Ptns miofibrilares: desnaturadas entre 57 – 75C.

De acordo com a polaridade da cadeia lateral

classificam-se em: apolares, polares, polares básicos e

polares ácidos.

CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS - CADEIA LATERAL

Apolar ou hidrofóbicas: localizados no interior da

Ptn

Polares (sem carga ou hidrofílicos) : ligação com

a água através de pontes de hidrogênio.

Polares básicos: cadeia lateral carregada

positivamente.

Polares ácidos: cadeia lateral carregada

negativamente.

AMINOÁCIDO

AMINOÁCIDO

Dentre os 20 aminoácidos, existem 10 que são conhecidos como essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que devem ser incluídos na dieta e que não são sintetizados pelo nosso organismo.

● Aminoácidos essenciais Exemplo: Metionina, Valina, Isoleucina, Leucina,

Fenilalanina, Tripofano, Lisina e Treonina

● Aminoácidos não essenciaisExemplo: Alanina, Ácido aspártico, Ácido glutâmico,

Cisteína, Glicina, Glutamina, Hidroxiprolina, Prolina, Serina e Tirosina.

LIGAÇÃO PEPTÍDICA

A ligação peptídica é uma ligação amida

formada entre o grupamento terminal

carboxílico de um aminoácido com o

grupamento terminal amino de um outro

aminoácido.

Dessa maneira há a liberação de uma

molécula de água.

LIGAÇÃO PEPTÍDICA

LIGAÇÃO PEPTÍDICA

No momento em que a proteína está sendo sintetizada e as ligações peptídicas estão se formando, o radical carboxila perde um grupamento –OH (hidroxila), deixando uma ligação livre.

Simultaneamente, o radical amina de outro aminoácido perde um átomo de hidrogênio  (–H ), ficando, também, com uma ligação livre.

Síntese por desidratação

SÍNTESE POR DESIDRATAÇÃO

LIGAÇÃO COVALENTE

A ligação peptídica efetivamente ocorre

entre o carbono (C) de um aminoácido e

o nitrogênio (N) do aminoácido vizinho,

classificada como ligação covalente (C-

N).

POLIPEPTÍDEO

As moléculas que se formam a partir da ligação de aminoácidos são conhecidas como peptídeos.

2aminoácidos = dipeptídeo, 3 aminoácidos = tripeptídeo, 4 aminoácidos = tetrapeptídeo. GERAL: OLIGOPEPÍDEOS para designar moléculas

formadas por aminoácidos (do grego oligo, pouco)

POLIPEPTÍDIOS, para denominar moléculas compostas por muitos aminoácidos (do grego poli, muitos).

Proteína, portanto, pertence à categoria dos polipeptídios, já que são constituídas por um número expressivo de aminoácidos.

COMPOSIÇÃO - PROTEÍNAS

Carbono 50- 55%

Hidrogênio 6- 8%

Oxigênio 20- 24%

Nitrogênio 15- 18%

Enxofre 0,2- 0,3%

PROTEÍNAS - CLASSIFICAÇÃO

Quanto à composição: Proteínas simples ou homoproteínas: são

formadas exclusivamente por aminoácidos. Ex: Albumina

Proteínas complexas, conjugadas ou heteroproteínas: são formadas por cadeias de aminoácidos ligadas a grupos diferentes, denominados grupos prostéticos.

Por exemplo: glicoproteínas, o grupo prostético é um glicídio; lipoproteínas, o grupo prostético é um lipídio.

PROTEÍNAS - CLASSIFICAÇÃO

Quanto à forma: Proteínas Fibrosas - Na sua maioria, as proteínas fibrosas

são insolúveis nos solventes aquosos e possuem pesos moleculares muito elevados. São formadas geralmente por longas moléculas mais ou menos retilíneas e paralelas ao eixo da fibra. A esta categoria pertencem as proteínas de estrutura, como colágeno do tecido conjuntivo, as queratinas dos cabelos etc.

Proteínas Globulares - De estrutura espacial mais complexa, são mais ou menos esféricas. São geralmente solúveis nos solventes aquosos e os seus pesos moleculares situam-se entre 10.000 e vários milhões. Nesta categoria situam-se as proteínas ativas como os enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.

PROTEÍNAS FIBROSAS

PROTEÍNAS GLOBULARES

PROTEÍNAS - ESTRUTURA

Estrutura Primária – Refere-se a sequência linear de aminoácidos que estão covalentemente ligados por meio de ligações peptídicas.

Seqüência de aminoácidos é que determinará a função de uma proteína.

Aminoácido 1 = grupamento amino livre = amino-terminal ou N-terminal.

Último aminoácido = grupamento carboxílico livre = carboxi-terminal ou C-terminal

PROTEÍNAS - ESTRUTURA

Estrutura Secundária: Geralmente é resultante de

ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) que ocorrem entre o hidrogênio do grupo – NH e o oxigênio do grupo C ═ O. Assim, formam-se estruturas parecidas com uma mola (um exemplo ocorre com a queratina de nossos cabelos) ou como folhas de papel dobradas.

alfa-hélice (helicoidal) folha-Beta (pregueada) Ex: Ptn do soro

PROTEÍNAS – ESTRUTURA SECUNDÁRIA

PROTEÍNAS – ESTRUTURA TERCIÁRIA

Quando as estruturas secundárias das proteínas se dobram sobre si mesmas, elas dão origem a uma disposição espacial denominada de estrutura terciária.

Ocorre geralmente como resultado de ligações de enxofre, conhecidas como pontes de dissulfetos.

PROTEÍNAS – ESTRUTURA QUARTENÁRIA

A estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias que assumem formas espaciais bem definidas.

O que é a estrutura quaternária? Constituida por mais de uma cadeia

polipeptídica, ocorrendo a associação de subunidades polipeptídicas

Uma subunidade

Associação de subunidadesterciária

MODIFICAÇÕES DAS PTNS

DESNATURAÇÃO PROTEICA

2°, 3 °OU 4°

Desnaturação de proteínas

Uma proteína pode estar no estado nativo (N), em que apresenta a função para a qual foi produzida, ou no estado desnaturado (D), em que não apresenta uma função específica

Desnaturação pode ser por:

Temperatura calor: (60º - 100ºC/1h ou menos) ou

congelamento lento seguido de descongelamento rápido

pH extremos

Solventes orgânicos (álcool, éter, benzeno) 

Agitação intensa

Desnaturação de proteínas

Desnaturação e renaturação proteicas

DESNATURAÇÃO

Alterações nas propriedades:

Diminuição da solubilidade

Diminuição da capacidade de retenção de

água

Aumento da viscosidade

Facilita o ataque da enzimas proteolíticas -

↑ da digestibilidade

DESNATURAÇÃO

Desnaturação desejável:- Fabricação de Queijos (coalho);- Obtenção da clara em neve;- Ovo frito;- Pasteurização (Ptn do soro)

Desnaturação indesejável:• Congelamento e descongelamento;• Carne PSE

DEGRADAÇÃO

Ocorre rompimento das ligações covalentes

(estrutura primária). Pode ser provocada por

enzimas autolíticas (enzimas proteolíticas

do próprio substrato) ou microbianas, ou por

hidrólise química (provocam a entrada de

moléculas de água entre as de proteínas e

assim, a estrutura protéica é desmontada).

DEGRADAÇÃO DESEJÁVEL

Fabricação de Queijos (Maturação) Fabricação do Salame (“Cultura starter”) Maturação da carne

DEGRADAÇÃO INDESEJÁVEL - PUTREFAÇÃO

PROTEÍNAS

PEPTÍDEOS, AMINOÁCIDOS

H2S, NH3, INDOL, CADAVERINA

DEGRADAÇÃO

protéinas polipeptídios

peptídios ácidos aminados

descarboxilação aminas + CO2

desaminação

ác. orgânicos + NH3

DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS

O procedimento mais comum é através da

determinação de um elemento ou um grupo

pertencente à proteína.

A conversão para o conteúdo de proteína é

feita através de um fator.

Elementos: carbono e nitrogênio

Grupos: aminoácidos

DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS

Baseado no teor de nitrogênio

Nitrogênio: presente em proteínas,

carboidratos, lipídeos, SNNP etc

Proteína: 16% de Nitrogênio (média)

DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS – teor de N

Fator de correção: transformar o teor de

nitrogênio em teor de proteína (6,25)

OBS: leite = 6,38

100g Ptn ---------- 16g N Xg Ptn ---------- Yg NXgPTN = Y x 100 = Y x 6,25

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MÉTODO DE KJELDAHL - PROCEDIMENTOS

Determina o N orgânico total, ou seja, N

protéico e não protéico orgânico.

É uma metodologia lenta, que deve ser

cuidadosamente conduzida para se

evitar acidentes ou produção de

resultados errôneos.

DIGESTÃO → DESTILAÇÃO → TITULAÇÃO

MÉTODO DE KJELDAHL - DIGESTÃO

Nitrogênio é liberado da proteína pela destruição da molécula de proteína através de reações de oxiredução, ficando no meio sob a forma do sulfato de amônia;

A reação inicia com a liberação de fumaças brancas que correspondem a vapores de CO2, SO2, e outros compostos voláteis.

A etapa de mineralização está concluída quando não há mais liberação destes vapores.

 (C + N + O + H) + H2S04 → C02+NH3(amônia) + SO2

2NH3+ H2S04 → (NH4)2S04 (sulfato de amônia)

MÉTODO DE KJELDAHL - DIGESTÃO

MÉTODO DE KJELDAHL - DESTILAÇÃO

Após resfriada a amostra é submetida ao processo de destilação.

No aparelho destilador a amostra será destilada pela presença de hidróxido de sódio que volatiliza a amônia.

A amônia é recolhida em Erlenmeyer contendo solução de ácido bórico + indicadores de pH

O ácido bórico fixa a amônia, formando o borato de amônia.

MÉTODO DE KJELDAHL - DESTILAÇÃO

MÉTODO DE KJELDAHL - TITULAÇÃO

O destilado é titulado com ácido clorídrico (0,1N) .

O HCl é gotejado na amostra até a viragem da cor.

Baseado na equivalência entre o conteúdo de N na amostra e o HCl usado na TITULAÇÃO (Volumetria)

MÉTODO DE KJELDAHL - RESUMO

O método de Kjeldahl consiste na digestão da amostra protéica por ácido sulfúrico, destilação com fixação da amônia pelo ácido bórico e, titulação com ácido clorídrico onde, o volume deste utilizado na titulação vai determinar a quantidade de nitrogênio da amostra e, conseqüentemente a quantidade de proteína, visto que, em geral o nitrogênio corresponde a 16% do peso da amostra protéica.

MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS

1 Eq HCl _____________ 1 Eq Nitrogênio 1N (1Eq/1000 mL) _____ 14 g Nitrogênio 1N (1mL) ____________ 0,014g Nitrogênio 0,1N (1mL) ___________ 0,0014g Nitrogênio

Logo: 1mL (0,1N) __________ 0,0014g Nitrogênio Vol. de HCl x fator __________ Xg Nitrogênio

Logo: Xg Nitrogênio ____________ Peso da amostra (g) Y ____________ 100g da amostra

MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS

O nitrogênio total (NT) é determinado pela seguinte

equação:

NT (%) = Va x Fc x 0,0014 x 100

P

Onde:

NT – teor de nitrogênio total na amostra, em

percentagem;

Va – volume da solução de ácido clorídrico gasto na

titulação da amostra, em mililitros;

Fc – fator de correção para o ácido clorídrico;

P – massa da amostra (em gramas).

FATOR DE CORREÇÃO - Fc

Fator de correção (Fc) é um número empírico que tem por finalidades corrigir e ajustar a concentração da solução preparada. Este fator corresponde à relação existente entre um volume conhecido de um padrão primário e o volume médio gasto na titulação, ou seja:

Fc = C x V1 x Fc1 ÷ C x V1 x Fc1 Padrão primário Solução Para efeitos de precisão e aceitabilidade da

solução produzida, o Fc deve estar no intervalo 0,98 a 1,02.

MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS

PB = NT x FN

Onde: PB – teor de proteína bruta na amostra,

em percentagem; FN – 6,25. Expressa-se o resultado corrigido,

tendo-se como base de correção a matéria seca a 105oC.

MÉTODO DE BIURETO